Polímeros bromados como aditivos retardadores de llama y sistemas de polímeros que los contienen.

Una composición de polímero que comprende un polímero combustible que tiene mezclado con él un aditivoretardador de llama bromado que es:



un alil éter de una resina de novolaca bromada en el anillo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11185884.

Solicitante: Dow Global Technologies LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2040 DOW CENTER MIDLAND, MI 48674 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KING,BRUCE,A, WORKU,Anteneh, STOBBY,William Gerald.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F8/20 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 8/00 Modificación química por tratamiento posterior (polímeros injertados, polímeros en bloque, reticulados con monómeros insaturados o con polímeros C08F 251/00 - C08F 299/00; de cauchos de dieno conjugados C08C). › Halogenación.
  • C08L25/04 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 25/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, que tienen cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un ciclo carbocíclico aromático; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de estireno.
  • C08L51/04 C08L […] › C08L 51/00 Composiciones de polímeros injertados en los que el componente injertado es obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono (conteniendo polímeros ABS C08L 55/02 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › injertados sobre cauchos.
  • C08L53/00 C08L […] › Composiciones de polímeros en bloque que contienen al menos una serie de un polímero obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono; Composiciones de los derivados de tales polímeros.
  • C08L55/02 C08L […] › C08L 55/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros, obtenidos por reacciones de polimerización que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono, no previstos por los grupos C08L 23/00 - C08L 53/00. › Polímeros ABS [Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno].
  • C08L61/14 C08L […] › C08L 61/00 Composiciones de polímeros de condensación de aldehídos o cetonas (con polialcoholes C08L 59/00; con polinitrilos C08L 77/00 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Condensados de fenol-aldehído modificados.

PDF original: ES-2437757_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Polímeros bromados como aditivos retardadores de llama y sistemas de polímeros que los contienen La presente invención se refiere a aditivos retardadores de llama para polímeros orgánicos y, en particular, a aditivos retardadores de llama para polímeros bromados.

Comúnmente se añaden aditivos retardadores de llama a polímeros usados en construcción y en otras aplicaciones. La presencia del aditivo retardador de llama permite que la espuma pase ensayos normalizados de incendio requeridos en diversas jurisdicciones. Diversos compuestos bromados de peso molecular bajo (̃̃̃

de aproximadamente 1.000 g/mol) se usan como aditivos retardadores de llama en estos productos celulares. Muchos de estos productos, como el hexabromociclodecano, están bajo presión reguladora y pública que puede originar restricciones sobre su uso y, por lo tanto, hay un incentivo para encontrar un sustitutivo de ellos.

Como aditivos retardadores de llama se han sugerido diversos materiales bromados. Estos incluyen, por ejemplo, moléculas pequeñas así como ciertos polímeros bromados. Entre los polímeros bromados que se han sugerido están polímeros de butadieno, alil éteres de resina de novolaca bromada, poli (1, 3-cicloalcanodienos) y poli (4vinilfenil alil éteres) bromados. Una serie de dichas moléculas pequeñas bromadas y de polímeros bromados se describen en el documento WO 2007/019120.

Un aditivo retardador de llama alternativo para espumas poliméricas extrudidas debería poder permitir que la espuma pasara ensayos normalizados de incendio, cuando se incorpore en la espuma a niveles razonablemente bajos. Como las espumas extrudidas se procesan a temperaturas elevadas, es importante que el aditivo retardador de llama sea estable térmicamente a las temperaturas usadas en el proceso de extrusión. En algunas espumas, como espumas de poliestireno y de copolímeros de estireno, estas temperaturas son con frecuencia 180ºC o mayores. Se producen varios problemas si el aditivo retardador de llama se descompone durante el proceso de extrusión. Estos incluyen pérdida de agente retardador de llama y, por lo tanto, pérdida de propiedades retardadoras de llama y la generación de productos de descomposición (como HBr) que con frecuencia son corrosivos y, por lo tanto, peligrosos para el hombre y perjudiciales para el equipo operativo. El agente retardador de llama no debe causar una pérdida significativa de propiedades físicas deseables en el polímero. Es preferible que el aditivo retardador de llama tenga toxicidad baja y que no sea muy biodisponible. Se puede producir económicamente un tipo preferido de agente de soplado a partir de materiales fácilmente disponibles.

El documento WO 2007/019120 describe espumas de polímeros estirénicos, especialmente espumas expandidas y/o extrudidas de polímeros estirénicos, que son retardadoras de llama por el uso de uno o más aditivos retardadores de llama. Estos aditivos son: (i) un diéter de tetrabromobisfenol S cuyos grupos éter no contienen bromo y en el que por lo menos uno de los grupos éter es un grupo alilo; (ii) un diéter de tetrabromobisfenol S en el que por lo menos uno de los grupos éter contiene bromo; (iii) un benceno sustituido que tiene un total de seis sustituyentes en el anillo y en el que por lo menos tres de los sustituyentes son átomos de bromo y por lo menos dos de los sustituyentes son grupos alquilo C1-4; (iv) alcohol tribromoneopentílico; (v) un bencenotricarboxilato de tris (dibromoalquilo) en el que cada grupo dibromoalquilo contiene independientemente 3 a 8 átomos de carbono; (vi) un polibutadieno bromado que está hidrogenado parcialmente y/o terminado en arilo; (vii) por lo menos un alil éter bromado de una novolaca; (viii) un poli (1, 3-cicloalcanodieno) bromado; (ix) un poli (4-vinilfenol alil éter) bromado; (x) una TSP-fenilenobismaleimida N-bromada; (xi) una (4, 4-metilenobisdifenil) bismaleimida N, N-bromada; (xii) una etilenobismaleimida N, N-bromada; (xiii) etilenobis (dibromonorbornanodicarboxamida) ; (xiv) tetrabromobisfenol A; o (xv) cualquier combinación de dos o más de (i) a (xiv) .

En un aspecto, la presente invención es una composición de polímero que comprende un polímero combustible que tiene mezclado con él un aditivo retardador de llama bromado que es:

un alil éter de una resina de novolaca bromada en el anillo.

Los aditivos retardadores de llama bromados de la invención se preparan fácilmente a partir de polímeros de partida que se pueden adquirir fácilmente y que, en la mayoría de los casos, son de coste bajo o moderado. Estos aditivos retardadores de llama bromados se preparan fácilmente a partir de polímeros de partida usando reacciones químicas sencillas. Estos aditivos retardadores de llama tienen en la mayoría de los casos buena estabilidad térmica y, por esta razón, usualmente pueden ser procesados mediante operaciones de procesamiento en estado fundido, como espumación por extrusión. Estos aditivos retardadores de llama son eficaces impartiendo características retardadoras de llama a polímeros combustibles, especialmente polímeros y copolímeros de estireno, a niveles de uso razonables.

El aditivo retardador de llama es un alil éter de una resina de novolaca bromada en el anillo. "Resina de novolaca" significa un polímero de formaldehído y un compuesto fenólico. Por lo menos una porción de los anillos fenólicos de la resina de novolaca está sustituida con bromo, preferiblemente en la posición orto. El compuesto fenólico puede contener opcionalmente 1 ó 2 grupos sustituyentes en el anillo (distintos de bromo) . Preferiblemente, el compuesto fenólico no contiene dichos sustituyentes o contiene un solo grupo sustituyente, especialmente un alquilo inferior, como metilo, en posición para. Aditivos retardadores de llama de este tipo incluyen los representados por la estructura idealizada:

En la estructura anterior, el átomo de bromo está preferiblemente en la posición orto (con respecto al grupo alil éter) y n representa el grado de polimerización.

Los aditivos retardadores de llama de este tipo se pueden preparar a partir de una resina de novolaca, muchas de las cuales se pueden adquirir comercialmente. La sustitución de bromo se introduce fácilmente en los anillos fenólicos. Los grupos alil éter se pueden introducir por reacción con hidruro sódico para formar grupos alcóxido, que después reaccionan con un haluro de alilo, como cloruro de alilo o bromuro de alilo, para producir el éter.

Se pueden usar diversos métodos para bromar las resinas de partida antes descritas y producir los aditivos retardadores de llama. En algunos casos, la resina de partida se broma convenientemente en un disolvente usando como agente de bromación una fuente de bromo elemental. El disolvente es uno que no sea reactivo con el polímero y que no intervenga en reacciones de radicales libres con el bromo o la fuente de bromo. Disolventes adecuados incluyen, por ejemplo, tetracloruro de carbono, dicloroetano, tetrahidrofurano, cloruro de metileno, bromuro de metileno, bromoclorometano (CH2BrCl) y n-heptano. Las condiciones de bromación adecuadas son bien conocidas y se describen, por ejemplo, en McCutcheon, Org. Synth., vol. 3, E. C. Horning editor, John Wiley and Sons Inc., Londres, 1955, pág. 526-528.

En otra propuesta de bromación, la resina de partida se broma usando como agente de bromación un tribromuro de amonio cuaternario. Ejemplos de tribromuros de amonio cuaternario adecuados incluyen un tribromuro de feniltrialquilamonio, un tribromuro de benciltrialquilamonio o un tribromuro de tetraalquilamonio.

Las resinas de partida que contienen grupos epoxi se pueden bromar usando como agente de bromación bromuro de litio o bromuro de hidrógeno.

También son útiles otras técnicas bien conocidas para bromar insaturación de carbono-carbono y grupos epoxi.

Los aditivos retardadores de llama antes citados pueden tener un peso molecular medio numérico de aproximadamente 500 a 250.000 o más, prefiriéndose un peso molecular de aproximadamente 1.000 a 200.000, especialmente de 1.500 a 100.000. Para los fines de esta invención, las determinaciones de pesos moleculares se realizan por cromatografía de exclusión molecular frente a un patrón de poliestireno. Los aditivos retardadores de llama contienen preferiblemente por lo menos 10%, más preferiblemente por lo menos 20%, en peso de bromo. El aditivo retardador de llama puede contener una cantidad mayor de bromo, como hasta 80%, hasta 70% o hasta 55% en peso de bromo.

Para la mayoría de las aplicaciones, los aditivos retardadores de llama preferidos de los tipos (i) - (vi) tienen una temperatura de transición vítrea (Tg) de por lo menos 35ºC, preferiblemente de por lo menos 50ºC.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de polímero que comprende un polímero combustible que tiene mezclado con él un aditivo retardador de llama bromado que es:

un alil éter de una resina de novolaca bromada en el anillo.

2. La composición de polímero de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el polímero combustible es un polímero o copolímero de un monómero vinílico aromático.

3. La composición de polímero de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es un polímero o copolímero de estireno, α-metilestireno, 4-metilestireno, divinilbenceno o una mezcla de dos o más de estos.

4. La composición de polímero de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es poliestireno,

un copolímero de estireno-acrilonitrilo, un copolímero de estireno-ácido acrílico o una resina de estireno-acrilonitrilobutadieno.

5. La composición de polímero de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es poliestireno.

6. La composición de polímero de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es un copolímero al azar, de bloques o de injertos de butadieno y por lo menos un monómero vinílico aromático.

7. La composición de polímero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que es una espuma.


 

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