DERIVADO DE POLIFOSFATO DE UN COMPUESTO DE 1,3,5-TRIAZINA, PROCEDIMIENTO PARA SU PREPARACION Y SU USO.

Derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5-triazina, de manera preferida un polifosfato de melamina,

con a) un grado medio de condensación n (media numérica) > 20 b) un valor del pH de una suspensión al 10 % del derivado de polifosfato en agua a 25°C de 5 o más alto, c) una relación molar del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo (M/P) < 1,1, d) una temperatura de descomposición > 320°C, a la que la pérdida de peso es de un 2 %, y e) una solubilidad < 0,1 g/100 ml

A partir del documento de solicitud de patente de internacional WO 00/02869 se conocen ciertas sales polifosfatos de 1,3,5-triazina, que tienen un grado medio de condensación (media numérica) mayor que 20 y una relación molar del compuesto de triazina, tal como de la melamina, al fósforo (M/P) > 1,1. El documento WO describe también un procedimiento en dos etapas para la preparación de estas sales mediante la transformación de un compuesto de 1,3,5triazina con el ácido ortofosfórico en la correspondiente sal ortofosfato así como un tratamiento térmico para la transformación de la sal ortofosfato en un polifosfato del compuesto de 1,3,5-triazina. Adicionalmente a los ortofosfatos, se pueden emplear también unos pirofosfatos. Las sales polifosfatos descritas en esta publicación se deben de utilizar convenientemente como agentes ignifugantes.

El documento WO 97/44377 describe un polimetafosfato de melamina con una solubilidad de 0,01 a 0,10 g/100 ml en agua a 25°C, a un valor del pH de 2,5 hasta 4,5 en la forma de una suspensión acuosa al 10 % en peso a 25°C, y con un contenido de melamina de 1,0 a 1,1 moles por cada mol de fósforo. También este polimetafosfato de melamina se obtiene en un procedimiento de dos etapas, en el que, en una primera etapa, se mezclan unas con otras melamina, urea y una solución acuosa de ácido ortofosfórico en una relación tal que la relación molar de la melamina al ácido ortofosfórico sea de 1,0 a 1,5, y la relación molar de la urea al ácido ortofosfórico sea de 0,1 a 1,5. La reacción se efectúa a una temperatura de 0 a 140°C mediando eliminación de agua, obteniéndose una sal doble pulverulenta a base de ácido ortofosfórico, melamina y urea. En una segunda etapa, ésta se calcina a una temperatura de 240 a 340°C y proporciona en tal caso unos polimetafosfatos de melamina. También esta publicación menciona a los agentes ignifugantes como sector de utilización para los polimetafosfatos de melamina.

El documento WO 00/02869 menciona como desventaja de los polimetafosfatos de melamina de acuerdo con el documento WO 97/44377 el hecho de que los polimetafosfatos de melamina, preparados según el procedimiento que se describe allí, son inadecuados para la utilización como agentes ignifugantes en unos polímeros, en particular en poliamidas y poliésteres, que se elaboran típicamente a unas temperaturas elevadas. Estos polimetafosfatos de melamina, de acuerdo con los datos del documento WO 00/02869, tienen una estabilidad térmica y unas resistencias al impacto, a la tracción y a la rotura insuficientes. Por consiguiente, para un experto en la especialidad no existía ninguna motivación, por ejemplo para el mejoramiento de las sales polifosfatos de acuerdo con el documento WO 00/02869 según las sugerencias del documento WO 97/44377.

El documento de patente europea EP 0.974.588 describe ciertos derivados de 1,3,5-triazina de unos poliácidos que contienen fósforo, azufre y oxígeno, y un procedimiento para su preparación. La relación del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo en los derivados divulgados de polifosfatos de triazina es mayor que 1,1. No se proporcionan datos acerca el grado medio de condensación.

En el documento WO 03/031417 se describen unos copolifosfatos de triazina y amonio, que se obtienen mediante diferentes procedimientos. Los copolifosfatos descritos se emplean como agentes ignifugantes y presentan una solubilidad relativamente alta en agua.

A partir del documento de publicación de solicitud de patente europea EPOS 1.386.942 se conocen unos agentes ignifugantes, que contienen un fosfinato o difosfinato en común con un compuesto de 1,3,5-triazina, que deben de mejorar el efecto frente al de las sustancias individuales.

En el caso de la utilización de las sales polifosfatos de acuerdo con el documento WO 00/02869 como agentes ignifugantes en materiales sintéticos, en particular en poliamidas y en poliésteres, tales como un poli(tereftalato de etileno) y un poli(tereftalato de butileno), que se han reforzado con fibras de vidrio, que son elaborados usualmente a unas temperaturas relativamente altas (a saber, por encima de 320°C), se comprobó asimismo una descomposición parcial prematura, que puede conducir por un lado al ataque de los productos de descomposición sobre las herramientas de moldeo que se utilizan, y que, más tarde, en el caso de la utilización por ejemplo como barnices de aislamiento eléctrico sobre alambres de cobre, conducen a un ataque sobre estos últimos.

La misión que constituye el fundamento del invento consistió, por consiguiente, en mejorar adicionalmente a las sales polifosfatos de compuestos de 1,3,5-triazina, que son conocidas a partir del documento WO 00/02869, de tal manera que ellas sean también estables frente al calor a unas temperaturas de elaboración situadas por encima de 320°C, y que además de esto posean una pequeña solubilidad en agua y una pequeña conductibilidad. Sorprendentemente, el problema planteado por esta misión se resuelve por medio de un derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5-triazina, de manera preferida un polifosfato de melamina, con

a) un grado medio de condensación n (media numérica) > 20 b) un valor del pH de una suspensión al 10 % del derivado de polifosfato en

agua a 25°C de 5 o más alto, c) una relación molar del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo (M/P) < 1,1, d) una temperatura de descomposición > 320°C, a la que la pérdida de peso es

de un 2 %, y e) una solubilidad < 0,1 g/100 ml.

En una forma de realización del invento, el derivado de polifosfato tiene una solubilidad < 0,01 g/100 ml.

Estos derivados de polifosfatos se pueden utilizar como agentes ignifugantes en materiales sintéticos arbitrarios, de manera preferida en materiales termoplásticos y termoestables, en particular también en poliamidas y poliésteres que se han reforzado con fibras de vidrio, y que se elaboran a altas temperaturas. Sobre la base de los datos que se dan en el documento WO 00/02869 en las páginas 1 y 2 así como 11, líneas 15 - 20, este resultado no era de esperar, sino que, más bien, un experto en la especialidad debería contar con que a una M/P < 1,1, no fuese obtenible ningún valor del pH del polifosfato de melamina situado por encima de 5, y que los derivados de fosfatos con una M/P tan baja, debido a una estabilidad frente al calor demasiado pequeña, no sean adecuados como agentes ignifugantes para unos materiales sintéticos, tales como poliamidas y poliésteres que se han reforzado con fibras de vidrio.

Debido a la sorprendente estabilidad frente al calor de los derivados de polifosfatos conformes al invento, ya no existe ninguna limitación más para la utilización de los polifosfatos de melamina y de los correspondientes derivados de triazina como agentes ignifugantes en materiales sintéticos, en particular en materiales termoplásticos. La serie de materiales sintéticos, en los que se pueden incorporar los derivados de polifosfatos conformes al invento, se encuentra en las páginas 6 y 7 del documento WO 00/02869, por lo que el contenido de estas páginas se convierte en un objeto de la presente solicitud.

Los polifosfatos del invento se pueden reproducir de un modo simplificado mediante la siguiente fórmula general: en la que M significa un compuesto de 1,3,5-triazina y n significa el grado medio de condensación. Para unos grados de condensación n altos y medianos, la fórmula empírica se puede reducir a (MHPO3)n. En ella, M significa por su parte el compuesto de 1,3,5-triazina y n significa el grado medio de condensación.

**(Ver fórmula)**

Como compuestos de 1,3,5-triazina entran en consideración, por ejemplo, 2,4,6-triamina-1,3,5-triazina (melamina) así como sus derivados, productos de condensación, tales como melam, melem, melon, amelinas, amelidas, pero también 2-ureido-melamina, acetoguanamina, benzoguanamina y diamino-fenil-triazina. Por supuesto que también se pueden utilizar mezclas de estos compuestos de 1,3,5triazina. La melamina, sus derivados y los productos de condensación se prefieren en el caso del presente invento, en particular la melamina.

El grado medio de condensación n de los fosfatos se puede determinar según métodos conocidos, tal como con ayuda de una RMN (acrónimo de resonancia magnética nuclear), J. Am. Chem. Soc. 78, 5.715 (1956). El grado medio de condensación n se sitúa preferiblemente por lo menos en 30, y de manera más preferida en el intervalo de 40 a 150. A este grado medio de condensación se le puede designar también como la...

1. Derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5-triazina, de manera preferida un polifosfato de melamina, con a) un grado medio de condensación n (media numérica) > 20 b) un valor del pH de una suspensión al 10 % del derivado de polifosfato en

agua a 25°C de 5 o más alto,

c) una relación molar del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo (M/P) < 1,1,

d) una temperatura de descomposición > 320°C, a la que la pérdida de peso es

de un 2 %, y e) una solubilidad < 0,1 g/100 ml.

2. Derivado de polifosfato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque e) tiene una solubilidad < 0,01 g/100 ml.

3. Derivado de polifosfato de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque tiene una relación molar (c) del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo < 1,0, de manera preferida situada en el intervalo comprendido entre 0,8 y 1,0.

4. Derivado de polifosfato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una suspensión al 10 % del derivado de polifosfato en agua a 25°C (b) tiene un valor del pH situado en el intervalo de 5,1 a 6,9.

5. Derivado de polifosfato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque a) su grado medio de condensación (media numérica) está situado en > 30,

especialmente entre 40 y 150.

6. Derivado de polifosfato de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque d) su temperatura de descomposición es más alta que 360, de manera

preferida más alta que 380, en especial más alta que 400°C.

7. Procedimiento para la preparación de un derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5-triazina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un ortofosfato o un fosfato condensado de un compuesto de 1,3,5-triazina con un grado medio de condensación n (media numérica) situado por debajo de 20 se atempera en una atmósfera de amoníaco a una temperatura

situada en el intervalo de 300 a 400°C, hasta que el grado medio de condensación esté situado por encima de 20 y la relación molar del compuesto de 1,3,5-triazina al fósforo (M/P) esté situada por debajo de 1,1.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque se atempera en un intervalo de temperaturas de 340 a 380, de manera preferida de 370 a 380°C.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque, antes del atemperamiento, el derivado de polifosfato se muele a un tamaño medio de partículas ≤ 15 µm, de manera preferida ≤ 10 µm.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque se atempera bajo una atmósfera de amoníaco, que contiene el amoníaco en una concentración de 0,1 a 100, de manera preferida de 1 a 30, especialmente de 2 a 10, y en particular de 3 a 5 % en masa.

11. Utilización de un derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5triazina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 como agente ignifugante para materiales sintéticos, de manera preferida para materiales termoplásticos y termoestables, en particular para poliamidas, poliésteres o poliolefinas que se han reforzado con fibras de vidrio.

12. Agente ignifugante, que contiene por lo menos un derivado de polifosfato de un compuesto de 1,3,5-triazina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6.

13. Agente ignifugante de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque contiene todavía otros agentes ignifugantes adicionales, en sí conocidos.

14. Agente ignifugante de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque contiene adicionalmente por lo menos un fosfinato y/o difosfinato.

15. Agente ignifugante de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque contiene un fosfinato de la fórmula general I y/o un difosfinato de la fórmula general II:

**(Ver fórmula)**

en las que R1, R2 son iguales o diferentes y significan alquilo de C1-C6 lineal o 5 ramificado, hidroxialquilo de C1-C7 lineal o ramificado, o arilo, R3 significa alquileno de C1-C10 lineal o ramificado, arileno de C6-C10, alquil-arileno o aril-alquileno, M significa Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr, Ce, Bi, Sr, Mn, Li, Na, K y/o una base nitrogenada protonada, de manera preferida Ca, Mg,

10 Al y Zn, m significa 1 hasta 4, n significa 1 hasta 4, x significa 1 - 4.

16. Agente ignifugante de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado 15 porque M es = Al.

17. Agente ignifugante de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque el fosfinato es un fosfinato de la fórmula general I:

**(Ver fórmula)**

en la que R1 significa -CH3, -CH2OH, -C2H5, -CH(OH)CH3 ó -C(OH)(CH3)2, R2 significa -CH2OH, -C2H4OH, -C3H6OH ó -CH(OH)CH3

M significa Al, m significa 1 hasta 4.

18. Agente ignifugante de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el o los derivado(s) de polifosfatos y/o el o los fosfinato(s) y/o difosfinato(s) y/o los otros agentes ignifugantes adicionales, que están contenidos y que son en sí conocidos, son recubiertos con un agente de revestimiento que contiene silicio, y/o son modificados de otro modo distinto.