Material polimérico, que contiene un agente ignifugante exento de halógenos embebido dentro de la matriz polimérica,

realizándose que el agente ignifugante contiene por lo menos los siguientes componentes A y B:

A:un(os) polifosfato(s) de amonio y/o sus derivados, con la forma cristalina II, que constituye(n) unas partículas revestidas con melamina, una resina de melamina, derivados de melamina, silanos, siloxanos o poliestirenos, y/o que constituye(n) unas partículas revestidas con melamina, una resina de melamina, derivados de melamina, silanos, siloxanos o poliestirenos, y reticuladas,

B:un derivado oligomérico o polimérico de 1,3,5-triazina o mezclas de varios de ellos de la fórmula general

Material polimérico ignífugo.

Objeto del invento

El invento se refiere a un material polimérico, que contiene un agente ignifugante exento de halógenos, que está embebido dentro de la matriz polimérica.

Antecedentes del invento

Los polímeros termoplásticos, inclusive los elastómeros termoplásticos, se emplean en numerosos sectores, por ejemplo en los sectores eléctrico y electrónico, en el sector de la construcción, en la técnica de construcción de edificios, en la construcción de vehículos automóviles, y en los medios de transporte público. Ellos tienen unas ventajosas propiedades mecánicas y poseen una elaborabilidad y una estabilidad química buenas. Una posibilidad de hacer ininflamables a tales polímeros, consiste en la adición de agentes ignifugantes halogenados con trióxido de antimonio. Otra posibilidad consiste en la adición de sustancias exentas de halógenos, tales como hidróxidos metálicos, fosfatos o fosfonatos orgánicos o inorgánicos, por ejemplo polifosfatos de amonio, en común con unas sustancias que actúan sinérgicamente, tales como agentes suministradores de carbono y agentes de expansión.

En particular, los agentes ignifugantes exentos de halógenos están ganando crecientemente en importancia, puesto que ellos, al contrario que los agentes ignifugantes que contienen compuestos orgánicos clorados o bromados, en el caso de un incendio dan lugar a un desprendimiento más pequeño de gases de humos y, por regla general, son clasificados como favorables para el medio ambiente. Entre las sustancias inhibidoras de incendios, en los agentes ignifugantes exentos de halógenos se emplean sobre todo ciertos derivados del ácido fosfórico, del ácido pirofosfórico y de los ácidos polifosfóricos. Los derivados de amonio y de melamina de las sustancias antes mencionadas, así como el fosfato de piperazina y el fosfato de etilendiamina poseen la propiedad de hincharse a altas temperaturas, estando embebidos en masas de moldeo, para formar unas voluminosas capas protectoras, y de actuar como una capa aislante frente a una fuente de calor. Esta propiedad puede ser reforzada todavía más mediante unas sustancias que actúan sinérgicamente. El hinchamiento, la denominada intumescencia, al contrario que el modo de acción de los agentes ignifugantes halogenados, transcurre sin ningún desprendimiento de grandes cantidades de gases de humos.

El empleo de los agentes ignifugantes antes mencionados en poliolefinas frecuentemente no proporciona ninguna protección suficiente y se deben de añadir adicionalmente unas sustancias que actúan sinérgicamente, tales como p.ej. compuestos suministradores de carbono y agentes de hinchamiento. Con el fin de garantizar una suficiente actividad de tales composiciones de agentes ignifugantes, en tal caso frecuentemente se tiene que añadir al polímero una proporción muy alta del agente ignifugante, lo que conduce a una modificación, en particular, de las propiedades mecánicas y eléctricas del polímero.

Hasta la fecha, se cuentan entre los agentes ignifugantes especialmente eficaces unas mezclas de un polifosfato de amonio con aminas, tales como p.ej. unas mezclas con compuestos de melamina y/o pentaeritritol. Otras mezclas intumescentes conocidas se basan en polifosfatos de amonio en combinación con el THEIC (ácido 1,3,5-tris-hidroxietil-isocianúrico).

La desventaja de estas mezclas consiste, no obstante, en que ellas, también después de haber sido incorporadas en un polímero, tienen una muy alta solubilidad en agua, de tal manera que ellas son parcialmente separadas por lavado, y como consecuencia de esto ya no pueden desarrollar su efecto. Además, ellas tienen una baja temperatura de descomposición, que, en parte, ya al moldear los objetos de materiales sintéticos a partir de los polímeros que deben de ser protegidos, conduce a una descomposición del aditivo ignifugante. Además, estas mezclas, a pesar de tener una actividad mejorada, se deben de emplear en unas altas concentraciones en un polímero, con lo cual se disminuyen la elaborabilidad y la flexibilidad del polímero.

Misión del invento

Frente a estos antecedentes, la misión del invento consistió en poner a disposición un material polimérico, que contenga un agente ignifugante exento de halógenos, que esté embebido dentro la matriz polimérica, en el que el agente ignifugante exento de halógenos posee un efecto retardador de la llama mejorado en comparación con el estado de la técnica, se puede emplear en unas concentraciones más pequeñas en un material polimérico, al mismo tiempo que tiene un buen efecto retardador de la llama, presenta una buena pequeña solubilidad en agua, y se descompone tan sólo a unas temperaturas más altas que los agentes ignifugantes conocidos, de manera preferida por encima de la temperatura de elaboración de los polímeros, y el material polimérico presenta unas buenas propiedades materiales, una buena estabilidad frente a la llama y simultáneamente una buena estabilidad frente al agua.

Descripción del invento

El problema planteado por esta misión se resuelve conforme al invento mediante un material polimérico, que contiene un agente ignifugante exento de halógenos, que está embebido dentro de la matriz polimérica, realizándose que el agente ignifugante contiene por lo menos los siguientes componentes A y B:

y por lo menos un compuesto escogido entre los siguientes componentes C y D:

realizándose que la relación ponderal del componente A al componente B es de 10:1 hasta 1:1, y los componentes A y B constituyen en común de 60 a 99% en peso, y los componentes C y D constituyen en común de 1 a 40% en peso del peso total de los componentes A, B, C y D,

realizándose que el material polimérico es un elastómero termoplástico (TPE).

En una forma de realización del invento, el material polimérico contiene el agente ignifugante exento de halógenos en una proporción de 5 a 60% en peso, de manera preferida en una proporción de 10 a 40% en peso.

El componente A comprende un(os) polifosfato(s) de amonio y/o sus derivados revestido(s).

En este contexto, el concepto de "polifosfatos de amonio revestidos" comprende tanto un polifosfato de amonio revestido como también un polifosfato de amonio revestido y reticulado. Un tal revestimiento, en el caso de una adición del agente ignifugante a un polímero, da lugar a que, al contrario que en el caso de un polifosfato de amonio no revestido, se consiga una estabilidad térmica aumentada, una más pequeña solubilidad en agua, así como una mejorada compatibilidad con la matriz polimérica, en la que se emplea el agente ignifugante. El componente A es obtenible por revestimiento de un polvo o granulado de un polifosfato de amonio o de un derivado de éste.

El componente A se añade al...

1. Material polimérico, que contiene un agente ignifugante exento de halógenos embebido dentro de la matriz polimérica, realizándose que el agente ignifugante contiene por lo menos los siguientes componentes A y B:

y por lo menos un compuesto escogido entre los siguientes componentes C y D:

realizándose que la relación ponderal del componente A al componente B es de 10:1 hasta 1:1, y los componentes A y B constituyen en común de 60 a 99% en peso, y los componentes C y D constituyen en común de 1 a 40% en peso del peso total de los componentes A, B, C y D,

realizándose que el material polimérico es un elastómero termoplástico (TPE).

2. Material polimérico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene el agente ignifugante exento de halógenos en una proporción de 5 a 60% en peso, de manera preferida en una proporción de 10 a 40% en peso.

3. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elastómero termoplástico (TPE) se escoge entre los elastómeros termoplásticos constituidos sobre la base de olefinas (TPO), los elastómeros termoplásticos reticulados constituidos sobre la base de olefinas, los uretanos (TPU), los poliésteres y copoliésteres (TPC), los copolímeros de bloques de estireno (TPS), y las poliamidas y copoliamidas (TPA).

4. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elastómero termoplástico se escoge entre unos copolímeros de bloques de estireno (TPS), de manera preferida entre los copolímeros de bloques de estireno SBS (estireno-butadieno-estireno), SEBS (estireno-eteno-buteno-estireno), SEPS (estireno-eteno-propeno-estireno), SEEPS (estireno-eteno-eteno-propeno-estireno) y MBS (metacrilato-butadieno-estireno).

5. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material polimérico contiene unos materiales de carga, que se escogen de manera preferida entre el conjunto que se compone de carbonato de calcio, un silicato, talco, arcilla, mica, tierra de diatomeas, sulfato de calcio, sulfato de bario, hidróxido de aluminio, fibras y bolas de vidrio, aserrín de madera, polvos de celulosa, un negro de carbono y un grafito.

6. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, la proporción del revestimiento de los polifosfatos de amonio y/o de sus derivados como el componente A es de 0,1 a 20% en peso, de manera preferida de 1 a 10% en peso, referida al peso total de los polifosfatos de amonio revestidos y/o de sus derivados.

7. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, los polifosfatos de amonio revestidos y/o sus derivados como el componente A, inclusive el revestimiento, tienen un tamaño medio de partículas D50 de 5 a 30 µm, de manera preferida de 5 a 20 µm.

8. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, el derivado de 1,3,5-triazina como el componente B se escoge entre oligómeros y polímeros de 2-piperazinilen-4-morfolino-1,3,5-triazina y de 2-piperazinilen-4-piperidino-1,3,5-triazina, y combinaciones de los compuestos antes mencionados.

9. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, el componente C se escoge entre el conjunto que se compone de fosfato de monozinc, borato de zinc, fosfato de trizinc, pirofosfato de zinc, un polifosfato de zinc, hidroxiestannato de zinc, estannato de zinc, fosfato de boro, fosfato de monoaluminio, fosfato de trialuminio, metafosfato de aluminio y mezclas de éstos.

10. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, el componente D se escoge entre el conjunto que se compone de melem, melon, melam, cianurato de melamina, borato de melamina, ortofosfato de melamina, pirofosfato de melamina, pirofosfato de dimelamina y un polifosfato de melamina.

11. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en el agente ignifugante exento de halógenos, el componente B tiene un contenido de cloro de < 1% en peso, de manera preferida de < 0,8% en peso, y/o el material polimérico total tiene un contenido de cloro de < 1.500 ppm en peso, de manera preferida de < 900 ppm en peso.

12. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el agente ignifugante exento de halógenos están contenidos unos agentes coadyuvantes del dispersamiento en una proporción de 0,01 a 10% en peso, de manera preferida en una proporción de 0,1 a 5,0% en peso, escogiéndose los agentes coadyuvantes del dispersamiento de manera preferida entre las amidas de ácidos grasos, inclusive las monoamidas de ácidos grasos, las bisamidas de ácidos grasos y las alcanol-amidas de ácidos grasos, tales como oleamidas y erucamidas, entre los ésteres de ácidos grasos, inclusive ésteres glicerólicos y ésteres de ceras, entre los ácidos grasos de C16 a C18, entre ácidos grasos-alcoholes, inclusive los ácidos grasos-alcoholes cetílico y estearílico, entre ceras naturales y sintéticas, ceras polietilénicas y ceras polietilénicas oxidadas, y entre estearatos de metales, de manera preferida entre los estearatos de Ca, Zn, Mg, Ba, Al, Cd y Pb.

13. Material polimérico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente ignifugante exento de halógenos tiene un contenido de agua libre (contenido de humedad) de < 0,6% en peso, de manera preferida de < 0,4% en peso.