Poliuretano termoplástico con poco gas de combustión al quemarse.

Poliuretano termoplástico resistente a la llama preparado mediante reacción de

a) Poliisocianatos sin grupos aromáticos con

b) Compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos frente al isocianato y

c) agentes extensores de cadena,

d) agentes ignífugos,

e) opcionalmente catalizadores

f) opcionalmente aditivos, en cuyo caso se usan agentes ignífugos (d) en una cantidad que logra la evaluación V2, V1 o V0 según el ensayo de combustión vertical UL94 de los Underwriters Laboratories y en cuyo caso los componentes b) a f) tienen un contenido de compuestos con grupos de hidrocarburos aromáticos por debajo de 5 % en peso, respecto del peso total del poliuretano termoplástico.

Poliuretano termoplástico con poco gas de combustión al quemarse La invención se refiere a un poliuretano termoplástico resistente a la llama que al quemarse presenta una baja formación de gas de combustión y contiene un agente ignífugo en una cantidad que según la prueba de combustión vertical UL94 V de los Underwriters Laboratories para el poliuretano termoplástico logra la evaluación V2, V1 o V0.

Poliuretanos termoplásticos (en lo sucesivo denominados TPU) son materiales parcialmente cristalinos y pertenecen a la clase de los elastómeros termoplásticos. Se caracterizan por buenas propiedades de combinación, como baja abrasión y buena resistencia ante productos químicos. En general TPU es combustible de modo que para lograr un efecto inhibidor de llama es indispensable la adición de agentes ignífugos. Usualmente se usan compuestos halogenados en combinación con derivados de antimonio. Además, de una manera creciente, se usan agentes ignífugos libres de halógenos, principalmente a base de compuestos de nitrógeno y de fósforo.

EP-A-617 079 describe el uso de derivados de melamina en combinación con fosfatos orgánicos o fosfonatos para la preparación de TPU resistente a la llama. Los TPU divulgados como preferidos en el documento son de hecho ventajosos respecto de la resistencia a la llama, aunque se forman gases de combustión indeseados al quemar estos materiales. Una disminución de gas de combustión durante la combustión de TPU es deseable principalmente como consecuencia de una armonización europea de los procedimientos de prueba pertinentes.

EP-A-508 702 divulga TPU inhibidos para producir llama compuestos de a) MDI, b) poli (tetrametileno-adiapato) glicol, c) 1, 4-butandiol y d) melamina con un contenido de menos de 50 % en peso, respecto del peso total del TPU, que contiene melamina como inhibidor de llama y se prueba como V0 según el ensayo de combustión vertical UL-94.

El objetivo de la invención era, por lo tanto, proporcionar poliuretanos termoplásticos que son resistentes a la llama y despiden poco gas de combustión durante la combustión y de esta manera satisfacen los procedimientos de ensayo pertinentes.

El objetivo se logró mediante poliuretanos termoplásticos que por un lado contienen agentes ignífugos, por otro lado no tienen, o tienen pero muy bajas cantidades de grupos de hidrocarburos aromáticos. De manera sorprendente se ha encontrado que un alto contenido de compuestos aromáticos en los poliuretanos o en los aditivos conducen a una gran formación de gas de combustión.

Por lo tanto, el objeto de la invención es un poliuretano termoplástico, resistente a la llama, preparado por reacción de a) Poliiisocianatos sin grupos aromáticos con b) Compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos frente al isocianato y c) agentes extensores de cadena, d) agentes ignífugos, e) opcionalmente catalizadores f) opcionalmente aditivos, en cuyo caso los agentes ignífugos (d) se usan en una cantidad que alcanza la evaluación V2, V1 o V0 según el ensayo de combustión vertical UL94 de los Underwriters Laboratories y en cuyo caso los componentes b) a f) tienen un contenido de compuestos con grupos de hidrocarburos aromáticos de menos de 5 % en peso, respecto del peso total del poliuretano termoplástico, y a un método para su preparación.

También es objeto de la invención el uso de los poliuretanos termoplásticos de la invención para la preparación de poliuretanos termoplásticos que se queman con baja emanación de gas de combustión, los cuales tienen, según el Indice de fumée de acuerdo con NF-F16-101, una densidad de formación de humo máxima (Dm) de 300 y un grado de oscurecimiento de ambiente después de 4 minutos (VOF-4) de 650.

Por grupos de hidrocarburo aromático en el contexto de esta solicitud se entienden compuestos de hidrocarburos cíclicos o fragmentos estructurales de hidrocarburo cíclico de compuestos que tienen un sistema conjugado de πelectrones con (4n + 2) -π-electrones, en cuyo caso n significa un número natural. Preferiblemente n tiene un significado igual a 1. De esta manera puede tratarse tanto de ciclos aislados como también de ciclos condensados.

Ejemplos de compuestos que contienen estos grupos de hidrocarburos aromáticos son benceno, tolueno o trifenilfosfato. Los heteroaromáticos como, por ejemplo, furano, tiofeno, melamina o piridina no están incluidos bajo el término 'grupos de hidrocarburos aromáticos'.

Los componentes (b) a (f) de los poliuretanos termoplásticos según la invención tienen un contenido de compuestos que contienen grupos de hidrocarburos aromáticos de menos de 5 % en peso, respecto del peso total de los poliuretanos termoplásticos. Los componentes (b) a (f) de los poliuretanos termoplásticos de la invención tienen preferiblemente un contenido de compuestos, que contienen grupos de hidrocarburos aromáticos por debajo de 2 % en peso, más preferible por debajo de 1 % en peso, particularmente preferible por debajo de 0, 1 % en peso, respecto del peso total de los poliuretanos termoplásticos. Principalmente para la preparación de los poliuretanos termoplásticos de la invención no se usan componentes (b) a (f) que contienen grupos de hidrocarburos aromáticos.

Sobre los TPUs de la invención y los componentes de su composición (a) a (f) puede describirse en particular lo siguiente:

a) Como poliisocianatos orgánicos se toman en consideración poliisocianatos alifáticos o cicloalifáticos, preferible diisocianatos. En particular pueden mencionarse, a manera de ejemplo: diisocianatos alifáticos, como hexametilendiisocianato-1, 6, 2-metilpentametilen-diisocianato-1, 5 o diisocianatos cicloalifáticos, como isoforondiisocianato o 1, 4ciclohexan-diisocianato o H12-MDI. En tal caso como poliisocianato a) se usan poliisocianatos sin grupos aromáticos. Particularmente se prefiere usar hexametilen-diisocianato. De esto resulta que los componentes (a) a (f) de los poliuretanos termoplásticos de la invención tienen un contenido de compuestos, los cuales contienen grupos de hidrocarburos aromáticos, de menos de 5 % en peso, muy preferible por debajo de 2 % en peso, particularmente preferible por debajo de 1 % en peso, principalmente por debajo de 0, 1 % en peso, respecto del peso total de los poliuretanos termoplásticos. En una forma de realización extremadamente preferida ninguno de los componentes a) a f) contiene grupos de hidrocarburos aromáticos. Los diisocianatos usados preferiblemente pueden reemplazarse en cantidades inferiores, por ejemplo en cantidades de hasta 3 % en peso, respecto del diisocianato orgánico, por un poliisocianato trifuncional o de mayor funcionalidad, en cuyo caso, sin embargo, su cantidad debe restringirse de tal manera que se obtengan todavía poliuretanos procesables de manera termoplástica. Una gran cantidad mayor de isocianatos de este tipo, más que bifuncionales, se compensa convenientemente por el uso conjunto de compuesto menos que bifuncionales con átomos de hidrógeno reactivos, de tal modo que se impide una reticulación química excesiva del poliuretano.

b) Como compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos frente al isocianato en general se usan compuestos de polihidroxilo con altos pesos moleculares entre 500 a 8000. Son adecuados, por ejemplo, polieterpolioles y poliesterpolioles, preferible polieterdioles y poliesterdioles. Se emplea, por ejemplo, polibutadiendiol, con el cual también se logran buenos resultados en la preparación de TPU que pueden reticularse. Además, también se consideran otros polímeros que contienen grupos hidroxilo con grupos éter o éter en la cadena polimérica, por ejemplo poliacetales, como polioximetilenos, y ante todo formales hidroinsolubles, por ejemplo polibutandiolformal y polihexandiolformal, y policarbonatos, principalmente aquellos de difenilcarbonato y hexandiol1, 6, preparados mediante transesterificación. Los compuestos de polihidroxilo deben ser al menos preponderantemente lineales y, en el sentido de la reacción de isocianato, deben constituirse esencialmente bifuncionales. Los compuestos polihidroxilo mencionados pueden aplicarse como compuestos individuales o en forma de mezclas. Los polieterpoliioles pueden prepararse de acuerdo con métodos conocidos, por ejemplo mediante polimerización aniónica de óxidos de alquileno con hidróxidos de metal alcalino, como hidróxido de sodio o de potasio, o alcóxidos de metal alcalino como catalizadores y adicionando al menos una molécula iniciadora que contiene enlazados 2 a 3, preferentemente 2, átomos de hidrógeno reactivos, o mediante polimerización... [Seguir leyendo]

1. Poliuretano termoplástico resistente a la llama preparado mediante reacción de a) Poliisocianatos sin grupos aromáticos con b) Compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos frente al isocianato y c) agentes extensores de cadena, d) agentes ignífugos, e) opcionalmente catalizadores f) opcionalmente aditivos, en cuyo caso se usan agentes ignífugos (d) en una cantidad que logra la evaluación V2, V1 o V0 según el ensayo

de combustión vertical UL94 de los Underwriters Laboratories y en cuyo caso los componentes b) a f) tienen un contenido de compuestos con grupos de hidrocarburos aromáticos por debajo de 5 % en peso, respecto del peso total del poliuretano termoplástico.

2. Poliuretano termoplástico según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente ignífugo d) está contenido en una cantidad de 5 a 50 % en peso, respecto del peso total del poliuretano termoplástico.

3. Poliuretano termoplástico según la reivindicación 1, caracterizado porque como componente (b) se usa un poliesterol a base de un adipato de alquilenglicol.

4. Método para la preparación de poliuretanos termoplásticos resistentes a la llama por medio de la reacción de a) Poliisocianatos sin grupos aromáticos con b) Compuestos con al menos dos átomos de hidrógeno reactivos frente al isocianato y c) agentes extensores de cadena, d) agentes ignífugos, e) opcionalmente catalizadores f) opcionalmente aditivos, en cuyo caso se usan agentes ignífugos (d) en una cantidad que se logra la evaluación V2, V1 o V0 según el ensayo

de combustión vertical UL94 de los Underwriters Laboratories y en cuyo caso los componentes b) a f) tienen un contenido de compuestos con grupos de hidrocarburos aromáticos por debajo de 5 % en peso respecto del peso total de los poliuretanos termoplásticos.

5. Uso de poliuretanos termoplásticos resistentes a la llama según una de las reivindicaciones 1 a 3 para la producción de poliuretanos termoplásticos que se queman con baja emisión de gases de combustión.

6. Uso de poliuretanos termoplásticos según la reivindicación 5 para la preparación de poliuretanos termoplásticos que se queman con baja emisión de gases de combustión que según el Indice de fumee de acuerdo con NF-F16101 tienen una densidad de humo máxima (Dm) de menos de 300 y un grado de oscurecimiento ambiental máximo después de 4 minutos (VOF-4) de menos de 650.

7. Uso de poliuretanos termoplásticos según la reivindicación 5 o 6 para la producción de láminas, partes moldeadas, rodillos, fibras, revestimientos en automóviles, mangueras, conexiones de cables, fuelles con pliegues, cables de arrastre, revestimientos de cables, juntas, correas o elementos de amortiguación.