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

Una composición polimérica que comprende un polímero combustible que tiene mezclado en el mismo un aditivode FR que es:



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

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11185886.

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-2436648_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

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

Los aditivos supresores de llama (FR, del inglés Flame Retardant) se añaden comúnmente a productos poliméricos usados en construcción y otras aplicaciones. La presencia de los aditivos FR permite que las espumas pasen los ensayos normalizados de fuego, como es requerido en diversas jurisdicciones. Como aditivos FR en estos productos de espuma se usan diversos compuestos bromados de bajo peso molecular (<~1000 g/mol) . Muchos de estos, tales como hexabromociclododecano, están sometidos a presión reguladora y pública que puede conducir a restricciones en su uso y, por ello, existe un estímulo de encontrar un sustituto para los mismos.

Como aditivos FR se han sugerido diversos materiales bromados. Estos incluyen, por ejemplo, diversas moléculas pequeñas bromadas así como determinados polímeros bromados. Entre los polímeros bromados que se han sugerido se encuentran polímeros y copolímeros de butadieno, alil éteres de resina de novolaca bromados. En el documento WO 2007/019120 se describen una serie de tales moléculas pequeñas bromadas y polímeros bromados.

Un aditivo FR alternativo para espumas de polímeros extrudidas sería capaz de permitir que la espuma pasara los ensayos de fuego normalizados, cuando se incorporara en la espuma a niveles razonablemente bajos. Debido a que las espumas extrudidas se procesan a temperaturas elevadas, es importante que el aditivo FR sea térmicamente estable en las condiciones de temperatura usadas en el proceso de extrusión. Para algunas espumas, tales como espumas de copolímero de poliestireno y estireno, estas temperaturas son con frecuencia iguales o superiores a 180°C. Se encuentran varios problemas si el aditivo FR se descompone durante el proceso de extrusión. Estos incluyen pérdida de agente FR y, por tanto, pérdida de propiedades FR, y la generación de productos de descomposición (tales como HBr) que, frecuentemente, son corrosivos y, por tanto, potencialmente peligrosos para seres humanos y perjudiciales para el equipo de operación. El agente FR no causará una pérdida significativa de propiedades físicas deseables en el polímero. Se prefiere que el aditivo FR tenga una baja toxicidad y que no sea biodisponible en grandes cantidades. Se puede producir de forma asequible un tipo preferido de agente de expansión a partir de materiales de partida fácilmente asequibles.

El documento WO 2007/019120 describe espumas poliméricas de estireno, espumas poliméricas de estireno expandidas y/o extrudidas de forma especial, que se hacen retardadoras de llama mediante 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 al menos uno de los grupos éter es un grupo alilo; ii) un diéter de tetrabromobisfenol-S, en el que al menos uno de los grupos éter contiene bromo; iii) un benceno sustituido que tiene un total de 6 sustituyentes en el anillo y en el que al menos 3 de los sustituyentes son átomos de bromo y al 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 parcialmente hidrogenado y/o terminado en arilo; vii) al menos un alil éter bromado de una novolaca; viii) un poli (1, 3-cicloalcadieno) bromado; ix) un poli (alil éter de 4-vinilfenol) bromado; x) una N, TSP-fenilenbismaleimida bromada; xi) una N, N'- (4, 4'-metilendifenil) bismaleimida bromada; xii) una N, N'etilenbismaleimida bromada; xiii) etilenbis (dibromonorbornano-dicarboxamida) ; xiv) tetrabromobisfenol-A; o xv) una combinación de dos cualquiera o más de i) a xiv) .

La presente invención, en un aspecto, es una composición polimérica que comprende un polímero que tiene mezclado en el mismo un aditivo FR bromado que es: un 3-bromo-2-hidroxipropil éter de una resina de novolaca.

Los aditivos FR bromados de la invención se preparan fácilmente a partir de polímeros de partida que están disponibles fácilmente y que, en la mayoría de los casos, son de un coste bajo o moderado. Estos aditivos FR bromados se preparan fácilmente a partir de los polímeros de partida usando una química obvia. Estos aditivos FR, en la mayoría de los casos, tienen buena estabilidad térmica, y por dicha cuestión normalmente se pueden procesar en operaciones de procesado de polímeros en estado fundido tales como la espumación por extrusión. Los aditivos FR son eficaces para impartir características de FR a polímeros combustibles, en especial a polímeros y copolímeros de estireno, a niveles razonables de uso.

El aditivo retardador de llama es un 3-bromo-2-hidroxipropil éter de una resina de novolaca. Estos se preparan fácilmente bromando un glicidil éter de una resina de novolaca. Tales resinas están disponibles comercialmente de forma asequible de The Dow Chemical Company con el nombre comercial de resina epoxídica D.E.N.™. Los anillos fenólicos de la resina de novolaca pueden estar sustituidos, en particular, con uno o más grupos alquilo, en especial, grupos metilo. La reacción de los grupos epoxi de tales resinas con una fuente de bromo produce la bromhidrina correspondiente. Los aditivos retardadores de llama de este tipo incluyen los que tienen la estructura:

en la que R representa un sustituyente opcional en el anillo fenólico y n representa el grado de polimerización.

Se pueden usar diversos procedimientos de bromación para bromar las resinas de partida descritas antes para producir los aditivos retardadores de llama. En algunos casos, la resina de partida se broma convenientemente en un disolvente usando una fuente de bromo elemental como agente de bromación. El disolvente es uno que no sea reactivo con el polímero y que no se vea involucrado en reacciones de radicales libres con la fuente de bromo o 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, Ed., John Wiley and Sons, Inc. London 1955, páginas 526-528.

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

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

También son útiles otras técnicas para la bromación de insaturaciones carbono-carbono y grupos epoxi como las que son conocidas en la técnica.

Los anteriores aditivos retardadores de llama pueden tener un peso molecular promedio en número de aproximadamente 500 a 250.000 o mayor, siendo preferido un peso molecular de aproximadamente 1000 a 200.000, en especial de 1500 a 100.000. Las determinaciones de peso molecular para los propósitos de esta invención se determinan por cromatografía de exclusión molecular frente a patrones de poliestireno. Los aditivos retardadores de llama contienen preferiblemente al menos 10%, más preferiblemente al menos 20%, en peso de bromo. El aditivo retardador de llama puede contener una mayor cantidad de bromo, tal como hasta 80%, hasta 70% o hasta 55% en peso de bromo Para la mayoría de aplicaciones, los aditivos retardadores de llama preferidos de los tipos i) a vi) tienen una temperatura de transición vítrea (Tg) de al menos 35°C, preferiblemente al menos 50°C. Se pueden usar aditivos retardadores de llama que tienen una temperatura de transición vítrea menor, pero estos tienden a ser líquidos o sólidos pegajosos y por dicha razón son en algunos casos más difíciles de manejar y mezclar con el polímero combustible. El aditivo retardador de llama tendrá una temperatura de transición vítrea no mayor que 200°C, preferiblemente, no mayor que 150°C, con el fin de facilitar el procesado en estado fundido.

Los aditivos retardadores de llama de la invención que tienen una temperatura de transición vítrea menor de 20°C, o incluso menor de 0°C, son los más útiles en procesos de polimerización en suspensión, en particular si son solubles en el monómero o mezcla de monómeros... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición polimérica que comprende un polímero combustible que tiene mezclado en el mismo un aditivo de FR que es:

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

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

3. La composición de polímero de la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es un polímero o copolímero de estireno, alfa-metil estireno, 4-metil estireno, divinilbenceno o una mezcla de dos cualquiera o más de los mismos.

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

6. La composición de polímero de la reivindicación 2, en la que el polímero combustible es un copolímero al azar, de 15 bloques o de injerto de butadieno y al menos un monómero aromático de vinilo.

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


 

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