BR112020008190A2 - composição, processo para preparar a composição, artigo e uso da composição - Google Patents

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Oliver Muehren
Tanja Lange
Birte NITZ
Sabine MOELLER
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Abstract

A presente invenção refere-se a uma composição retardante de chama, um método para preparar a mesma e um artigo a partir da mesma.

Description

“COMPOSIÇÃO, PROCESSO PARA PREPARAR A COMPOSIÇÃO, ARTIGO E USO DA COMPOSIÇÃO” DESCRIÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a uma composição retardante de chama, um método para preparar a mesma e um artigo a partir da mesma.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Poliuretanos termoplásticos (ou TPUs) geralmente são conhecidos por suas boas propriedades mecânicas, alta resistência à abrasão e alta elasticidade. Isto permite que eles encontrem aplicações em uma ampla variedade de áreas.
[003] Poliuretanos termoplásticos retardantes de chama são bem conhecidos e descritos, por exemplo, na patente EP 0617079 A2, documento WO 2006/121549 A1 e documento WO 2003/066723 A2, documento WO 2006/121549 A1, patente EP 1491580 A1, patente US 2015/0284537 Ale documento WO 2012/116886 A1. Esta invenção foi depositada como pedido prioritário com o pedido de patente EP 17199829.7, incorporado ao presente pedido como referência.
[004] As composições existentes de poliuretanos termoplásticos retardantes de chama com frequência não mostram a combinação necessária de retardamento de chama, propriedades mecânicas e resistência à hidrólise.
[005] Dessa forma, foi um objetivo da presente invenção fornecer uma composição de poliuretano termoplástico retardante de chama com boas propriedades mecânicas, como alongamento à ruptura, resistência à abrasão ou resistência à propagação de rasgo, junto com boa resistência à hidrólise.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO
[006] Surpreendentemente, este objetivo poderia ser alcançado pela composição de acordo com a reivindicação 1, o processo para produzir esta composição de acordo com a reivindicação 11, um artigo que compreende esta composição de acordo com a reivindicação 12 e o uso da composição de acordo com a reivindicação 13.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[007] Um aspecto da invenção é a realização 1, que é uma composição que compreende por poliuretano termoplástico obtido reagindo: (a) um poliol, (b) umisocianato, e (c) — opcionalmente um extensor de cadeia, um retardante de chama, e carbonato de metal em pó.
[008] As composições inventivas mostram boas propriedades mecânicas, como alongamento na ruptura, resistência à abrasão, resistência à propagação de rasgo, juntamente com melhor resistência à hidrólise.
CARBONATO DE METAL EM PÓ
[009] A composição da presente invenção, compreende pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C), que está em uma realização preferencial de um carbonato de metal em pó. Este pó tem, preferencialmente, uma média de volume de tamanho de partícula Ds5o na faixa de = 1,0 um a € 10,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009. Observou-se que a adição de carbonato de metal mostra boa resistência à hidrólise.
[0010] Em uma realização preferencial, o carbonato de metal em pó tem uma média de volume de tamanho de partícula Dso na faixa de > 1,0pum a < 10,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009.
[0011] O termo “Ds” refere-se ao diâmetro onde cinquenta porcento das partículas do pó têm um tamanho de partícula menor e cinquenta porcento têm um tamanho de partícula maior. Em uma realização preferencial, o tamanho médio de partícula Dso está na faixa de 2 1,0 um a < 10,0 um determinado por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009. Isto é porque as partículas de tamanho menor do que a faixa prescrita são difíceis de manipular, enquanto partículas maiores resultam em características de superfície irregulares.
[0012] O carbonato de metal em pó tem uma média de volume de tamanho de partícula Dso, preferencialmente na faixa de 2 1,0 um a < 9,0 um, > 1,0 um a < 8,0, = 1,0 um a < 7,0 um, 2 1,0 um a < 5,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009.
[0013] Em uma realização preferencial, o carbonato de metal em pó tem uma área de superfície BET na faixa de 2 1 m?/g a < 50 m?/g. Pelo termo “área de superfície BET”, é citada no presente pedido, a área de superfície medida com o uso da teoria de Brunauer-Emmett-Teller. Qualquer equipamento adequado bem conhecido pelo técnico no assunto pode ser empregado para este propósito. Preferencialmente, a área da superfície BET está na faixa de 2 1 m?/g a < 45 m2/g ou 2 1 m2/g a < 40 m2/g, ou 2 1 m?2/g a < 35 m2/g. Mais preferencialmente, está na faixa de 2 1 m2/g a < 30 m2/g ou 2 1 m2/g a < 25 m?2/g ou 2 1 m?/g a < 20 m2/g, ou 2 1 m?/g a < 15 m?/g. Com a máxima preferência, está na faixa de 2 1 m2/g para < 10 m?/g.
[0014] O teor de água no carbonato de metal em pó é < 5,0%, em peso, preferencialmente < 3,0%, em peso, mais preferencialmente < 1,0%, em peso, mais preferencialmente < 0,6%, em peso, com a máxima preferência < 0,3%, em peso, com base no peso do carbonato de metal em pó.
[0015] Em uma realização preferencial 2, que compreende todas as características da realização 1 ou das realizações preferenciais da realização 1, o carbonato de metal em pó está presente em uma quantidade entre 0,1%, em peso, a 10,0%, em peso, com base no peso total da composição. Faixas preferenciais adicionais são selecionadas a partir do seguinte grupo de faixas >
0,1 %, em peso, a < 9,5 %, em peso, 2 0,1 %, em peso, a < 9 %, em peso, 2 0,1 %, em peso, a < 8,5 %, em peso, 2 0,1 %, em peso, a < 8,0 %, em peso, 2 0,5 %, em peso, a < 8,0 %, em peso, 2 0,5 %, em peso, a € 7,5 %, em peso, 2 0,5 %, em peso, a €< 7,0 %, em peso, 2 0,5 %, em peso, a < 6,5 %, em peso, 2 0,5 %, em peso, a < 6,0 %, em peso. Mais preferencialmente esta faixa é > 0,5%, em peso, a < 5,5%, em peso ou 2 0,5%, em peso, a < 5,0%, em peso. Em uma realização preferencial, pelo menos uma partícula de carbonato de metal, preferencialmente o carbonato de metal em pó, está presente em uma quantidade na faixa de 2 0,5%, em peso, a < 2,0%, em peso, com base no peso total da composição.
[0016] Em outra realização preferencial 3, que compreende todas as características da realização 1 ou 2, respectivamente suas realizações preferenciais, pelo menos uma partícula de carbonato de metal, preferencialmente o carbonato de metal em pó, é selecionada a partir do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de alumínio, carbonato de zinco, carbonato de lítio, carbonato de berílio, carbonato de estrôncio, carbonato de bário e carbonato de rubídio.
[0017] Mais preferencialmente, o carbonato de metal é selecionado a partir do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de alumínio e carbonato de zinco. Até mais preferencialmente, o carbonato de metal é selecionado a partir do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de magnésio e carbonato de alumínio.
[0018] Na realização preferencial 4, que compreende todas as características de uma das realizações 1 ou 2, respectivamente suas realizações preferenciais, o carbonato de metal em pó é carbonato de cálcio.
[0019] Em uma realização preferencial, as partículas de carbonato de metal do carbonato de metal em pó têm uma média de volume de tamanho de partícula Dso na faixa de 2 1,0 um a € 10,0 um, preferencialmente determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009. PoLloL
[0020] Pelo termo poliol, são citadas as cadeias principais de polímeros contendo preferencialmente dois grupos hidroxila, algumas vezes também citados como polialcoóis, ou citados como compostos reativos para isocianato.
[0021] O peso molecular numérico médio Mn do poliol está na faixa de 500 a 4.000 g/mol determinado de acordo com a norma DIN 55672-1.
[0022] O peso molecular numérico médio Mn, no contexto desta invenção é preferencialmente determinado de acordo com a norma DIN 55672-
1.
[0023] Preferencialmente, o peso molecular numérico médio Mn do poliol está na faixa de 500 g/mol a 3.800 g/mol, mais preferencialmente na faixa de 600 g/mol a 3.800 g/mol, mais preferencialmente na faixa de 700 gmol a
3.600 g/mol, mais preferencialmente na faixa de 800 g/mol a 3.400 g/mol, mais preferencialmente na faixa de 900 g/mol, mais preferencialmente na faixa de
3.200 g/mol ou 900 g/mol a 3.000 g/mol. Em uma realização particularmente preferencial, o peso molecular numérico médio Mn do poliol está na faixa de 900 a 2.500 g/mol.
[0024] O poliol na realização preferencial é caracterizado com um valor de OH na faixa de > 30 mg de KOH/g a < 150 mg de KOH/g, determinado de acordo com a norma DIN 53240. Preferencialmente, o valor de OH está na faixa de 2 35 mg de KOH/g a < 150 mg de KOH/g. Mais preferencialmente, o valor de OH está na faixa de > 35 mg de KOH/g a < 140 mg de KOH/g, determinado de acordo com a norma DIN 53240. Com a máxima preferência, o valor de OH está na faixa de 2 40 mg de KOH/g a < 140, ou 2 40 mg KOH/ga< 130, ou 2 40 mg de KOH/g a € 120 mg KOH/g determinado de acordo com a norma DIN 53240. Em uma realização particularmente preferencial, o poliol (a)
tem um valor de OH preferencialmente na faixa de 2 45 mg de KOH/g a < 120 mg de KOH/g, determinado de acordo com a norma DIN 53240.
[0025] Na realização preferencial 5, a composição de qualquer uma das realizações 1 a 4, respectivamente suas realizações preferenciais, o poliol é poliéter poliol ou policarbonato poliol.
[0026] Poliéteres dióis preferenciais são selecionados a partir do grupo de polioxietileno diol, polioxipropileno diol, polifoxietileno-oxipropileno)diol, politetra-hidrofurano, no presente pedido também citado como PTHF.
[0027] Preferencialmente, o poliéter poliol tem um peso molecular numérico médio Mn na faixa de > 500 g/mol a < 2.000 g/mol, preferencialmente > 500 g/mol a < 1.800 g/mol, mais preferencialmente 2 500 g/mol a < 1.500 g/mol, com a máxima preferência > 800 g/mol a < 1.500 g/mol.
[0028] Especialmente preferencial como poliéter diol é politetra- hidrofurano (PTHF), mais preferencialmente com um peso molecular numérico médio 2 800 g/mol a < 1500 g/mol, até mais preferencialmente 2 900 g/mol a < 1100 g/mol.
[0029] Em uma realização preferencial, o poliol é um policarbonato poliol, mais preferencialmente um policarbonato diol alifático. Policarbonato poliol é no presente pedido também citado como o policarbonato diol. O policarbonato diol, em uma realização preferencial, é linear e tem grupos hidroxila terminal. Os reagentes essenciais são glicóis e carbonatos. Glicóis também são citados como alcano diol. Glicóis adequados ou alcano dióis são selecionados a partir de dióis alifáticos contendo 4 a 40, ou até 4 a 12 átomos de carbono, e a partir de polioxialquileno glicóis contendo 2 a 20 grupos alcóxi por molécula com cada grupo alcóxi contendo 2 a 4 átomos de carbono.
[0030] Alcano dióis preferenciais são selecionados a partir do grupo que consiste em 1,3-Propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5 pentanodiol, neopentil glicol, 1,6-hexanodiol, 1,6-2,2 4-trimetilhexanodiol, 1,10-decanodiol,
dilinoleilglicol hidrogenado, dioleilglicol hidrogenado.
[0031] Em uma realização mais preferencial, o policarbonato diol é derivado a partir de pelo menos um alcano diol selecionado a partir do grupo que consiste em 1,3-propanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol.
[0032] Em uma realização preferencial, o peso molecular numérico médio do policarbonato diol é > 1.000 gímol a < 3000 gímol, mais preferencialmente > 1.500 g/mol a < 2.500 g/mol, com a máxima preferência >
1.800 g/mol a < 2.200 g/mol.
RETARDANTE DE CHAMA
[0033] A composição da presente invenção também compreende pelo menos um retardante de chama primário.
[0034] Um tipo preferencial de retardante de chama é um nitrogênio à base do composto selecionado a partir do grupo que consiste em benzoguanamina, tris(hidroxietil) isocianurato, isocianurato, alantoína, glicoluril, melamina, cianurato de melamina, polifosfato de melamina, fosfato de dimelamina, pirofosfato de melamina, borato de melamina, polifosfato de amônio, polifosfato de amônio e melamina, pirofosfato de amônio e melamina, produto de condensação de melamina selecionado a partir do grupo que consiste em melem, melam, melon e compostos condensados mais altos e outros produtos de reação de melamina com ácido fosfórico, derivados de melanina.
[0035] Mais — preferencialmente, o retardante de chama é selecionado a partir do grupo que consiste em melamina, cianureto de melamina, polifosfato de melamina, fosfato de dimelamina, pirofosfato de melamina, borato de melamina, polifosfato de amônio, polifosfato de amônio e melamina, pirofosfato de amônio e melamina, e derivados de melamina.
[0036] Com a máxima preferência, o retardante de chama é selecionado a partir do grupo que consiste em melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, polifosfato de melamina e derivados de melamina. Em uma realização muito preferencial, o retardante de chama (B) é cianurato de melamina. O cianurato de melamina, desse ponto em diante, é citado de forma intercambiável como 1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triona.
[0037] Em uma realização preferencial, o retardante de chama é uma combinação de mais de um retardante de chama, tanto do mesmo tipo como de tipos diferentes.
[0038] Outro tipo de retardante de chama é um retardante de chama inorgânico e é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em óxido de magnésio, hidróxido de magnésio, óxido de silício e óxido de alumínio.
[0039] Ainda outro tipo de retardante de chama é um retardante de chama que contém fósforo. O retardante de chama que contém fósforo é preferencialmente líquido a 21ºC.
[0040] É dada preferência aos derivados do ácido fosfórico, derivados do ácido fosfônico ou derivados do ácido fosfínico, ou uma mistura de dois ou mais dos ditos derivados.
[0041] Prefere-se que os derivados do ácido fosfórico, ácido fosfônico ou ácido fosfínico envolvam sais com um cátion orgânico ou inorgânico, ou envolvam ésteres orgânicos. Em uma realização preferencial, o éster orgânico envolve um éster de alquila, e em outra realização preferencial envolve um éster de arila. É particularmente desejável que todos os grupos hidróxi do correspondente ácido contendo fósforo tenham sido esterificados.
[0042] Ésteres de fosfato orgânicos são preferenciais, particularmente os triésteres de ácido fosfórico, mais preferenciais são fosfatos de trialguila. Outras realizações preferenciais são fosfatos de triarila, especialmente preferencial é fosfato de trifenila.
[0043] Em outra realização, os ésteres fosfóricos têm a fórmula geral (1)
o o od ll, R à. h, "O onde R denota grupos alquila, cicloalquila ou fenila substituídos, e n é um número real na faixa de 2 1 a <15.
[0044] Se R na fórmula geral (1) é um componente alquila, componentes alquila que são preferencialmente usados são os que têm de 1 a 8 átomos de carbono. O componente ciclohexila pode ser mencionado como um exemplo preferencial dos grupos de cicloalquila. Prefere-se usar ésteres fosfóricos de fórmula geral (1) na qual R denota uma fenila ou fenila substituída por alquila. Preferencialmente, n é 1, ou na faixa de = 3 a < 6. Ésteres fosfóricos muito preferenciais de fórmula geral (1) são bis(difenil) 1,3-fenilenofosfato, bis(dixilenil) 1,3-fenilenofosfato, e também os correspondentes produtos oligoméricos, preferencialmente com um grau médio de oligomerização de n na faixade > 3 a<6.
[0045] Um éster fosfórico muito preferencial é resorcinol, mais preferencial resorcinol bis(difenil fosfato) (RDP). O RDP está preferencialmente presente em oligômeros.
[0046] Outros retardantes de chama contendo fósforo preferenciais são bisfenol A bis (difenil fosfato) (BDP) e difenil cresil fosfato (DPC). O BPD geralmente assume a forma de um oligômero.
[0047] Os fosfatos orgânicos envolvem sais com um cátion orgânico ou inorgânico, ou envolvem os ésteres de ácido fosfônico. Ésteres preferenciais de ácido fosfônico são os diésteres de ácidos alquilfosfônicos ou fenilfosfônicos.
[0048] Outros fósforos preferenciais que contêm retardantes de chama são ésteres fosfínicos que têm a fórmula geral RIR2(P=O)OR3, onde todos os três grupos orgânicos R1, R2 e Ra em uma realização preferencial são idênticos ou em outra realização preferencial são diferentes uns dos outros. Os componentes R1, R2 e Ra são em uma realização preferencial alifáticos, em outra realização preferencial aromáticos e mais preferencialmente têm de 1 a 20 átomos de carbono, mais preferencialmente de 1 a 10. Em uma realização preferencial, os grupos alifáticos têm de 1 a 3 átomos de carbono. Prefere-se que pelo menos um do grupo orgânico seja alifático, e é mais preferencial que todos dos grupos orgânicos sejam alifáticos. Em uma realização preferencial, R1 e R2 são componentes etila, mais preferencialmente nesta realização R3 também é um grupo etila ou é um grupo metila. Em uma realização preferencial, R1, Re R3 são simultaneamente tanto um grupo etila como um grupo metila.
[0049] Também é dada preferência para fosfinato, que é o sal do ácido fosfínico. Os grupos R: e R2 são tanto alifáticos como aromáticos, e têm de 1 a 20 átomos de carbono, preferencialmente de 1 a 10, mais preferencialmente de 1 a 3. Prefere-se que pelo menos um dos componentes seja alifático, e é preferencial que todos os componentes sejam alifáticos, e é muito particularmente preferencial que Ri e R2 sejam grupos etila. Sais preferenciais de ácidos fosfínicos são alumínio, cálcio ou sais de zinco, mais preferencial é de alumínio.
[0050] Com a máxima preferência, fosfinato é fosfinato de dietil alumínio.
[0051] O retardante de chama, é usado sob a forma de substância única ou em misturas de diversas substâncias tanto do mesmo tipo de retardantes de chama como de diferentes tipos de retardantes de chama na composição.
[0052] Preferencialmente, o retardante de chama tem uma média de volume de tamanho de partícula Des < 100 um, preferencialmente < 80 um,
mais preferencialmente < 60 um, com a máxima preferência < 50, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009.
[0053] Adicionalmente, em uma realização preferencial, o retardante de chama tem uma média de volume de tamanho de partícula Dso< um, preferencialmente < 16 um, mais preferencialmente < 12 um, mais preferencialmente < 8 um e com a máxima preferência < 5 um.
[0054] Em uma realização preferencial, o teor de água em pelo menos um retardante de chama primário (B) é < 5,0%, em peso, mais preferencialmente, < 3,0%, em peso, mais preferencialmente < 1,0%, em peso, mais preferencialmente < 0,6%, em peso e com a máxima preferência < 0,3%, em peso.
[0055] A quantidade do retardante de chama na composição, conforme descrito anteriormente no presente pedido, está preferencialmente na faixa de 2 1%, em peso, a < 80%, em peso, com base no peso total da composição. Preferencialmente, está na faixa de 2 5%, em peso, a < 80%, em peso, ou 2 5%, em peso, a € 75%, em peso, ou 2 5%, em peso, a € 70%, em peso, ou 2 5%, em peso, a < 65%, em peso, ou 2 5%, em peso, a < 60%, em peso, com base no peso total da composição. Mais preferencialmente, está na faixa de 2 10%, em peso, a < 60%, em peso, ou 2 10%, em peso, a € 55%, em peso, ou 2 10%, em peso, a < 50%, em peso, ou 2 10%, em peso, a €< 45%, em peso, com base no peso total da composição. Com a máxima preferência, estar na faixa de 2 15%, em peso, a < 45%, em peso, ou 2 15%, em peso, a < 40%, em peso, ou 2 15%, em peso, a < 35%, em peso, com base no peso total da composição. Em uma realização, o retardante de chama está na faixa de 2 15%, em peso, a < 30%, em peso, com base no peso total da composição.
[DOS6] Na realização preferencial 6, que compreende as características de uma das realizações 1 a 5, respectivamente uma de suas realizações preferenciais, o retardante de chama é selecionado a partir do grupo que consiste em melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, polifosfato de melamina, derivado de melanina, derivado de ácido fosfórico, derivado de ácido fosfônico e derivado de ácido fosfínico.
[0057] Em outra realização preferencial 7, que compreende as características de uma das realizações 1 a 5, respectivamente uma de suas realizações preferenciais, o retardante de chama compreende uma mistura de um derivado de ácido fosfórico e cianurato de melamina. Com a máxima preferência, o ácido fosfórico é resorcinol bis(difenil fosfato) (RDP).
[0058] Em uma realização preferencial 8, que compreende as características de uma das realizações 1 a 7, respectivamente em suas realizações preferenciais, a composição compreende pelo menos um aditivo adicional selecionado a partir do grupo que consiste em antioxidante, estabilizador de luz, absorvedores UV e outros estabilizantes.
[0059] Em uma realização preferencial, a quantidade de pelo menos um aditivo na composição está na faixa de 2 0,1%, em peso, a < 10,0%, em peso, com base no peso total da composição.
[0060] Em uma realização preferencial 9, a realização que compreende todas as características da realização 8, respectivamente uma de Suas realizações preferenciais, o antioxidante contém um grupo ativo de fórmula geral (Il), x
O ' (1), em que, XeY, independentemente um do outro, são átomos de hidrogênio ou radicais alquila de cadeia reta, ramificada ou cíclica de 1 a 12 átomos de carbono, e Z é uma ligação covalente através da qual o grupo ativo está ligado à molécula remanescente do antioxidante e em que grupo ativo de fórmula geral (Il) é ainda conectado por um resíduo de conexão (Ill), de modo que o antioxidante tenha a seguinte estrutura: (I1)-X-R-[Y-R]Jn-X-(1]) ou [(II)-X-R-[Y-R]n-Y]m-A em que, X: -O-, -S- ou -NH-, Y:-O- ou -S-, R é alquileno C2 a C12, o radical alguileno sendo de cadeia reta ou ramiíficada, n é um número inteiro, mé2,3,4,5,6,70u8d,e A é uma estrutura de hidrocarboneto contendo de 3 a 20 átomos de carbono.
[0061] Na realização preferencial 10, que compreende todas as características da realização 8, respectivamente uma de suas realizações preferenciais, o antioxidante é selecionado a partir do grupo que consiste em pentaeritritil tetraquis(3-(3,5-bis(1,1-dimetiletil)-4-hidroxifenil)propionato, (N,N'- hexametilenobis(3,5-di-terc-butil-4-hidróxi-hidrocinamida), = polietilenoglicol 3- (3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil )oropionato-terminado, politetrahidrofurano 3-(3,5- di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato-terminado.
[0062] Em uma realização preferencial, a composição é um granulado ou um pó.
[0063] A composição, conforme descrita nas realizações, preferencialmente tem um peso molecular ponderal médio Mn de pelo menos
0,02 x 106 g/mol, mais preferencialmente pelo menos 0,06 x 10º g/mol e, em particular, mais de 0,08 x 106 g/mol, preferencialmente determinado de acordo com a norma DIN 55672-1. O limite superior para o peso molecular ponderal médio Mn da composição geralmente é determinado por processabilidade e pela faixa de propriedades desejadas. No entanto, o peso molecular numérico médio Mn da composição não é acima de 0,2 x 10º g/mol, preferencialmente 0,15 x 106 g/mol determinado de acordo com a norma DIN 55672-1.
[0064] Em realizações preferenciais, as realizações como descritas no presente pedido têm uma dureza Shore variando de 40 Shore A a 80 Shore D, preferencialmente 65 Shore A a 75 Shore D, mais preferencialmente 70 Shore A a 65 Shore D determinada de acordo com a norma ASTM D2240.
[0065] Para o propósito da presente invenção, o poliol (a), o isocianato e pelo menos um extensor de cadeia também são, individualmente ou em conjunto, chamados de componentes estruturais.
ISOCIANATO
[0066] Em uma realização preferencial, o isocianato é um isocianato orgânico. O termo poliisocianato, como usado no presente pedido, refere-se a um isocianato que compreende preferencialmente dois grupos N=C=O, também citado como diisocianato. Dímeros, trímeros e oligôêômeros dos isocianatos discutidos no presente pedido também estão compreendidos pelo respectivo isocianato.
[0067] O isocianato é preferencialmente um diisocianato alifático, poliisocianato cicloalifático ou um poliisocianato aromático. Em uma realização mais preferencial, o isocianato é um diisocianato. Exemplos representativos destes diisocianatos preferenciais podem ser encontrados, por exemplo, a partir das patentes US 4.385.133, US 4.522.975 e US 5.167.899, todas incorporadas ao presente pedido como referência.
[00O68]EM uma realização preferencial, o poliisocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em tetrametileno 1,4-diisocianato, pentametileno 1,5-diisocianato, 1,6-diisocianato de hexametileno, diisocianato de decametileno, diisocianato de decametileno, diisocianato de 1,12-dodecano, diisocianato de 2,2 ,4-trimetil-hexametileno, diisocianato de 2,4,4-trimetil- hexametileno e diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno.
[0069] Em uma realização preferencial, o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em ciclobutano-1,3-diisocianato, diisocianatos de 1,2- 1,3- e 1,4-ciclohexano, diisocianato de 2,4- e 2,6-metilcicliohexano, 4,4' e 2,4'-diciclohexildiisocianatos, trilsocianatos de 1,3,5-ciclohexano, isocianatos de isocianatometilciclohexano, isocianatos de isocianatoetilciclohexano, diisocianatos de bis(isocianatometil)ciclohexano, 4,4'- e 2,4” -bis(isocianato-metil) diciclohexano e diisocianato isoforona.
[0070] Em outra realização preferencial, o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em 2,4- e 2,6-hexa-hidrotoluenodiisocianato, diisocianatos 1,2-, 1,3- e 1,4-fenileno, trifenil metano-4,4' 4”-triisocianato, naftileno-1,5-diisocianato, diisocianato de 2,4- e 2,6-tolueno, diisocianatos de 24-, 44- e 2,2-bifenila, diisocianato de 2,2-, 24- e 4 ,4'-difenilmetano diisocianato, poliisocianatos de polifenil polimetileno, diisocianatos de 1,2-, 1,3- e 1,4-xilileno e diisocianato de m-tetrametilxilieno (TMXDI).
[0071] Em outra realização preferencial, o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 2,6- diisocianato de tolileno, 2,2'-diisocianato de diciclohexilmetano, 1,6-diisocianato de hexametileno, 2,4-diisocianato de parafenileno, 2,4-diisocianato de tetrametilenoxileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametileno, 1,4-diisocianato de 2-etilbutileno, 1,5-diisocianato de pentametileno, 1,4-diisocianato de butileno e 1-isocianato-3,3,5 trimetil-5 isocianatometilciclohexano.
[0072] Mais preferencialmente, o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 2,6-diisocianato de tolileno, —2,2-diisocianato de diciclohexilmetano, 1,6-diisocianato — de hexametileno, —2,4-diisocianato de parafenilenoy 2,4-diisocianato de tetrametilenoxileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametileno e 1,4 diisocianato de 2-etilbutileno.
[0073] Com a máxima preferência, o isocianato é selecionado a partir do grupo que consiste em 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 2,6- diisocianato de tolileno, 2,2'-diisocianato de diciclohexilmetano, 1,6-diisocianato de hexametileno, 2,4-diisocianato de parafenileno e 2,4-diisocianato de tetrametilenoxileno.
[0074] EM uma realização particularmente preferencial, o isocianato é um difenilmetaano 4,4'-diisocianato (desse ponto em diante citado como MDI).
EXTENSOR DE CADEIA
[0075] O termo extensor de cadeia refere-se a dióis que têm um peso molecular na faixa de > 50 a < 499 g/mol, em uma realização preferencial 2 50 a < 350 gímol. O extensor de cadeia é preferencialmente selecionado a partir do grupo de alcoóis di- e/ou tri-funcionais, polióis de polioxialquileno di- a tetra-funcionais e de diaminas aromáticas alquil substituídas.
[0076] O extensor de cadeia é preferencialmente alcano diol C2 a C12 ou alcano diol C2 a Ce. Mais preferencialmente selecionado a partir do grupo dentre etanodiol, 1,3-propanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,7- heptanodiol, 1,8-octanodio|, 1,9-nonanodiol, 1,10-decanodiol e preferencialmente 1,4-butanodiol. Extensor de cadeia e/ou agentes reticulantes incluem ainda dialquilenoglicóis que têm 4 a 8 átomos de carbono, preferencialmente —dietilenoglicol e dipropilenoglicol e/ou polióis de polioxialquileno di-, tri- ou tetrafunctionais.
[0077] Outras realizações preferenciais do extensor de cadeia são alcanodióis ramificados e/ou insaturados que têm preferencialmente não mais de 12 átomos de carbono, preferencialmente eles são selecionados a partir do grupo dentre 1,2-propanodiol, 2 metilpropanodiol-1,3, 2,2-dimetilpropanodiol-1,3, 2-butil-2-etilpropanodiol-1,3, buteno-2-diol-1,4 e butino-2-diol-1,4, diésteres de ácido tereftálico com glicóis de 2 a 4 átomos de carbono, preferencialmente ácido tereftálico bis-etileno glicol-1,4 ou -butanodiol-1,4, hidroxialquileno, éteres de hidroquinona ou de resorcinol, preferencialmente 1,4-di(B- hidroxietil)hidroquinona ou 1,3 di(B-hidroxietil)resorcinol, alcanolaminas que têm 2 a 1212 átomos de carbono, preferencialmente etanolamina, 2-aminopropanol e 3-amino-2,2-dimetilpropanol, N-alquildialcanolaminas, preferencialmente N- metil- e N-etildietanolamina.
[0078] Para obter propriedades mecânicas específicas, as poliaminas aromáticas alquil substituídas também são preferencialmente usadas em mistura com os alcoóis poli-hídricos de baixo peso molecular anteriormente mencionados, — preferencialmente — alcoóis dic e/ou trihídricos ou dialquilenoglicóis.
[0079] Particularmente preferencialmente, o extensor de cadeia (c) é selecionado a partir do grupo que consiste em etilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5 pentanodiol, 1,6-hexanodiol, éter de hidroquinona bis 2-hidroxietila, bis-2(hidroxil etil)-tereftalato, glicerina e trietanolamina. Em uma realização muito preferencial, o extensor de cadeia (c) é 1,4-butanodiol.
CATALISADOR
[0080] Em uma realização preferencial, o poliuretano termoplástico das realizações da composição ainda compreende um catalisador e/ou um auxiliar e/ou aditivo.
[0081] Preferencialmente, o catalisador é uma amina terciária selecionada a partir do grupo que consiste em trietilamina, dimetilciclohexilamina, N-metilmorfolina N,N'-dimetilpiperazina, 2-
(dimetilaminoetóxi)etanol e diazabiciclo[2.2.2Joctano. Em outra realização preferencial, o catalisador é um composto organometálico selecionado a partir do grupo que consiste em ésteres titânicos, compostos de ferro, preferencialmente acetilacetonato de ferro(lll, compostos de estanho, preferencialmente diacetato de estanho, dioctoato de estanho, dilaurato de estanho, ou o dialquil diacetato de estanho, dibutil dilaurato de estanho, ou sais de bismuto em que o bismuto está preferencialmente presente nos estados de oxidação 2 ou 3, em particular, 3. É dada preferência a sais de ácidos carboxílicos. Os ácidos carboxílicos usados preferencialmente incluem ácidos carboxílicos que têm de 2 a 14 átomos de carbono, particularmente preferencialmente que têm de 4 a 12 átomos de carbono. Exemplos preferenciais de sais de bismuto adequados são neodecanoato de bismuto(Ill), bismuto de 2- etilhexanoato e octonoato de bismuto.
[0082] Prefere-se usar catalisadores de estanho, em particular, dioctoato.
[0083] As quantidades preferencialmente usadas do catalisador estão na faixa de > 0,0001 a < 0,1 partes, em peso, por 100 partes, em peso, de pelo menos um polio! (a).
[0084] EM outras realizações preferenciais, o poliuretano termoplástico ainda compreende um auxiliar e/ou aditivo preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste em tensoativo, preenchedor, agente nucleante, estabilizador de oxidação, lubrificantes e auxiliares de desmoldagem, corantes e pigmentos e, opcionalmente, estabilizador, por exemplo, para proteção de hidrólise, luz, calor ou descoloração, preenchedores inorgânicos e/ou orgânicos e plastificantes. Auxiliares e aditivos adequados podem ser encontrados a título de exemplo em Kunststoffhandbuch (Plastics handbook), volume VII, editado por Vieweg e Hochtlen, Carl Hanser Verlag, Munique 1966 (págs. 103-113).
[0085] Todos os componentes da composição mencionados podem ser usados isoladamente ou em combinação com pelo menos um componente do mesmo tipo.
[0086] Em uma realização preferencial, a composição da presente invenção compreende o poliuretano termoplástico em uma quantidade na faixa de > 20%, em peso, a < 99%, em peso, com base no peso total da composição.
[0087] Preferencialmente, pelo menos um poliuretano termoplástico (A) está presente em uma quantidade na faixa de 2 25%, em peso, a < 99%, em peso, ou 2 25%, em peso, a € 95%, em peso, ou 2 3%, em peso, a < 95%, em peso, ou 2 35%, em peso, a < 95%, em peso, com base no peso total da composição. Mais preferencialmente, está na faixa de > 35%, em peso, a < 90%, em peso, ou 2 40%, em peso, a < 90%, em peso, ou 2 45%, em peso, a < 90%, em peso, com base no peso total da composição. Com a máxima preferência, está na faixa de 2 50%, em peso, a < 90%, em peso, ou 2 55%, em peso, a < 90%, em peso, ou 2 55%, em peso, a < 85%, em peso, com base no peso total da composição. Em uma realização, pelo menos um poliuretano termoplástico (A) está presente em uma quantidade na faixa de 2 60%, em peso, a < 85%, em peso, com base no peso total da composição.
PROCESSO
[0088] Outro aspecto da presente invenção é o processo para a preparar uma das realizações 1 a 10, respectivamente suas realizações preferenciais, conforme descrito acima, misturando o poliuretano termoplástico, o retardante de chama e o carbonato de metal em pó.
[0089] EM uma realização preferencial, o dito processo compreende as etapas de: misturar o poliuretano termoplástico, o retardante de chama e pelo menos uma partícula de carbonato de metal, preferencialmente o carbonato de metal em pó, opcionalmente na presença de pelo menos um aditivo e/ou auxiliar.
A mistura é preferencialmente homogênea.
[0090] A mistura pode ocorrer em qualquer dispositivo de mistura comumente usado para fornecer a mistura, preferencialmente mistura de cisalhamento.
[0091] EM uma realização, o poliuretano termoplástico, preferencialmente a composição é peletizado em grânulos. O TPU é fundido a uma temperatura na faixa de 2 150ºC a < 215ºC. A temperatura específica usada dependerá do poliuretano termoplástico usado.
[0092] Os componentes da composição podem ser pré-misturados antes da adição à extrusora ou podem ser adicionados ou medidos na extrusora em diferentes fluxos e em diferentes zonas da extrusora.
[0093] Processos de produção adequados para o poliuretano termoplástico das realizações da composição são ainda divulgados a título de exemplo na patente EP 0922552 A1, patente DE 10103424 A1 ou documento WO 2006/072461 A1, incorporados no presente pedido como referência. O processo de produção ocorre preferencialmente em um sistema de esteira ou em uma extrusão reativa. Em uma realização, todos os componentes do poliuretano termoplástico são misturados uns com os outros em um processo one-shot. Em outras realizações preferenciais, os componentes individuais são pré-misturados e/ou pré-reagidos, preferencialmente o isocianato e o poliol é pré-misturado em uma primeira etapa para resultar em um pré-polímero, também citado como processo de pré-polímero e o pré-polímero é misturado com os outros componentes. Em outra realização preferencial, o TPU é produzido a partir de componentes estruturais em uma primeira etapa, opcionalmente na presença de um catalisador, auxiliares e/ou um aditivo, em seguida, opcionalmente são incorporados no poliuretano termoplástico. Em uma segunda etapa, o retardante de chama e carbonato de metal em pó são introduzidos no poliuretano termoplástico e homogeneamente dispersos ou misturados. À dispersão ou mistura homogênea é preferencialmente obtida em uma extrusora, preferencialmente em uma extrusora de rosca dupla, preferencialmente que têm múltiplas zonas de calor e/ou múltiplas portas de alimentação.
[0094] O poliuretano termoplástico, respectivamente, a composição é preferencialmente produzida por uma extrusão reativa, um sistema de esteira ou outros aparelhos adequados, preferencialmente sob a forma de grânulos.
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE UM FIO
[0095] Outro aspecto da presente invenção é direcionado a um processo para produzir uma estrutura de fio e/ou cabo que compreende as etapas de extrudar uma camada de isolamento da composição descrita ou da composição obtida de acordo com o processo acima sobre pelo menos um condutor, preferencialmente um condutor de metal para obter uma estrutura de fio e/ou cabo. Esta estrutura tendo preferencialmente uma resistência à propagação de rasgo, de pelo menos 60 kN/m, determinada de acordo com a norma DIN ISO 34-1 B(b).
ARTIGO
[0096] Outro aspecto da presente invenção é a realização 12, um artigo que compreende a composição de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, respectivamente suas realizações preferenciais.
[0097] Em uma realização preferencial, o dito artigo compreende uma peça moldada por injeção, peças que derivam a partir de calandragem, extrusão, sinterização de pó ou moldagem. Preferencialmente, o artigo é um isolante de um fio elétrico e/ou cabo elétrico ou um revestimento de fio elétrico e/ou cabo elétrico.
[0098] Em uma realização preferencial, o artigo é uma estrutura de fio e/ou cabo que compreende: - pelo menos um condutor de metal, e - uma camada de isolamento da composição acima, conforme descrito em uma das realizações.
[0099] A estrutura de fio e/ou cabo atende preferencialmente os requisitos da norma ISO 6722 ou LV112 para 3.000 h a 85ºC e 85% de umidade relativa e 3.000 h a 125ºC.
Uso
[00100] Outro aspecto da presente invenção é a realização 13, o uso da composição conforme descrito em uma das composições das realizações 1 a 10, respectivamente suas realizações preferenciais, ou conforme obtidas de acordo com a realização 11 do processo, respectivamente sua realização preferencial, para a produção de um artigo derivado a partir de calandragem, extrusão, sinterização de pó ou moldagem.
[00101] A composição pode ser utilizada em qualquer aplicação onde o alto desempenho de retardante de chama é desejado. Além disso, visto que a composição, além do retardamento de chama aprimorado, também apresenta propriedades mecânicas aprimoradas como alongamento à ruptura, resistência à abrasão, resistência à propagação de rasgo, juntamente com melhor resistência à hidrólise em uma faixa de dureza Shore, ela pode ser usada para várias outras aplicações.
[00102] Os artigos preferidos são selecionados a partir do grupo dentre filmes, folhas metálicas, fibras, revestimentos, vedações, solas de sapatos, rolos, revestimento em automóveis, mangueiras, coberturas, cabos, perfis, laminados, pisos para edifícios e transportes, tomadas, coxim, selim, pinos de tomada, foles dobráveis, cabos de reboque, módulos solares, palhetas de para-brisa, revestimento de cabo, gaxetas, correias de transmissão, têxteis não tecidos, amortecimento ou elementos de amortecimento.
[00103] Outros artigos preferenciais são para uso em aplicações de automóveis, revestimento para cabo blindado, equipamento de robótica industrial, cabo de revestimento não metálico, cabos de bomba de poço profundo e outros conjuntos condutores múltiplos de bens de consumo.
[00104] Na realização 14, o artigo é um isolante. Em uma realização mais preferencial, o isolante é um isolante térmico e/ou elétrico para condutores elétricos ou é revestimento de condutores elétricos em uma estrutura de fio e/ou cabo.
[00105] A presente invenção é ilustrada em mais detalhes pelas seguintes realizações e combinações das realizações que resultam das correspondentes referências e links de dependência:
1. Uma composição que compreende: (A) pelomenos um poliuretano termoplástico, (B) pelomenos um retardante de chama primário, e (C) pelomenos uma partícula de carbonato de metal, em que pelo menos um poliuretano termoplástico (A) tem uma dureza Shore A de 40 a uma dureza Shore D de 80, determinada de acordo com a norma DIN ISO 7619-1 (3s), e em que pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C) tem uma média de volume de tamanho de partícula Ds5o na faixa de = 1,0 um a € 10,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009;
2. A composição de acordo com a realização 1, caracterizada pela quantidade de pelo menos um poliuretano termoplástico (A) estar na faixa de > 20%, em peso, a < 99%, em peso, com base no peso total da composição;
3. A composição de acordo com a realização 1 ou 2, caracterizada por pelo menos um poliuretano termoplástico (A) compreender: (a) pelomenos um poliol, (b) pelomenos um isocianato, e (c) pelomenos um extensor de cadeia; 4, A composição de acordo com a realização 3, caracterizada por pelo menos um poliol ser selecionado a partir do grupo que consiste em poliéter poliol (a1) e policarbonato poliol (a2);
5. A composição de acordo com a realização 3 ou 4, caracterizada pelo poliéter poliol (a1) ser derivado a partir de compostos selecionado a partir do grupo que consiste em óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno e tetra-hidrofurano;
6. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 3 a 5, caracterizada pelo policarbonato poliol (a2) ser derivado a partir de pelo menos um alcano diol selecionado a partir do grupo que consiste em butanodiol, pentanodiol e hexanodiol;
7. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 3 a 6, caracterizada por pelo menos um isocianato (b) é um diisocianato selecionado a partir do grupo que consiste em 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 2,6-diisocianato de tolileno, 2,2'-diisocianato de diciclohexilmetano, 1,6- diisocianato de hexametileno, 2,4-diisocianato de parafenileno, 2,4-diisocianato de tetrametilenoxileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametilenoy, 1,4- diisocianato de 2-etilbutileno, 1,5-diisocianato de pentametileno, 1,4-diisocianato de butileno e 1-isocianato-3,3,5 trimetil-5 isocianatometilciclohexano;
8. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 3 a 7, caracterizada por pelo menos um isocianato (b) ser difenilmetano 4,4'- diisocianato;
9. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 3 a 8, caracterizada por pelo menos um extensor de cadeia (c) é selecionada a partir do grupo que consiste em água, etilenoglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5 pentanodiol, 1,6-hexanodiol, éter de hidroquinona bis 2-hidroxietila, bis-2(hidroxil etil)-tereftalato, glicerina e trietanolamina;
10. A composição de acordo com uma ou mais das realizações
3 a 9, caracterizada por pelo menos um extensor de cadeia (c) ser 1,4- butanodiol;
11. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 10, caracterizada por pelo menos um retardante de chama primário (B) ser selecionado a partir do grupo que consiste em melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, polifosfato de melamina e derivados de melanina;
12. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 11, caracterizada por pelo menos um retardante de chama primário (B) ser cianureto de melamina;
13. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 12, caracterizada pela quantidade de pelo menos um retardante de chama primário (B) estar na faixa de 2 1%, em peso, a < 80%, em peso, com base no peso total da composição;
14. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 13, que ainda compreende pelo menos um retardante de chama secundário (B1) selecionado a partir do grupo que consiste em derivados de ácido fosfórico, derivados de ácido fosfônico e derivados de ácido fosfínico;
15. A composição de acordo com a realização 14, caracterizada por pelo menos um retardante de chama secundário (B1) ser selecionado a partir do grupo que consiste em resorcinol bis(difenil fosfato) (RDP), bisfenol A bis (difenil fosfato) (BDP) e difenil cresil fosfato (DPC);
16. A composição de acordo com a realização 14 ou 15, caracterizada por pelo menos um retardante de chama secundário (B1) ser esorcinol bis(difenil fosfato) (RDP);
17. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 16, caracterizada pela razão, em peso, entre pelo menos um retardante de chama primário (B) e pelo menos um retardante de chama secundário (B1) estar na faixa de 2 1,0:1,0 a $5,0:1,0;
18. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 17, caracterizada por pelo menos um retardante de chama secundário (B1) estar na faixa de 2 1%, em peso, a < 80%, em peso, com base no peso total da composição;
19. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 18, caracterizada por pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C) ter uma média de volume de tamanho de partícula Dso na faixa de 2 1,0 um a €< 5,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009;
20. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 19, caracterizada por pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C) ser selecionada a partir do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de alumínio, carbonato de zinco e uma mistura dos mesmos;
21. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 20, caracterizada por pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C) ser carbonato de cálcio que tem uma média de volume de tamanho de partícula Dso na faixa de 2 1,0 um a < 5,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009;
22. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 21, caracterizada por pelo menos uma partícula de carbonato de metal estar na faixa de 2 0,1%, em peso, a € 10,0%, em peso, com base no peso total da composição;
23. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 22, que ainda compreende pelo menos um aditivo (D) selecionado a partir do grupo que consiste em antioxidante, estabilizante de luz, absorvedores UV e outros estabilizantes de processo;
24. A composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 23, caracterizada pela quantidade de pelo menos um aditivo (D) estar na faixa de 2 0,1%, em peso, a € 10,0%, em peso, com base no peso total da composição;
25. Processo para a preparar a composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 24, que compreende as etapas de: misturar pelo menos um poliuretano termoplástico (A), pelo menos um retardante de chama primário (B) e pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C), opcionalmente na presença de pelo menos um retardante de chama secundário (B1) e/ou pelo menos um aditivo (D), em que pelo menos um poliuretano termoplástico (A) tem uma dureza Shore A de 40 a uma dureza Shore D de 80, determinada de acordo com a norma DIN ISO 7619-1 (3s) e em que pelo menos uma partícula de carbonato de metal (C) tem uma média de volume de tamanho de partícula Dso na faixa de 2 1,0um a < 10,0 um, determinada por análise por difração a laser de acordo com a norma ISO 13320:2009;
26. Uso da composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 24 ou a composição obtida de acordo com a realização 25, como um isolante térmico e/ou elétrico para condutores elétricos ou como revestimento para condutores elétricos na estrutura de fio e/ou cabo;
27. Um artigo que compreende a composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 24 ou conforme definido na reivindicação 26;
28. Oartigode acordo com a realização 27, que é um isolante de um fio elétrico e/ou cabo elétrico ou um fio elétrico e/ou revestimento de cabo elétrico;
29. "Um processo para produzir uma estrutura de fio e/ou cabo que compreende as etapas de:
(A') extrudar uma camada de isolamento da composição de acordo com uma ou mais das realizações 1 a 24 ou a composição obtida de acordo com a realização 25 sobre pelo menos um condutor de metal para obter uma estrutura de fio e/ou cabo que tem uma dureza Shore variando desde uma dureza Shore A de 40 a uma dureza Shore D de 80, determinada de acordo com a norma DIN ISO 7619-1 (3s) e uma resistência à propagação de rasgo de pelo menos 60 kN/m, determinada de acordo com a norma DIN ISO 34-1 B(b);
30. Uma estrutura de fio e/ou cabo que compreende: (X) pelomenos um condutor de metal, e (Y) umacamada de isolamento da composição de acordo com uma ou mais das realizações | a 24 ou a composição obtida de acordo com a realização 25, em que a estrutura de fio e/ou cabo atende aos requisitos da norma ISO 6722 e LV112 por 3.000 h a 85ºC e 85% de umidade relativa e
3.000 h a 125ºC.
EXEMPLOS E EXEMPLOS COMPARATIVOS ComMPOSTOS TPU Elastollanº 1185A10 obtido junto à BASF Retardante de chama Melapurº MC 15 ED primário obtido junto à BASF Retardante de chama Fyrolflexº RDP secundário obtido junto à Supresta Netherlands B.V. Partícula de carbonato de Calfortº 5 metal obtido junto à S.A. Reverte Productos Minerales Aditivo 1 Irganoxº 1010 obtido junto à BASF
Aditivo 2 Irganoxº 1098 obtido junto à BASF MéTODOS PADRÃO peso molecular numérico médio (Mn) DIN 55672-1 Alongamento na ruptura DIN 53504 Densidade DIN EN ISO 1183-1 Resistência à propagação de rasgo DIN ISO 34-1, B(b) Resistência à abrasão DIN 53516 Dureza Shore DIN ISO 7619-1 (3s) Média de volume de tamanho de partícula 1SO 13320:2009
SÍNTESE
[00106] Cada uma das misturas foi produzida usando cada uma extrusora de rosca dupla ZE 40 da Berstorff que tem um comprimento de peça de processo de 35 D dividido em 10 barris. O retardante de chama (primário e opcionalmente secundário) foi introduzido na zona 5. A peletização foi realizada em um dispositivo comercial de peletização submersa. Os péletes obtidos foram, em seguida, secos em um secador de leito fluidizado em temperaturas na faixa de 60ºC a 100ºC e tempo de permanência de 5 a 10 minutos para teores de água < 0,03% e, subsequentemente, tratados por calor a 80ºC por 15 h. A composição de diferentes exemplos inventivos (1.E.), bem como exemplos comparativos (C.E.) são listadas abaixo na Tabela 1. TABELA 1 | ce1 | ce2 | 1e1 | 162 | 1E3 | Retardante de chama 259 209 259 259 209 primário Retardante de chama 7,59 - 7,59 7,59 - secundário Partícula de carbonato 1,09 2,09 1,09 de metal laditivo2 —- | osg | os5g | o5g | osg | o5g |
PRODUÇÃO DE AMOSTRA DE TESTE E DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
[00107] Foram usados como uma amostra de teste filmes que têm uma espessura de 1,6 mm foram extrudados a partir de péletes usando uma extrusora de rosca única Arenz que tem uma rosca de três zonas com peça de mistura e uma razão de rosca de 1:3 para determinar as propriedades mecânicas. A Tabela 2 abaixo mostra as propriedades mecânicas de inventiva, bem como exemplos comparativos. TABELA 2 ce1 | ce2 | 1eE? | 1e2 | 1e3 | Densidade 1230 1210 1230 1230 1210 (kg/m?) 89 88 | 8 | 8 | es | Resistência à tração 27 43 25 23 42 (MPa) Alongamento na ruptura 530 510 540 560 530 (%) Resistência à propagação 59 60 63 62 61 de rasgo (KkN/m) Resistência à abrasão 31 32 36 38 33 (mm?)
DETERMINAÇÃO DE RESISTÊNCIA À HIDRÓLISE
[00108] A fim de avaliar a resistência à hidrólise, as amostras de teste foram armazenadas a 85ºC e 85% de umidade relativa por 3.000 he as propriedades mecânicas foram posteriormente determinadas. Os resultados estão resumidos na Tabela 3.
TABELA 3 FOOL [Et [Ez [Es] Umidade-calor 85/85/1.000 h Resistência à tração 4 1 1 20 (MPa) Alteração de resistência à tração -85 -52 -52 (%) Alongamento na ruptura 100 570 550 630 (%) Alteração no alongamento na -81 2 19 ruptura
LE. 2 LE. 3 (o) o | Umidade-calor 85/85/3.000 h Resistência à tração 3 7 12 (MPa) Alteração de resistência à tração -74 -78 71 (%) [Alongamento na ruptura 420 580 (%) Alteração no alongamento na -22 -28 ruptura (%)
[00109] Como evidenciado acima, as amostras com a partícula de carbonato de metal, isto é, os exemplos inventivos 1, 2 e 3 apresentam alongamento aprimorado à ruptura em diferentes condições durante o teste de calor e umidade. Na realidade, para C.E. 1 o alongamento à ruptura no teste de calor e umidade, reduzido em 81% de seu valor original de 530% (consulte Tabela 2). Pelo contrário, as amostras da presente invenção, conforme ilustrado por 1.E. 1, 2 e 3, compreendendo a partícula de carbonato de metal exibiu muito menos redução no alongamento à ruptura. Além disso, os exemplos inventivos também apresentam aprimoramento em suas respectivas resistências à tração, ao contrário dos exemplos comparativos, que mostram uma redução drástica.
[00110] A estrutura de fio e/ou cabo feita a partir da composição da presente invenção foi submetida ao teste de enrolamento. Este teste torna possível analisar a resiliência mecânica da camada eletricamente isolante feita a partir da composição da invenção e, assim, sua capacidade de rachar após aplicação de uma modificação de formato. Pelo termo “rachar”, são citadas o desenvolvimento de trincas, mediante o enrolamento do fio. Durante o teste, o fio foi enrolado em torno de seu próprio diâmetro por várias voltas presas uma à outra. Um padrão interno impõe uma resistência do revestimento sobre um mínimo de 3 voltas presas um à outra. O teste foi realizado várias vezes e não mostrou rachaduras.
[00111] Esse aprimoramento nesta propriedade mecânica torna a presente composição da invenção adequada na indústria de automóveis para aplicação na estrutura de fio e/ou cabo.

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES
1. COMPOSIÇÃO, caracterizada por compreender: um poliuretano termoplástico obtido reagindo: a) um poliol, b) um isocianato, c) opcionalmente um extensor de cadeia, um retardante de chama, e carbonato de metal em pó.
2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo metal de carbonato em pó estar presente em uma quantidade entre 0,1%, em peso, a 10,0%, em peso, com base no peso total da composição.
3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo metal de carbonato em pó ser selecionado a partir do grupo que consiste em carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de alumínio, carbonato de zinco e uma mistura dos mesmos.
4, COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo carbonato de metal em pó ser carbonato de cálcio.
5. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo poliol ser poliéter poliol ou policarbonato poliol.
6. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo retardante de chama ser selecionado a partir do grupo que consiste em melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, polifosfato de melamina, derivado de melamina, derivado de ácido fosfórico, derivado de ácido fosfônico, derivado de ácido fosfínico e uma mistura dos mesmos.
7. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo retardante compreender uma mistura de um derivado de ácido fosfórico e cianurato de melamina.
8. COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a
7, caracterizada por ainda compreender pelo menos um aditivo selecionado a partir do grupo que consiste em antioxidante, estabilizante de luz, absorvedores UV e outros estabilizantes.
9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo antioxidante conter um grupo ativo de fórmula geral (Il), x ' (1), em que, XeY, independentemente um do outro, são átomos de hidrogênio ou radicais alquila de cadeia reta, ramificada ou cíclica de 1 a 12 átomos de carbono, e Z é uma ligação covalente através da qual o grupo ativo está ligado à molécula remanescente do antioxidante, e o grupo ativo de fórmula geral (11) é ainda conectado por um resíduo de conexão (Ill), de modo que o antioxidante tenha a seguinte estrutura: (I1)-X-R-[Y-R]n-X-(1]) ou [(II)-X-R-[Y-R]n-Y]m-A em que, X: -O-, -S- ou -NH-, Y: -O- ou -S-, R é alquileno C2 a C12, o radical alguileno sendo de cadeia reta ou ramificada, n é um número inteiro, mé 2,3,4,5,6,7ou8,e
A é uma estrutura de hidrocarboneto contendo de 3 a 20 átomos de carbono.
10. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo antioxidante ser selecionado a partir do grupo que consiste em pentaeritritil tetraquis(3-(3,5-bis(1,1-dimetiletil)-4-hidroxifenil)propionato, (N,N'-hexametilenobis(3,5-di-terc-butil-4-hidróxi-hidrocinamida), polietilenoglico! 3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato-terminado, politetrahidrofurano 3- (3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)oropionato-terminado.
11. PROCESSO PARA PREPARAR A COMPOSIÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por misturar o poliuretano termoplástico, o retardante de chama e o carbonato de metal em pó.
12. ARTIGO, caracterizado por compreender a composição de acordo com uma das reivindicações 1 a 10.
13. USO DA COMPOSIÇÃO de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, ou conforme obtida de acordo com o processo da reivindicação 12, caracterizado por ser para um artigo derivado a partir de extrusão, calandragem ou moldagem.
14. USO DA COMPOSIÇÃO de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo artigo ser um isolante.
ResuMO “COMPOSIÇÃO, PROCESSO PARA PREPARAR A COMPOSIÇÃO, ARTIGO E USO DA COMPOSIÇÃO” A presente invenção refere-se a uma composição retardante de chama, um método para preparar a mesma e um artigo a partir da mesma.
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