COMPOSICIONES POLIMERICAS RETARDADORAS DE LLAMA.

Composición de moldeo termoplástica, caracterizada porque consiste en:



A. desde el 65% hasta el 99,5% en peso de un polímero poliolefínico;

B. desde el 0,5% hasta el 25%, de una mezcla sinérgica de:

- al menos una sal metálica del ácido hipofosforoso que tiene la siguiente fórmula general

(PH2O2)n Me

en la que:

n es un número entero que oscila desde 1 hasta 4 dependiendo de la valencia del metal Me;

Me es cualquier átomo que pertenece a los grupos I, II, III y IV de la tabla periódica de los elementos y

- al menos un compuesto orgánico halogenado;

C. desde el 0,5% hasta el 10% en peso de una pluralidad de aditivos seleccionados entre: estabilizadores de calor, estabilizadores UV, lubricantes, agentes de desmoldeo, colorantes, agentes antigoteo, agentes de nucleación, componentes antiácido;

siendo el total de los porcentajes en peso de los componentes A a C del 100%

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2005/002147.

Solicitante: ITALMATCH CHEMICALS S.P.A..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA P. CHIESA, 7/13,16149 GENOVA.

Inventor/es: COSTANZI, SILVESTRO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 10 de Febrero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08K5/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › Hidrocarburos halogenados.
  • C08K5/06 C08K 5/00 […] › Eteres; Acetales; Cetales; Ortoésteres.
  • C08K5/3492S
  • C08K5/521 C08K 5/00 […] › Esteres de ácidos fosfóricos, p. ej. de H 3 PO 4.
  • C08L23/04 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de etileno.
  • C08L23/10 C08L 23/00 […] › Homopolímeros o copolímeros de propeno.

Clasificación PCT:

  • C08K3/22 C08K […] › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › de metales.
  • C08K5/01 C08K 5/00 […] › Hidrocarburos.
  • C08K5/02 C08K 5/00 […] › Hidrocarburos halogenados.
  • C08K5/13 C08K 5/00 […] › Fenoles; Fenolatos.
  • C08K5/3492 C08K 5/00 […] › Triazinas.
  • C08K5/521 C08K 5/00 […] › Esteres de ácidos fosfóricos, p. ej. de H 3 PO 4.
  • C08L23/04 C08L 23/00 […] › Homopolímeros o copolímeros de etileno.

Fragmento de la descripción:

Composiciones poliméricas retardadoras de llama.

La presente invención proporciona composiciones de moldeo termoplásticas retardadoras de llama que comprenden:

A. desde el 65% hasta el 99,5% en peso de un polímero poliolefínico;
B. desde el 0,5% hasta el 25%, de una mezcla sinérgica de:
- al menos una sal metálica del ácido hipofosforoso que tiene la siguiente fórmula general

(PH2O2)nMe

quaden la que: quadn es un número entero que oscila desde 1 hasta 4 dependiendo de la valencia del metal Me, quadMe es cualquier átomo que pertenece a los grupos I, II, III y IV de la tabla periódica de los elementos y - al menos un compuesto orgánico halogenado;
C. desde el 0,5% hasta el 10% en peso de una pluralidad de aditivos seleccionados entre: estabilizadores de calor, estabilizadores UV, lubricantes, agentes de desmoldeo, colorantes, agentes antigoteo, agentes de nucleación, componentes antiácido;

siendo el total de los porcentajes en peso de los componentes A a C del 100%.

Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones de moldeo termoplásticas retardadoras de llama, seleccionadas en particular de polímeros olefínicos, a un procedimiento para su preparación y a su uso en la preparación de artículos poliolefínicos retardadores de llama.

Antecedentes de la invención

Se conoce bien que los polímeros poliolefínicos son particularmente sensibles a la ignición con llama; por tanto necesitan una protección adecuada especialmente para aplicaciones críticas tales como parte de aparatos electrodomésticos, materiales de construcción y materiales de decoración de interiores.

Para estas aplicaciones, se han llevado a cabo varios estudios que confieren una resistencia al fuego satisfactoria.

Por ejemplo, las patentes japonesas 53-92855, 54-29350, 54-77658, 56-26954, 57-87482, 60-110738 dan a conocer un método para preparar composiciones de resina de polipropileno retardadoras de llama mediante el uso de aditivos retardadores de llama inorgánicos como hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, hidrotalcita.

Sin embargo, todos estos aditivos, con el fin de que sean eficaces, necesitan añadirse en un nivel superior al 50% (en peso) basado en el peso de la composición final, con el resultado de que la procesabilidad es mala y las propiedades mecánicas se deterioran drásticamente.

También se conoce bien que las composiciones poliméricas retardadoras de llama a base de productos orgánicos halogenados (bromados o clorados) tales como los dados a conocer, por ejemplo, en las patentes japonesas 55-30739 y 8-302102. El documento JP 8-302102 se refiere a una composición de resina de polipropileno retardadora de llama en la que se mezcla el polímero con el 8-15% en peso de un compuesto organohalogenado (retardador de llama A) y el 1-3% en peso de un oligómero epoxídico halogenado (retardador de llama B) así como con otros aditivos, por ejemplo trióxido de antimonio.

Se ha reconocido que estos aditivos son muy eficaces para clasificarse con el grado de inflamabilidad tanto V2 como VO, según las normas UL 94, pero normalmente provocan la corrosión del equipo usado para su procesamiento debido a la emisión de ácidos y se producirán humos tóxicos en caso de incendio. Además, los artículos poliméricos correspondientes muestran alta eflorescencia y están dotados de una escasa resistencia a la intemperie.

También se conoce que pueden obtenerse artículos de polipropileno retardadores de llama con el uso de un sistema intumescente a base de dos o tres componentes, que comprenden:

• un componente ácido, generalmente un agente que contiene fósforo;
• un agente de espumación, generalmente un producto que contiene nitrógeno tal como por ejemplo, polifosfato de amonio, melamina;
• un compuesto carbonífero que es generalmente un producto de tipo azúcar como por ejemplo mono, di, tri-pentaeritritol o isocianurato de tris(2-hidroxietilo) (THEIC).

El documento US 4.312.805 da a conocer composiciones de polímeros autoextinguibles que comprenden un fosfato de amonio o de amina, y uno o más compuestos orgánicos de nitrógeno, mientras que el documento US 4.253.972 da a conocer composiciones de poliolefina retardadoras de llama que comprenden una sal de pentato de una amino-s-triazina o un alcohol polihidroxilado. Los documentos US 4.198.493; US 5.312.853; US 4.727.102; US 3.810.862; US 4.198.493; WO 2004 063262 también dan a conocer composiciones de polímero similares.

En todos los casos, el nivel de aditivación de tales sistemas retardadores de llama normalmente está en el intervalo de desde el 25% hasta el 35% en peso con respecto al peso del compuesto total y, por tanto, no son satisfactorias las propiedades mecánicas, la resistencia a la intemperie y las propiedades estéticas de los artículos de polímero correspondientes.

El documento WO 2005 019330, da a conocer un sistema particular adecuado para clasificarse como V2 en artículos de homopolímero de polipropileno. La composición polimérica retardadora de llama dada a conocer tiene un bajo contenido en halógeno y comprende, como componentes esenciales:

- un compuesto que contiene nitrógeno tal como triazina o una mezcla de triazinas de fórmula general (I)
- un compuesto que contiene halógeno
- un compuesto de bismuto de fórmula BizAw
- un compuesto seleccionado del grupo que consiste en fósforo rojo, un compuesto de fósforo y un compuesto orgánico.

En el sistema descrito, el halógeno puede aportarse o bien mediante el producto que contiene nitrógeno, generalmente un material a base de melanina, o bien mediante la sal de bismuto o bien mediante ambos y el halógeno total en la composición es bastante bajo.

Se ha notificado que esta interesante composición es eficaz con homopolipropileno sin carga sólo y aún así no es completamente satisfactoria debido a la alteración del color de los artículos de polímero debido a la interacción negativa de los componentes. Además, ha de observarse que el compuesto de bismuto, que es esencial en la composición de la técnica anterior citada anteriormente, puede provocar graves problemas medioambientales (La medicina Biológica, octubre-diciembre de 2001 - A.M: Pasciuto - XVI Reunión Nacional - Milán 02.06.2001 - Roma 09.06.2001).

El documento US 4.563.496 da a conocer composiciones de moldeo termoplásticas autoextinguibles que comprenden, como componentes esenciales: a) desde el 20 hasta el 80% en peso de un copolicarbonato, b) y c) que son copolímeros de estireno de diversas clases. Los componentes d) y e), respectivamente un compuesto ignífugo orgánico que contiene halógeno y, por ejemplo, hidrofosfito de calcio, no son componentes esenciales dado que su cantidad en porcentaje también puede ser igual a cero.

El documento EP 0 442 465 da a conocer composiciones de resina termoplásticas, con propiedades químicas y físicas mejoradas, que comprenden compuestos halogenados, compuestos que contienen antimonio y compuestos que contienen fósforo. Las resinas termoplásticas preferidas son resinas de poliolefina, resinas de poliéster, resina de poliamida, prefiriéndose en particular las poliamidas alifáticas y aromáticas. El compuesto que contiene antimonio puede seleccionarse entre el trióxido de antimonio, pentaóxido de antimonio, tartrato de antimonio y antimonito de sodio (página 10, líneas 55-58 del texto original). El compuesto que contiene fósforo contribuye a potenciar las propiedades de granulación de la composición de resina, mientras que sus propiedades inherentes, tales como resistencia al calor y retardo de la llama, sorprendentemente nunca disminuyeron.

Objeto de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar composiciones de moldeo termoplásticas retardadoras de llama y artículos a base de resinas de polipropileno que tienen buenas propiedades mecánicas, buena resistencia a la intemperie junto con un buen grado de retardo de la llama.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar composiciones de moldeo y artículos a base de resinas poliolefínicas con carga caracterizadas por sus propiedades de retardo de la llama satisfactorias.

Otro objeto de la invención es proporcionar artículos poliolefínicos retardadores de llama con un nivel muy bajo de concentración de halógeno, difícilmente detectable con los métodos analíticos habituales.

Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para la preparación...

 


Reivindicaciones:

1. Composición de moldeo termoplástica, caracterizada porque consiste en:

A. desde el 65% hasta el 99,5% en peso de un polímero poliolefínico;
B. desde el 0,5% hasta el 25%, de una mezcla sinérgica de:
- al menos una sal metálica del ácido hipofosforoso que tiene la siguiente fórmula general

(PH2O2)n Me

quaden la que: quadn es un número entero que oscila desde 1 hasta 4 dependiendo de la valencia del metal Me; quadMe es cualquier átomo que pertenece a los grupos I, II, III y IV de la tabla periódica de los elementos y - al menos un compuesto orgánico halogenado;
C. desde el 0,5% hasta el 10% en peso de una pluralidad de aditivos seleccionados entre: estabilizadores de calor, estabilizadores UV, lubricantes, agentes de desmoldeo, colorantes, agentes antigoteo, agentes de nucleación, componentes antiácido;

siendo el total de los porcentajes en peso de los componentes A a C del 100%

2. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha sal metálica del ácido hipofosforoso se selecciona entre sodio, calcio, magnesio, zinc, estaño y aluminio, preferiblemente hipofosfito de aluminio o calcio.

3. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho polímero poliolefínico se selecciona entre polímeros derivados de propileno, etileno, buteno, isobuteno, penteno, hexeno, hepteno, octeno, 2-metilpropeno, 2-metilbuteno, 4-metilpenteno, 4-metilhexeno, 5-metilhexeno, butadieno, pentadieno, hexadieno, isopreno, 2,3-dimetilbutadieno, vinilciclohexeno, ciclopentadieno, estireno, metilestireno, copolímeros correspondientes, copolímeros que contienen un ácido o anhídrido o éster carboxílico olefínico seleccionado entre ácido acrílico, anhídrido maleico, acetato de vinilo, combinaciones de homopolímeros, combinaciones de copolímeros y combinaciones de homopolímeros-copolímeros, preferiblemente seleccionados entre polipropileno incluyendo polipropileno atáctico, sindiotáctico e isotáctico, polietileno incluyendo de baja densidad, de alta densidad, lineal de baja densidad y copolímeros de bloque y al azar de etileno y propileno.

4. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho compuesto que contiene halógeno se selecciona entre óxido de decabromodifenilo, hexabromociclododecano, etilen-bis-tetrabromoftalimida, fosfato de tris(tribromoneopentilo), aductos de hexacloropentadieno y ciclooctadieno, tetrabromo-bisfenol A-bis(2,3-dibromopropil éter).

5. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 4, caracterizada porque dicho compuesto que contiene halógeno es bromhidrato de melamina.

6. Composiciones de moldeo termoplásticas según la reivindicación 1, caracterizada porque la razón en peso de dicha sal metálica del ácido hipofosforoso en dicho compuesto halogenado oscila desde 6 hasta 1/6, preferiblemente oscila desde 3 hasta 1/3.

7. Composiciones de moldeo termoplásticas según la reivindicación 1, caracterizadas porque el tamaño medio de partícula (D50%) de la sal metálica del ácido hipofosforoso es inferior a 40 µm y el mayor tamaño de partícula es inferior a 100 µm, preferiblemente el tamaño medio de partícula (D50%) de la sal metálica del ácido hipofosforoso es inferior a 15 µm y el mayor tamaño de partícula es inferior a 30 µm.

8. Composiciones de moldeo termoplásticas según la reivindicación 1, caracterizadas porque dicho compuesto orgánico se selecciona entre: 2,3-dimetil-2,3-difenilbutano, 2,3-dimetil-2,3-difenilhexano, poli(1,4-diisopropilbenceno).

9. Composiciones de moldeo termoplásticas según la reivindicación 1, caracterizadas porque dicho compuesto orgánico se usa en una cantidad de entre el 0,01% hasta el 1% en peso con respecto al peso del compuesto total.

10. Composiciones de moldeo termoplásticas según la reivindicación 9, caracterizadas porque dicho compuesto orgánico se usa en una cantidad de entre el 0,05% y el 0,5% en peso con respecto al peso del compuesto total.

11. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos aditivos se usan tal cual o en mezcla en una cantidad que oscila desde el 0,5% hasta el 10% en peso con respecto al peso de los productos finales.

12. Composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una carga seleccionada entre sustancia fibrosa o particulada, en el intervalo de desde el 10% hasta el 50% de dicha carga y siendo dicha sustancia particulada hasta el 30%, en peso con respecto al peso de la resina.

13. Procedimiento para la preparación de una composición de moldeo termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende la etapa de mezclar y amasar dichos componentes de partida en una razón predeterminada a una temperatura entre 160ºC y 230ºC, enfriar y someter a microgranulación los productos extruidos, moldear los microgránulos resultantes.

14. Uso de la composición termoplástica según la reivindicación 1, para la preparación de artículos moldeados.

15. Uso de los artículos moldeados obtenidos usando las composiciones termoplásticas según la reivindicación 1, para aplicaciones en los sectores eléctrico y electrónico, piezas de aparatos para la automatización de oficinas, piezas de lámparas, enchufes y conectores multipunto, alambre y cables, cajas de relé, tuberías, en aplicaciones de construcción y edificios.


 

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