Espumas de poliestireno extruidas de combustión lenta.

Composiciones de poliestireno de combustión lenta que contienen:

(A) al menos un homopolímero cristalino de poliestireno,

(B) al menos un hipofosfito inorgánico,

(C) al menos una molécula o un polímero que contenga halógeno,

(D) al menos lo que se denomina un "sinérgico orgánico" o "iniciador radical" (IR)

en las que dicho poliestireno, después del tratamiento, tiene un peso molecular (Pm) medio en peso determinado mediante GPC según la descripción de al menos el 90% del poliestireno en una composición idéntica sin dichos compuestos (B), (C) y (D).

Espumas de poliestireno extruidas de combustión lenta.

Tema de la invención La presente invención versa sobre espumas de poliestireno extrudido de combustión lenta con un contenido muy bajo de halógenos en el producto final, es decir, que tienen un contenido muy bajo de hexabromociclododecano o, preferentemente, que están libres de hexabromociclododecano, y sobre un procedimiento para su preparación. La invención también versa sobre su uso en la construcción, como materiales de construcción de aislamiento térmico, o en el transporte.

Antecedentes de la invención Es bien sabido que los polímeros de poliestireno alveolar son particularmente sensibles a la ignición con llama, y esta es la razón por la que necesitan una protección adecuada, en términos de propiedades de lentitud en la combustión. Según la técnica anterior, la propiedad de la lentitud en la combustión se logra mediante la adición de al menos un compuesto orgánico halogenado, particularmente un compuesto bromado, tal como hexabromociclododecano, con o sin otros aditivos tales como, por ejemplo, antiácidos, promotores contra el goteo y nucleadores.

Sin embargo, el hexabromociclododecano se encuentra sometido a presión pública y normativa, debido a sus características intrínsecas, a la posibilidad de que su uso pudiera causar una bioacumulación en el entorno, así como debido a la fuerte presión que existe para evitar el uso de compuestos halogenados en las composiciones poliméricas.

En vista de lo anterior, hay en curso una intensa investigación para encontrar composiciones o compuestos sustitutivos adecuados que permitan evitar el uso de derivados halogénicos en composiciones poliméricas de combustión lenta.

En general, la “nueva generación” de composiciones de combustión lenta debería cumplir algunos requisitos básicos, indicados esquemáticamente a continuación:

– los aditivos de combustión lenta (CL) deberían tener, por razones medioambientales, un contenido de halógenos tan bajo como sea posible;

– la carga total de aditivos de CL debería ser tan baja como sea posible para no afectar a las propiedades mecánicas de la composición;

– los aditivos de CL deberían tener una resistencia térmica adecuada para ser procesados con seguridad a temperatura de al menos 180°C o superiores, por ejemplo de hasta 250°C;

– los aditivos de CL deberían tener baja toxicidad;

– los aditivos de CL deberían ser plenamente mimetizables cromáticamente; es decir, el color de la composición polimérica final que contiene el agente de combustión lenta debería ser tan cercano como sea posible al de la misma composición en ausencia del aditivo de CL.

Es sabido que los anteriores requisitos pueden lograrse usando hipofosfitos inorgánicos metálicos en la mezcla polimérica con o sin aditivos que contengan halógenos. Sin embargo, cuando se consideran polímeros especiales y particulares, el uso de hipofosfitos inorgánicos metálicos como aditivos de combustión lenta no basta para obtener propiedades de lentitud en la combustión buenas y satisfactorias.

En estos casos, podría ser necesario introducir al menos un compuesto esencial adicional en la composición, tal como, por ejemplo, un iniciador radical, también denominado “sinérgico orgánico” en la presente memoria. Este tipo de compuesto podría resultar útil para mejorar las propiedades de lentitud en la combustión de la composición polimérica final.

Cuando el polímero termoplástico es poliestireno, polímero aromático creado a partir de estireno monomérico aromático, resulta necesario afrontar problemas adicionales en la formulación de una buena composición de poliestireno de combustión lenta. De hecho, comúnmente se usan de forma generalizada espumas extrudidas de poliestireno (X-PS) en construcciones, para el aislamiento de edificios y como material de embalaje, y por estas razones sus características de lentitud en la combustión son muy relevantes.

Habitualmente, debido a su uso en construcciones, es necesario mejorar las propiedades de lentitud en la combustión de las espumas de poliestireno extrudido con respecto a otras composiciones poliméricas y, a la vez, también es necesario disminuir la cantidad de agentes halogenados de combustión lenta en la composición polimérica, debido a razones ambientales y de seguridad. Por las anteriores razones, es bien sabido que al menos cierta cantidad del compuesto halogenado, si no la totalidad del mismo, podría ser sustituida con lo que se denomina un “sinérgico orgánico”, que es un iniciador radical, así como ser acompañada por la presencia de hipofosfitos inorgánicos metálicos, según se ha explicado ya más arriba.

Por ejemplo, el documento US 2009/0149561 describe espumas poliméricas preparadas usando 5, 5bis (bromometil) -2-oxo-1, 3, 2-dioxafosforinano o compuestos bromados de 2-oxo-1, 3, 2-dioxafosforinano. Sin embargo, el contenido mínimo de bromo en los ejemplos documentados es igual al 0, 8% en peso con respecto al porcentaje total de la composición, lo cual, en cualquier caso, sigue siendo una cantidad bastante elevada.

El documento WO 2010/083068 enseña una composición de espuma de poliestireno que contiene al menos el 0, 8% de bromo en peso con respecto al porcentaje total de la composición y al menos el 1, 5% de grafito en peso con respecto al porcentaje total de la composición. Estas composiciones también contienen una cantidad bastante relevante de compuesto halogenado y no son plenamente mimetizables cromáticamente debido a la presencia de grafito.

El documento WO 2008/039833 da a conocer composiciones de espuma de poliestireno de muy poca cromaticidad que contienen N, 2-3-dibromopropil-4, 5-dibromohexahidroftalimida, agente de combustión lenta (CL) que no tiende a degradarse cuando se procesa. Sin embargo, la concentración preferente del agente de CL se encuentra entre el 3% y el 4% en peso con respecto al porcentaje total de la composición y, más en particular, en el 3, 5% en peso con respecto al porcentaje total de la composición, correspondiendo así a un contenido de bromo del 2, 2% en peso con respecto al porcentaje total de la composición.

El documento US 2008/0058435 da a conocer composiciones de espuma de poliestireno libres de halógeno o con cantidades muy pequeñas de halógeno, que contienen óxido de 9, 10-dihidro-9-oxa-fosfenantreno-10 (DOP) y sus derivados, productos de hidrólisis o sales metálicas. Este compuesto es un fosfinato orgánico, estando el estado de oxidación del fósforo formalmente en el valor +1.

En el documento WO 2007/010318 se describen composiciones termoplásticas de moldeo que contienen un polímero poliolefínico, en particular polipropileno, al menos un hipofosfito inorgánico y un agente de combustión lenta que contiene halógeno como mezcla sinérgica. La composición dada a conocer también contiene un compuesto orgánico capaz de formar radicales libres durante el flameo. Se añadió el compuesto a la composición dada a conocer para mejorar las propiedades de lentitud en la combustión de la composición polimérica. Pese al hecho de que el documento WO 2007/010318 da a conocer en términos generales que los polímeros poliolefínicos (y menciona explícitamente el estireno, el metil estireno y los correspondientes copolímeros) son adecuados para ser de combustión lenta, como posiciones que contienen al menos un hipofosfito inorgánico y un agente de combustión lenta que contiene halógeno como mezcla sinérgica, la parte experimental y todas las evidencias de la característica de lentitud efectiva en la combustión son indicadas únicamente cuando se escoge el polipropileno como polímero poliolefínico. No se incluye ningún ejemplo para poliolefinas diferentes.

Objeto de la invención Es un objeto de la presente invención proporcionar composiciones de espuma de poliestireno de combustión lenta y artículos basados en dicha espuma de poliestireno, que tengan buenas propiedades mecánicas, buenas propiedades aislantes junto con muy buenas propiedades de lentitud en la combustión.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar composiciones y artículos de espuma de poliestireno caracterizados por muy buenas propiedades de lentitud en la combustión, propiedades mecánicas y propiedades de aislamiento térmico que están caracterizados por un contenido muy bajo de compuestos halogenados, estando libres, en particular, de hexabromociclododecano.

Otro objeto adicional de la presente invención es proporcionar composiciones y artículos de espuma de poliestireno caracterizados por buenas propiedades de lentitud en la combustión, propiedades mecánicas y... [Seguir leyendo]

1. Composiciones de poliestireno de combustión lenta que contienen:

(A) al menos un homopolímero cristalino de poliestireno,

(B) al menos un hipofosfito inorgánico,

(C) al menos una molécula o un polímero que contenga halógeno,

(D) al menos lo que se denomina un “sinérgico orgánico” o “iniciador radical” (IR)

en las que dicho poliestireno, después del tratamiento, tiene un peso molecular (Pm) medio en peso determinado mediante GPC según la descripción de al menos el 90% del poliestireno en una composición idéntica sin dichos compuestos (B) , (C) y (D) .

2. Composiciones según la reivindicación 1 caracterizadas porque, además, comprenden:

(E) al menos lo que se denomina un “detenedor radical” (DR) .

3. Composiciones según la reivindicación 1 caracterizadas porque, además, comprenden:

(F) al menos un polímero polar que contiene oxígeno.

4. Composiciones según la reivindicación 1 caracterizadas porque, además, comprenden:

(E) al menos lo que se denomina un “detenedor radical” (DR) ,

(F) al menos un polímero polar que contiene oxígeno.

5. Una composición según la reivindicación 1 caracterizada porque dicho hipofosfito inorgánico es hipofosfito de calcio o de aluminio.

6. Una composición según la reivindicación 2 caracterizada porque dicho hipofosfito inorgánico es hipofosfito de calcio o de aluminio.

7. Una composición según la reivindicación 3 caracterizada porque dicho hipofosfito inorgánico es hipofosfito de calcio o de aluminio.

8. Una composición según la reivindicación 1 caracterizada porque dicha molécula o dicho polímero que contiene halógeno es bromhidrato de melamina.

9. Una composición según la reivindicación 2 caracterizada porque dicha molécula o dicho polímero que contiene halógeno es bromhidrato de melamina.

10. Una composición según la reivindicación 3 caracterizada porque dicha molécula o dicho polímero que contiene halógeno es bromhidrato de melamina.

11. Composiciones según la reivindicación 1 caracterizadas porque el contenido de los componentes B) , C) y D) comprende entre el 0, 5% y el 3% en peso con respecto a la descripción del peso total de la composición, más preferentemente entre el 1, 25% y el 2, 5% en peso con respecto al peso total de la composición.

12. Composiciones según la reivindicación 1 caracterizadas porque el contenido final en halógenos es inferior al 0, 8%, más preferentemente al 0, 6% en peso con respecto al peso total de la composición.

13. Una composición según la reivindicación 1 caracterizada porque dicho “iniciador radical” (IR) se selecciona entre uno o más de los siguientes productos: 2, 3-dimetil 2, 3-difenil butano, 2, 3-dimetil 2, 3-difenilhexano, poli (1, 4-diisapropil benceno) , peróxido de dicumilo o peróxido de di-terc-butilo.

14. Composiciones según la reivindicación 2 caracterizadas porque el componente E) se selecciona entre di-tercbutilhidroquinona o 4-hidroxil-tetrahidrocarbilpiridin-1-oxilo.

15. Composiciones según la reivindicación 3 caracterizadas porque el componente F) se selecciona entre EVA, EMA, EEA, EBA, PVA, MAH-g-PE, MAH-g-SBS, MAH-g-PS, SAN, ABS.

16. Una composición según la reivindicación 3 caracterizada porque el componente F) es un copolímero de calidad de reactor que contiene un grupo funcional libre hidroxílico o carboxílico.

17. Una composición según la reivindicación 3 caracterizada porque el componente F) es un butadieno bromado o un copolímero de estireno-butadieno bromado.

18. Composiciones según la reivindicación 3 caracterizadas porque el componente F) comprende entre el 0, 5% y el 5% y, más preferentemente, entre el 0, 5% y el 3%.

19. Artículos extrudidos basados en composiciones según la reivindicación 1 caracterizados porque tienen una densidad entre aproximadamente 15 kg/m3 y aproximadamente 60 kg/m3, más preferentemente entre aproximadamente 28 kg/m3 y aproximadamente 45 kg/m3.

20. Artículos extrudidos basados en composiciones según la reivindicación 2 caracterizados porque tienen una densidad entre aproximadamente 15 kg/m3 y aproximadamente 60 kg/m3, más preferentemente entre 10 aproximadamente 28 kg/m3 y aproximadamente 45 kg/m3.

21. Artículos extrudidos basados en composiciones según la reivindicación 3 caracterizados porque tienen una densidad entre aproximadamente 15 kg/m3 y aproximadamente 60 kg/m3, más preferentemente entre aproximadamente 28 kg/m3 y aproximadamente 45 kg/m3.

22. Composiciones de poliestireno según la reivindicación 1 para su uso como composiciones poliméricas de 15 combustión lenta en la preparación de artículos alveolares extrudidos.