BR112021011694A2 - Método de preparação de retardadores de chama contendo fósforo e seu uso em composições de polímero - Google Patents

Método de preparação de retardadores de chama contendo fósforo e seu uso em composições de polímero Download PDF

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Abstract

método de preparação de retardadores de chama contendo fósforo e seu uso em composições de polímero. trata-se de um retardador de chama contendo fósforo que é produzido reagindo-se a uma temperatura de reação uma mistura incluindo um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico em relação ao metal ou composto de metal adequado de um ácido fosfônico ou pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que o ácido fosfônico ou pirofosfônico está em um estado fundido à temperatura de reação. a composição química do produto de retardador de chama resultante leva ao retardamento de chama excelente e exibe alta estabilidade térmica. os retardadores de chama atualmente revelados são úteis, por exemplo, em composições de polímero, particularmente termoplásticos processados a altas temperaturas, em uma ampla faixa de aplicações.

Description

“MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE RETARDADORES DE CHAMA CONTENDO FÓSFORO E SEU USO EM COMPOSIÇÕES DE POLÍMERO”
[0001] Este pedido reivindica o benefício de Pedido Provisório nº US 62/782.948 depositado em 20 de dezembro de 2018 e do Pedido Provisório nº US 62/923.446 depositado em 18 de outubro de 2019, que são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.
[0002] Um retardador de chama contendo fósforo, altamente eficaz, termicamente estável é produzido por um processo que compreende reagir um metal ou composto de metal adequado com um excesso estequiométrico de um ácido fosfônico ou pirofosfônico. A composição química do retardador de chama resultante, em muitas modalidades, produzido como um ou predominantemente um composto, leva a excelente retardamento de chama e exibe alta estabilidade térmica. Os retardadores de chama atualmente revelados são úteis, por exemplo, em composições de polímero, particularmente termoplásticos processados a altas temperaturas, em uma ampla faixa de aplicações.
ANTECEDENTES
[0003] Os sais de ácido fosfônico, isto é, compostos da fórmula diretamente abaixo, são retardadores de chama conhecidos em muitas composições de polímero: em que R é um grupo alquila, arila, alquilarila ou arilalquila opcionalmente substituída, p é tipicamente um número de 1 a 4, M é um metal, e y é tipicamente um número de 1 a 4, de modo que M( +)y seja um cátion de metal em que (+)y representa a carga formalmente atribuída ao cátion.
[0004] Como revelado no documento US 2007/0029532, a decomposição de sais de ácido fosfônico é conhecida a temperaturas encontradas durante o processamento de poliésteres e poliamidas, que danificam os polímeros no processo, por exemplo, temperaturas acima de 260 ou 270 °C.
[0005] A Pat US 5.053.148 revela que espumas resistentes ao calor frágeis podem ser obtidas pelo aquecimento de sais de ácido fosfônico a temperaturas elevadas.
[0006] No Exemplos Comparativos 1 e 2 da Pat. US
9.745.449, composições de poliamida preenchidas de vidro compreendendo 10 a 25 % em peso de sal de alumínio de ácido metilfosfônico foram processadas a temperaturas elevadas. Uma diminuição em torque foi observada durante a formação de composição, consistente com degradação de polímero, produzindo um material de produto final que era friável ao resfriar, empoeirado após a trituração e que não podia ser moldado. A análise do material composto por cromatografia de permeação em gel (GPC) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) forneceu evidência adicional de degradação. A perda de propriedades de polímero desejadas observadas é consistente com a degradação de polímeros sugeridos no documento US 2007/0029532 e a espuma frágil formada na Pat. US 5.053.148.
[0007] Assim, os sais de ácido fosfônico simples não são adequados para uso em muitos polímeros que são processados a, ou substancialmente expostos a, altas temperaturas, como 250 °C, 260 °C, 270 °C ou mais, visto que são submetidos à transformação química a tais temperaturas através de processos que prejudicam o polímero. Isso pode acontecer durante a formação de composição, por exemplo, em uma extrusora, ou enquanto o sal está presente em um polímero em uma aplicação de alta temperatura.
[0008] Por outro lado, a Pat. US 9.745.449 revela que o aquecimento de um sal de ácido fosfônico a temperaturas altas o suficiente geralmente na ausência de outros materiais transforma termicamente o sal em um material diferente, mais termicamente estável, exibindo excelente atividade de retardador de chama quando incorporado em substratos poliméricos. Os materiais termicamente transformados não se degradam a altas temperaturas, nem causam degradação de um polímero, quando processados em composições de polímero a temperaturas elevadas, por exemplo, 240 °C, 250 °C, 260 °C, 270 °C ou mais, que é uma vantagem importante sobre os sais de fosfonato previamente conhecidos, que exibem atividade de retardador de chama, mas frequentemente degradam o polímero durante o processamento. Os materiais termicamente transformados são descritos como compreendendo um ou mais compostos representados pela fórmula empírica (IV): em que R é alquila ou arila, M é um metal, q é um número de 1 a 7, por exemplo, 1, 2 ou 3, r é um número de 0 a 5, por exemplo, 0, 1 ou 2, y é um número de 1 a 7, por exemplo, de 1 a 4, e n é 1 ou 2, visto que 2(q)+r = n(y).
[0009] Desafios, no entanto, são encontrados com o processo e materiais da Pat. US 9.745.449, como a produção de produto geralmente na forma de uma massa sólida que exige trituração, moagem ou tal outro processamento físico antes do uso; formação de misturas de produto contendo compostos termicamente instáveis e solúveis em água; e dificuldade no controle da razão entre fósforo e metal do produto resultante. Além disso, os Exemplos da Pat. US
9.745.449 descrevem a produção de um retardador de chama contendo fósforo em várias etapas em que um sal de metal intermediário de um ácido fosfórico é produzido e o sal seco é, então, aquecido a temperaturas acima de 200 °C.
[0010] A presente revelação aborda os desafios identificados acima, enquanto também produz um retardador de chama contendo fósforo sem exigir a produção ou uso do sal intermediário como descrito na Pat. US 9.745.449.
SUMÁRIO
[0011] De acordo com a presente revelação, um retardador de chama contendo fósforo é produzido por um processo que compreende reagir a uma temperatura de reação uma mistura que compreende um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico em relação ao metal ou composto de metal adequado de um ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que: o metal é capaz de formar um policátion (isto é, um metal representado em sua forma catiônica correspondente pela fórmula M(+)y em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, e y é 2 ou mais), ou o composto de metal adequado é representado pela fórmula Mp(+)yXq em que
M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2 ou mais, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada; a razão molar entre o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado na mistura é maior que 4:1; a temperatura de reação é 105 °C ou mais; e o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído está em um estado fundido à temperatura de reação.
[0012] Também é revelado um processo de produção de um retardador de chama contendo fósforo, que compreende reagir a uma temperatura de reação uma mistura que compreende um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico de um ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que: o metal é capaz de formar um policátion (isto é, um metal representado em sua forma catiônica correspondente pela fórmula M(+)y como acima), ou o composto de metal adequado é representado pela fórmula Mp(+)yXq em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2 ou mais, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada; a razão molar entre o ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado na mistura é maior que 2:1; e o ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído está em um estado fundido à temperatura de reação.
[0013] No processo da presente revelação, o ácido fosfônico ou pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído, usado em um excesso estequiométrico como descrito no presente documento, atua como um reagente e solvente para a reação. Frequentemente, o produto de reação forma como uma pasta fluida à medida que o produto de retardador de chama resultante da presente invenção precipita da mistura de reação. O excesso de ácido fosfônico ou pirofosfônico restante após a reação pode ser removido juntamente com quaisquer subprodutos possíveis por filtração e/ou lavagem, por exemplo, com água. Em muitas modalidades, um material de retardador de chama substancialmente puro é produzido, por exemplo, um retardador de chama que compreende essencialmente um composto único com atividade de retardador de chama ou essencialmente uma mistura de compostos ativos. A conversão com base no metal ou composto de metal é tipicamente alta, e o produto pode ser prontamente isolado e, opcionalmente, adicionalmente purificado se desejado.
[0014] O presente processo supera as dificuldades observadas em processos como encontrado na Pat. US
9.745.449, devido ao fato de que, por exemplo, a produção de compostos termicamente instáveis e solúveis em água é reduzida ou evitada, e o produto de retardador de chama, que cristaliza tipicamente como um pó ou partículas pequenas, pode ser produzido diretamente em uma forma prontamente processável, isto é, sem exigir ou precisar de trituração, granulação ou tal outro processamento físico. Além disso, em muitas modalidades, o material de retardador de chama resultante produzido de acordo com a presente revelação tem uma razão maior entre fósforo e metal que o visto com fosfonatos de metal simples, como adicionalmente explicado no presente documento. As altas razões entre fósforo e metal no retardador de chama produzido leva a maior eficácia e podem, portanto, permitir níveis de carregamento menores quando o material de retardador de chama é composto de termoplásticos.
[0015] As modalidades adicionais da presente revelação incluem, porém sem limitação, um processo para preparar um retardador de chama contendo fósforo, que compreende reagir a uma temperatura de reação um metal ou composto de metal adequado com um excesso molar de um ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que a temperatura de reação é de cerca de 150 °C ou mais, o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído está em um estado fundido à temperatura de reação, e a razão molar entre o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado é maior que 4:1. Em uma modalidade, a temperatura de reação varia de cerca de 150 °C a cerca de 300 °C, como de cerca de 150 °C a cerca de 280 °C, de cerca de 160 °C a cerca de 260 °C, ou de cerca de 160 °C a cerca de 220 °C. Em uma modalidade, a razão molar entre o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado varia de cerca de 5:1 a cerca de 30:1. Em uma modalidade, o composto de metal adequado é um óxido metálico, haleto, alcóxido, hidróxido, carboxilato ou fosfonato. Em uma modalidade, o composto de metal adequado é alumina, tricloreto de alumínio, tri-hidróxido de alumínio, ou isopropóxido de alumínio.
[0016] Outras modalidades incluem, porém sem limitação, um retardador de chama contendo fósforo produzido de acordo com um processo revelado no presente documento; uma composição de polímero de retardador de chama que compreende (i) um polímero e (ii) um retardador de chama contendo fósforo da presente revelação; um processo para aprimorar o retardamento de chama de um polímero incorporando-se no mesmo um retardador de chama da presente revelação; e um processo para incorporar em um polímero uma composição de retardador de chama que compreende um retardador de chama da presente revelação.
[0017] O sumário anterior não se destina a limitar de qualquer maneira o escopo da invenção reivindicada. Além disso, deve ser entendido que tanto a descrição geral anterior quando a descrição detalhada a seguir são exemplificativas e explicativas apenas e não são limitativas da invenção, como reivindicado.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0018] A FIG. 1 mostra o resultado de análise termogravimétrica (TGA) de um material de retardador de chama exemplificativo produzido de acordo com o Exemplo 1 da presente revelação.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0019] Salvo se especificado o contrário, a palavra “um” ou “uma” neste pedido significa “um ou mais que um”.
[0020] O termo “alquila” neste pedido inclui “arilalquila”, salvo se o contexto indique o contrário.
[0021] O termo “arila” neste pedido inclui “alquilarila”, salvo se o contexto indique o contrário.
[0022] O termo “ácido fosfórico” como usado no presente documento se refere a ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído, salvo se o contexto indique o contrário.
[0023] O termo “ácido pirofosfórico” como usado no presente documento se refere a ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído, salvo se o contexto indique o contrário.
[0024] Como usado no presente documento, “excesso estequiométrico” do ácido fosfônico ou pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído em relação ao metal ou composto de metal adequado se refere a uma quantidade do ácido fosfônico ou pirofosfônico que excede aquela estequiometricamente exigida para a reação entre o metal ou composto de metal adequado e o ácido fosfônico ou pirofosfônico. O excesso estequiométrico é tipicamente representado por uma razão molar entre o ácido fosfônico ou pirofosfônico e o metal ou composto de metal adequado na mistura de reação, como descrito no presente documento.
[0025] De acordo com um aspecto da presente revelação, um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico de um ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído são reagidos para formar um retardador de chama contendo fósforo. A temperatura de reação é 105 °C ou mais, o ácido fosfórico está em um estado fundido à temperatura de reação, e a razão molar entre o ácido fosfórico e o metal ou composto de metal adequado na mistura de reação é maior que 4:1. Na reação, o metal é oxidado e pode ser representado em sua forma catiônica correspondente pela fórmula M(+)y em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, e y é 2 ou mais. O composto de metal adequado pode ser representado pela fórmula Mp(+)yXq, em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2 ou mais, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada.
[0026] Em outro aspecto, um metal ou composto de metal adequado, como acima, e um excesso estequiométrico de um ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído são reagidos para formar um retardador de chama contendo fósforo. O ácido pirofosfórico está em um estado fundido à temperatura de reação, e a razão molar entre o ácido pirofosfórico e o metal ou composto de metal adequado na mistura de reação é maior que 2:1.
[0027] Em muitas modalidades, a razão molar entre o ácido fosfórico e o metal ou composto de metal adequado na mistura de reação é 5:1 ou mais, como cerca de 6:1 ou mais, cerca de 8:1 ou mais, ou cerca de 10:1 ou mais. Excessos molares maiores do ácido fosfórico em relação ao metal ou composto de metal adequado podem ser usados na mistura de reação, como cerca de 12:1 ou mais, cerca de 15:1 ou mais, cerca de 20:1 ou mais, cerca de 25:1 ou mais, cerca de 30:1 ou mais, ou qualquer faixa entre as mesmas. Um grande excesso molar do ácido fosfórico em relação ao metal ou composto de metal adequado pode ser usado. Por exemplo, a razão molar pode ser até cerca de 50:1, até cerca de 100:1, até cerca de 300:1, até cerca de 500:1, ou qualquer faixa entre as mesmas. No entanto, como seria entendido, a eficiência do processo pode sofrer em certos excessos molares grandes, por exemplo, precipitação de produto da mistura de reação pode ser impedida. Em muitas modalidades, a razão molar varia de cerca de 8:1, de cerca de 10:1, de cerca de 12:1, ou de cerca de 16:1 a cerca de 100:1 ou a cerca de 50:1, como de cerca de 10:1, de cerca de 15:1, ou de cerca de 20:1 a cerca de 50:1 ou a cerca de 40:1.
[0028] Em muitas modalidades, a razão molar entre o ácido pirofosfórico e o metal ou composto de metal adequado na mistura de reação é 3:1 ou mais, como cerca de 4:1 ou mais, cerca de 6:1 ou mais, ou cerca de 8:1 ou mais. Excessos molares frequentemente maiores do ácido pirofosfórico em relação ao metal ou composto de metal adequado são usados na mistura de reação, como cerca de 10:1 ou mais, cerca de 12:1 ou mais, cerca de 15:1 ou mais, cerca de 18:1 ou mais, cerca de 20:1 ou mais, ou qualquer faixa entre as mesmas. Um grande excesso molar do ácido pirofosfórico em relação ao metal ou composto de metal adequado pode ser usado. Por exemplo, a razão molar pode ser até cerca de 30:1, até cerca de 50:1, até cerca de 100:1, até cerca de 250:1, ou qualquer faixa entre os mesmos. No entanto, como seria entendido, a eficiência do processo pode sofrer em certos excessos molares grandes, por exemplo, precipitação de produto da mistura de reação pode ser impedida. Em muitas modalidades, a razão molar varia de cerca de 4:1, de cerca de 5:1, de cerca de 6:1, ou de cerca de 8:1 a cerca de 50:1 ou a cerca de 25:1, como de cerca de 5:1, de cerca de 8:1, ou de cerca de 10:1 a cerca de 25:1 ou a cerca de 20:1.
[0029] A temperatura de reação para a produção de um retardador de chama contendo fósforo de acordo com a presente revelação deve ser escolhida de modo que o ácido fosfônico ou pirofosfônico esteja em um estado fundido à temperatura de reação. Por exemplo, os ácidos pirofosfóricos e fosfônicos (por exemplo, ácidos fosfônicos ou pirofosfônicos substituídos por alquila) são frequentemente sólidos à temperatura ambiente (por exemplo, ácido metil fosfônico se funde a cerca de 105 °C e o ácido etil fosfônico se fundo a cerca de 62 °C) e, assim, o aquecimento do ácido fosfônico ou pirofosfônico para resultar em um estado físico liquefeito (isto é, estado fundido) é geralmente apropriado para formar uma mistura de reação consistente. Conforme um técnico no assunto apreciará, a temperatura de reação desejada na qual o ácido fosfônico ou pirofosfônico está em um estado fundido pode variar dependendo dos reagentes escolhidos e condições termodinâmicas.
[0030] A temperatura de reação também deveria ser escolhida para facilitar a formação de ligantes de ácido pirofosfônico monoaniônico e/ou dianiônico no produto de reação. Para um ácido fosfórico, uma temperatura de reação de 105 °C ou mais é usada. Sem se ater a uma teoria particular, a temperatura de reação é escolhida para produzir ligantes de ácido pirofosfórico através de reação (ou reações) de desidratação. Em muitas modalidades, o metal ou composto de metal adequado e o ácido fosfórico são reagidos a temperaturas maiores que 105 °C, como cerca de 115 °C ou mais, cerca de 120 °C ou mais, cerca de 130 °C ou mais, cerca de 140 °C ou mais, cerca de 150 °C ou mais, cerca de 160 °C ou mais, cerca de 170 °C ou mais, cerca de 180 °C ou mais, cerca de 200 °C ou mais, cerca de 220 °C ou mais, cerca de 240 °C ou mais, cerca de 260 °C ou mais,
cerca de 280 °C ou mais ou qualquer faixa entre as mesmas. A temperatura de reação pode ser maior que aquela descrita acima, como até cerca de 350 °C, até cerca de 400 °C, ou mais, mas tipicamente não satisfaz ou excede a temperatura de temperatura de ebulição do ácido fosfórico. por exemplo, a temperatura de reação pode variar de cerca de 150 °C a cerca de 300 °C, como de cerca de 150 °C a cerca de 280 °C, de cerca de 160 °C a cerca de 260 °C, ou de cerca de 160 °C a cerca de 240 °C. Em muitas modalidades, a temperatura de reação varia de cerca de 110 °C a cerca de 350 °C, de cerca de 115 °C a cerca de 300 °C, de cerca de 125 °C a cerca de 280 °C, ou de cerca de 140 °C a cerca de 260 °C. Através da reação (ou reações) de desidratação, a água é formada, o que pode potencialmente levar a reação reversa indesejada (hidrólise). Assim, em algumas modalidades, o sistema de reação é projetado para facilitar a remoção, como a remoção contínua, de água da reação. Por exemplo, a temperatura de reação pode ser escolhida acima da temperatura de ebulição da água na proporção necessária para ferver pelo menos uma porção ou quantidade desejada (por exemplo, uma maior parte, substancialmente toda ou toda) da água da reação. Meios adicionais, como um purga de gás, vácuo e/ou outros meios conhecidos, podem ser usados para facilitar a remoção de água do sistema de reação.
[0031] Visto que a desidratação é desnecessária para o ácido pirofosfórico, a temperatura de reação para o ácido pirofosfórico pode ser menor que aquela descrita para o ácido fosfórico. Geralmente, o critério limitativo em relação à escolha de uma temperatura de reação adequada ao empregar um ácido pirofosfórico é a exigência de que o ácido pirofosfórico está em um estado fundido à temperatura de reação.
Frequentemente, o metal ou composto de metal adequado e o ácido pirofosfórico são reagidos a uma temperatura de 20 °C ou mais.
Em muitas modalidades, o metal ou composto de metal adequado e o ácido pirofosfórico são reagidos a temperaturas maiores que 20 °C, como cerca de 40 °C ou mais, cerca de 60 °C ou mais, cerca de 80 °C ou mais, cerca de 100 °C ou mais, cerca de 140 °C ou mais, cerca de 180 °C ou mais, cerca de 200 °C ou mais, ou qualquer faixa entre as mesmas.
A temperatura de reação pode ser maior que aquela descrita acima, como até cerca de 300 °C, até cerca de 400 °C, ou mais, mas tipicamente não satisfaz ou excede a temperatura de ebulição do ácido pirofosfórico.
Em muitas modalidades, a temperatura de reação varia de cerca de 25 °C a cerca de 350 °C, de cerca de 25 °C a cerca de 280 °C, de cerca de 30 °C a cerca de 260 °C, de cerca de 40 °C a cerca de 260 °C, de cerca de 60 °C a cerca de 260 °C, de cerca de 80 °C a cerca de 240 °C, de cerca de 100 °C a cerca de 240 °C, de cerca de 110 °C a cerca de 240 °C, ou de cerca de 120 °C a cerca de 240 °C.
Dependendo, por exemplo, do composto de metal usado para reagir com o ácido pirofosfórico, a água pode ser gerada a partir da reação.
Como descrito acima, em algumas modalidades, o sistema de reação é projetado para facilitar a remoção, como a remoção contínua, de água da reação.
Por exemplo, a temperatura de reação pode ser escolhida acima da temperatura de ebulição da água na proporção necessária para ferver pelo menos uma porção ou quantidade desejada (por exemplo, uma maior parte, substancialmente toda ou toda) da água da reação.
Meios adicionais, como um purga de gás, vácuo e/ou outros meios conhecidos, podem ser usados para facilitar a remoção de água do sistema de reação.
[0032] Frequentemente, à medida que a reação progride, o produto se forma como uma pasta fluida à medida que o produto de retardador de chama resultante precipita da mistura de reação de produto. Assim, a reação é tipicamente executada em um tempo suficiente para alcançar tal precipitação. Em geral, a quantidade de tempo necessária para alcançar pelo menos uma conversão substancial no produto de retardador de chama, com base no metal ou composto de metal adequado, dependerá da temperatura de reação, com temperaturas maiores que resultam geralmente em tempos de reação mais curtos. Em muitas modalidades, o metal ou composto de metal adequado e o ácido fosfônico ou pirofosfônico são aquecidos à temperatura de reação por cerca de 0,1 a cerca de 48 horas, como de cerca de 0.2 a cerca de 36 horas, de cerca de 0,5 a cerca de 30 horas, de cerca de 1 hora a cerca de 24 horas, por exemplo, de cerca de 1 hora a cerca de 12 horas, de cerca de 1 hora a cerca de 8 horas, ou de cerca de 2 horas a cerca de 5 horas, embora outras durações possam ser usadas.
[0033] O metal ou composto de metal adequado e o excesso molar do ácido fosfônico ou pirofosfônico pode ser combinado de qualquer maneira adequada para formar a mistura de reação. Por exemplo, o ácido fosfônico ou pirofosfônico e o metal ou composto de metal podem ser misturados (por exemplo, agitados) em conjunto, como para formar uma mistura de reação homogênea. Em algumas modalidades, o metal ou composto de metal adequado é adicionado ao ácido fosfônico ou pirofosfônico que foi pré-
aquecido à temperatura de reação. Em algumas modalidades, o ácido fosfônico ou pirofosfônico é pré-aquecido e agitado mediante fundição, como sob uma atmosfera de nitrogênio ou pressão/vácuo reduzido. Ainda em modalidades adicionais, o metal ou composto de metal é adicionado tão rapidamente quanto possível sem causar uma grande alteração na temperatura de reação devido à natureza exotérmica da reação. Em algumas modalidades, o ácido fosfônico ou pirofosfônico e o metal ou composto de metal adequado são combinados sem pré-aquecer o ácido fosfórico, ou sem aquecimento suficiente para liquefazer o ácido fosfônico ou pirofosfônico, e os componentes são substancialmente aquecidos à temperatura de reação. Toda a quantidade de metal ou composto de metal adequado ou ácido fosfônico ou pirofosfônico pode ser adicionada à reação de uma vez só ou em porções. Nenhum solvente adicional é necessário, como o ácido fosfônico ou pirofosfônico, usado em um excesso molar, atua como reagente e solvente, mas o solvente adicional pode ser usado se desejado. Em algumas modalidades, o solvente adicional é usado ao empregar razões molares entre ácido fosfônico ou pirofosfônico e o metal ou composto de metal adequado que estão em ou próximo do limite inferior das razões molares reveladas no presente documento.
[0034] Em algumas modalidades, após a conversão desejada, por exemplo, toda ou substancialmente toda a conversão, para o produto de retardador de chama é alcançada, a mistura de reação de produto é resfriada a uma temperatura acima ou não inferior à temperatura de fundição do ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso para manter o ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso em um estado liquefeito.
O ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso pode ser removido por filtração/lavagem e opcionalmente recuperado.
O ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso recuperado pode ser reciclado, por exemplo, de volta para o reator em que um metal ou composto de metal adequado reage com o ácido fosfônico ou pirofosfônico.
Após a conversão para o produto de reação, um solvente, por exemplo, água, um álcool e/ou outro líquido adequado (por exemplo, polar), podem ser opcionalmente adicionados para dissolver ou, de outro modo, auxiliar na remoção do ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso.
O produto de retardador de chama é frequentemente isolado por filtração, opcionalmente seguido de trabalho adicional (por exemplo, lavagem, secagem, peneiramento, etc.). O produto de retardador de chama resultante, que está geralmente na forma de um pó ou partículas pequenas, é prontamente processável, isto é, sem exigir ou necessitar trituração, moagem ou tal outro processamento físico antes do uso.
Deve ser entendido que a produção do material de retardador de chama “diretamente” como um pó ou partículas pequenas de acordo com o processo atualmente revelado permite o trabalho do produto de reação, como isolamento do produto de retardador de chama (por exemplo, separação do produto de retardador de chama do ácido fosfônico ou pirofosfônico em excesso ou solvente restante), que pode incluir, por exemplo, o processamento do produto de reação por filtragem, peneiramento, lavagem, secagem e similares.
Após a reação, a mistura de reação de produto resultante, frequentemente uma pasta fluida, pode ser resfriada até ou logo acima da temperatura de fundição do ácido fosfórico em excesso e a pasta fluida pode ser combinada com água. A mistura de água/pasta fluida pode ser agitada conforme necessário para romper quaisquer aglomerados grandes que possam ter sido formados. O produto sólido pode ser isolado por filtração, opcionalmente lavado com água e seco, para produzir o produto na forma de um pó ou partículas pequenas. Em alguns casos, o produto pode ser peneirado para refinar o tamanho de partícula.
[0035] O processo da presente revelação produz um retardador de chama que compreende um ou mais metais e um ou mais ligantes de ácido pirofosfórico mono e/ou bidentados. Em algumas modalidades, os compostos que compreendem adicionalmente ligantes de fosfonato podem ser produzidos, mas em todas as modalidades, os compostos que compreendem um ligante monoaniônico de ácido pirofosfórico e/ou um ligante dianiônico de ácido pirofosfórico são obtidos.
[0036] O processo pode produzir misturas de compostos de retardador de chama, mas, em muitas modalidades, o processo produz um material de retardador de chama como um ou predominantemente um, composto, com alta conversão com base no metal ou composto de metal, como pelo menos 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 % ou mais de conversão, ou qualquer faixa entre as mesmas, como oposto às misturas dos compostos que são obtidos com os processos da técnica anterior que envolvem o tratamento de calor dos sais de fosfonato de metal. Em uma modalidade geral, em que os ligantes de fosfonato podem estar presentes no produto de retardador de chama, a reação procede geralmente como mostrado:
em que M é um cátion de metal e (+)y representa a carga do cátion, por exemplo, M é um metal di, tri, tetra, pentacatiônico; X é um ligante aniônico ou ligantes fixados ao metal e a estequiometria de M e X (isto é, p e q) fornece um composto balanceado carregado; R é H, uma alquila, arila, alquilarila ou arilalquila; a, b, c e d representam a razão entre os componentes aos quais correspondem em relação a um outro no produto de reação, e y, a, b, c e d são valores que fornecem um produto balanceado carregado, com a condição de que y é 2 ou mais e apenas um dentre a ou c pode ser 0 (frequentemente, c não é zero). Em algumas modalidades, o ligante de ácido fosfórico acima com o coeficiente d, quando presente, pode estar presente como um diânion. Em muitas modalidades, d é 0.
[0037] Em um aspecto adicional, um produto de retardador de chama produzido de acordo com a presente revelação, tipicamente na forma de um pó ou partículas pequenas, compreende um composto ou mistura de diferentes compostos de fórmula empírica (II) em que R é H, um grupo alquila, arila, alquilarila ou arilalquila, a, b, c e d representam a razão entre os componentes aos quais correspondem em relação a um outro no composto, e a é geralmente um número de 0 a 8, por exemplo, de 0 a 6, de 0 a 4, ou de 0 a 2, c é geralmente um número de 0 a 10, por exemplo, de 0 a 8, de 0 a 6, de 0 a 4 ou de 0 a 2, d é geralmente um número de 0 a 6, por exemplo, 0 a 4 ou 0 a 2, M é um metal, y é um número de 2 a 5, como 2, 3 ou 4, frequentemente 2 ou 3, e M(+)y é um cátion de metal em que (+)y representa a carga formalmente atribuída ao cátion. Os valores de a, b, c, d e y podem variar, mas irão satisfazer a equação de balanceamento de carga 2(a)+c+d=b(y), e apenas um dentre a ou c pode ser 0. Em muitas modalidades, c não é zero. Em casos em que um ligante de ácido fosfórico dianiônico está presente no composto, a equação de balanceamento de carga se torna 2(a)+c+d+2(d)=b(y). O valor para b é limitado apenas no fato de que pode satisfazer as equações anteriores, mas, em muitas modalidades, b é um número de 1 a 4, por exemplo, 1 ou 2. Em algumas modalidades, a é 0, 1, ou 2 (por exemplo, 0 ou 1), c é 1 ou 2, e d é 0, 1 ou 2 (por exemplo, 0 ou 1), e o produto é balanceado com carga.
[0038] Em muitas modalidades, d é 0, como em: em que R, M, y, a, b e c são como descrito acima e o equação de balanceamento de carga de produto se torna 2(a)+c=b(y).
[0039] Frequentemente, c nas fórmulas (II) e (III) acima não é zero (por exemplo, c é de 1 a 10, de 1 a 8, de 1 a 6, de 1 a 4 ou 1 ou 2).
[0040] De acordo com o processo atualmente revelado, revelou-se surpreendentemente em muitas modalidades, como ao empregar metais dicatiônicos ou tricatiônicos, que um composto de retardador de chama é produzido onde c nas fórmulas acima não é zero e o produto tem uma razão mais favorável entre átomos de fósforo e átomos de metal (isto é, P e M) para fornecer retardamento de chama como comparado a retardadores de chama contendo fósforo descritos na técnica. Por exemplo, metais tricatiônicos (por exemplo, alumínio) e metais dicatiônicos (por exemplo, zinco) são conhecidos para formar compostos balanceados de carga trissubstituída e dissubstituída, respectivamente. Como visto na técnica, a razão entre sais de tris-fosfonato de alumínio que têm um fósforo e alumínio de 3:1 e razão entre sais de difosfonato de zinco que têm um fósforo e zinco de 2:1 são conhecidas como retardadores de chama. No entanto, de acordo com a formação de ligante de ácido pirofosfórico da presente revelação, e particularmente onde c nas fórmulas acima não é zero, a razão entre fósforo e metal no produto de retardador de chama é maior. Por exemplo, como demonstrado nos Exemplos revelados no presente documento, ao empregar o processo da presente revelação, a razão entre fósforo e alumínio, ou a razão entre fósforo e ferro, no produto de retardador de chama resultante era 4:1. Tal razão maior entre fósforo e metal leva à maior eficácia e pode permitir carregamentos reduzidos quando composto de polímeros termoplásticos.
[0041] Em certas modalidades específicas, y na fórmula (III) é 2 (isto é, M(+)y é um metal dicatiônico, como descrito no presente documento), a é 0, b é 1, e c é 2. Em certas modalidades, o metal dicatiônico M é Mg, Ca ou Zn. Em outras modalidades, y na fórmula (III) é 3 (isto é, M(+)y é um metal tricatiônico, como descrito no presente documento), a é 1, b é 1, e c é 1. Em certas modalidades, o metal tricatiônico M é escolhido a partir de Al, Ga, Sb, Fe, Co, B e Bi. Em certas modalidades, o metal tricatiônico M é Al, Fe, Ga, Sb ou B.
[0042] Como é comum com compostos de coordenação inorgânicos, o produto de reação na reação descrita acima e os compostos das fórmulas empíricas (II) e (III) são idealizados de modo que o produto de reação ou os compostos possam incluir polímeros de coordenação, sais complexos, sais em que certas valências atômicas são compartilhadas, etc.
[0043] Por exemplo, em muitas modalidades, a fórmula empírica (II) ou (III) representa uma unidade de monômero (isto é, entidade de coordenação) de um polímero de coordenação, a estrutura de polímero de coordenação estendida formando, através disso, o composto de retardador de chama da presente revelação.
[0044] Em um exemplo, onde M é Al e y é 3, um composto da fórmula empírica (III) é produzido de acordo com a seguinte fórmula empírica (IIIa):
[0045] Como mostrado no presente documento, a ausência dos índices a, b e c nas fórmulas empíricas indica que os índices são, cada um, 1, significando uma razão 1:1:1 dos componentes (que, no caso da fórmula empírica (IIIa), uma razão 1:1:1 de ligante de ácido pirofosfônico dianiônico, átomo de metal e ligantes de ácido pirofosfônico monoaniônico). Nesse exemplo, a fórmula empírica (IIIa) representa uma unidade de monômero de repetição (isto é, entidade de coordenação) de um polímero de coordenação, a estrutura de polímero de coordenação estendida formando, através disso, o composto de retardador de chama da presente revelação.
[0046] Frequentemente, um composto da fórmula empírica (II) ou (III), que, em muitas modalidades, é um polímero de coordenação estendido como descrito no presente documento, constitui todo, substancialmente todo ou pelo menos uma maior parte do produto de retardador de chama, como pelo menos 75 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 % ou mais, ou qualquer faixa entre os mesmos, em peso do produto de retardador de chama.
[0047] Um composto da fórmula empírica (II) ou (III) (por exemplo, (IIIa)) pode ser produzido com alta conversão com base no metal ou composto de metal, como pelo menos 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 % ou mais de conversão, por exemplo, pelo menos 70 a 95 % de conversão. Em certas modalidades, M é alumínio (isto é, o produto de reação é produzido usando o alumínio ou um ou mais compostos de alumínio, como aqueles descritos no presente documento) ou ferro (isto é, o produto de reação é produzido usando ferro ou um ou mais compostos de ferro, como aqueles descritos no presente documento).
[0048] O ácido fosfórico usado no presente processo pode ser representado pela fórmula (I) em que R é H, alquila, arila, alquilarila ou arilalquila. Em muitas modalidades, R é H, C1-12 alquila, C6- 10 arila, C7-18 alquilarila ou C7-18 arilalquila, em que a dita alquila, arila, alquilarila ou arilalquila são não substituídas ou são substituídas por halogênio, hidroxila, amino, C1-4 alquilamino, di-C1-4 alquilamino, C1-4 alcóxi, carbóxi ou C2-5 alcoxicarbonila. Em algumas modalidades, a dita alquila, arila, alquilarila ou arilalquila é C1-12 alquila, C6 arila, C7-10 alquilarila ou C7-10 arilalquila não substituída, por exemplo, C1-6 alquila, fenila ou C7-9 alquilarila. Em algumas modalidades, R é C1-6 alquila, C6 arila, C7-10 alquilarila ou C7-12 arilalquila substituída ou não substituída, por exemplo, C1-4 alquila, C6 arila, C7-9 alquilarila ou C7-10 arilalquila. Em muitas modalidades, R é alquila não substituída, por exemplo, C1-6 alquila. Em muitas modalidades, os ácidos alquil fosfônicos inferiores são usados, por exemplo, metil-, etil-, propil-, isopropil- , butil-, t-butil- e similares.
[0049] R como alquila pode ser um grupo alquila de cadeia ramificada ou linear que tem o número específico de carbonos e inclui, por exemplo, alquilas não ramificadas, como metila, etila, propila, butila, pentila, hexila, heptila, octila, nonila, decila, undecila, dodecila e alquila ramificada, como isopropila, isobutila, sec-butila, t-butila, etila, hexila, t-octila e similares. Por exemplo, R como alquila pode ser escolhido a partir de metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila e t-butila. Em muitas modalidades, R é metila, etila, propila ou isopropila, por exemplo metila ou etila.
[0050] Frequentemente, quando R é arila, o mesmo é fenila. Exemplos de R como alquilarila incluem fenila substituída por um ou mais grupos alquila, por exemplo, grupos selecionados a partir de metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, t-butila e similares. Exemplos de R como arilalquila, incluem, por exemplo, benzila, fenetila, estirila, cumila, fenpropila e similares.
[0051] Em muitas modalidades, R é escolhido a partir de metila, etila, propila, isopropila, butila, fenila e benzila.
[0052] O ácido pirofosfórico usado no presente processo pode ser representado pela fórmula (Ia): em que R é o mesmo como revelado acima para a fórmula
(I).
[0053] O esquema de reação geral com um ácido pirofosfórico e um composto de metal adequado pode ser representado como: em que R, M, X, p, q, y, a, b e c são como descrito no presente documento.
[0054] O processo da presente revelação pode empregar mais de um ácido fosfórico, mais de um ácido pirofosfórico, ou uma combinação de ácidos pirofosfóricos e fosfônicos, contanto que a mistura de ácidos fosfônicos e/ou ácidos pirofosfóricos esteja em um estado fundido à temperatura de reação. Em algumas modalidades, o ácido fosfórico ou ácido pirofosfórico é gerado in situ. Por exemplo, o ácido fosfônico ou pirofosfônico pode ser preparado, como pela hidrólise de materiais de partida de fosfônico de oligômero superior e/ou anidrido de ácido fosfônico cíclico.
[0055] Como usado no presente documento, “composto de metal adequado” e similares se refere a um composto da fórmula Mp(+)yXq, em que M é um metal capaz de formar um policátion, por exemplo, um metal que forma um cátion de 2+, 3+, 4+ ou 5+, tipicamente 2+, 3+ ou 4+, e X é qualquer ânion que fornece um composto balanceado carregado com metal M. Exemplos adequados para X incluem, porém sem limitação, ânions que, em conjunto com o metal M, formam óxidos, haletos, alcóxidos, hidróxidos, carbonatos,
carboxilatos e fosfonatos. Os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada, por exemplo, alumina, AI2O3. Em algumas modalidades, um metal não substituído, M, é usado como descrito no presente documento. Exemplos de metais adequados (M) incluem, porém sem limitação, Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, Ge, B, Al, Si, Ti, Cu, Fe, Co, Ga, Bi, Mn, Sn ou Sb. Em algumas modalidades, M é escolhido a partir de Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, Ga, B, Al, Si, Ti, Cu, Fe, Sn ou Sb. Em algumas modalidades, M é escolhido a partir de Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, B, Al, Si, Ti, Fe, Sn ou Sb, por exemplo, M pode ser Mg, Zn, Ca, Fe ou Al.
[0056] Os compostos de metal adequados incluem, porém sem limitação, os compostos que têm uma ligação de metal- oxigênio, ligação metal-hidrogênio, ligação metal- halogênio, ligação metal-hidrogênio, ligação metal-fósforo, ligação metal-enxofre, ligação metal-boro, etc., por exemplo, óxidos, haletos, alcóxidos, hidróxidos, carboxilatos, carbonatos, fosfonatos, fosfinatos, fosfonitas, fosfatos, fosfitas, nitratos, nitritos, boratos, hidretos, sulfonatos, sulfatos, sulfetos, etc., de Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, Ge, B, Al, Si, Ti, Cu, Fe, Co, Ga, Bi, Mn, Sn ou Sb, por exemplo, óxidos, hidróxidos, haletos ou alcóxidos de Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, Ga, B, Al, Si, Ti, Cu, Fe, Sn ou Sb; Como, óxidos, hidróxidos, haletos ou alcóxidos de Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, B, Al, Si, Ti, Fe, Sn ou Sb, por exemplo, óxidos, hidróxidos, haletos ou alcóxidos de Mg, Zn, Ca, Fe ou Al.
[0057] Em algumas modalidades, o metal, M, do metal ou composto de metal adequado é alumínio ou ferro. Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é escolhido a partir de haletos, óxidos, hidróxidos, alcóxidos, carbonatos, carboxilatos e fosfonatos de alumínio. Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é escolhido a partir de haletos, óxidos, hidróxidos e alcóxidos de alumínio. Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é escolhido a partir de alumina, tricloreto de alumínio, tri-hidróxido de alumínio, isopropóxido de alumínio, carbonato de alumínio e acetato de alumínio. Em outras modalidades, o composto de metal adequado é escolhido a partir de haletos, óxidos, alcóxidos, carbonatos e acetatos de ferro. Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é escolhido a partir de óxido de ferro(III), cloreto de ferro(III), isopropóxido de ferro(III) e acetato de ferro(III).
[0058] Em certas modalidades, R é metila, etila, propila, isopropila ou butila e M é Al, Fe, Zn ou Ca. Em modalidades adicionais, X é um oxigênio, hidróxi, alcóxi ou halogênio.
[0059] A reação como descrito no presente documento pode, mas não necessariamente, ser executada sob pressão ou vácuo reduzido.
[0060] A mistura de reação de produto formada a partir da reação descrita no presente documento, apresentando frequentemente como uma pasta fluida, pode ser combinada com um líquido (por exemplo, água) e agitada como desejado para romper aglomerados que possam ter sido formados. O produto sólido pode ser isolado por filtração, opcionalmente lavado e seco, para produzir o produto na forma de um pó ou partículas pequenas. Em alguns casos, o produto pode ser peneirado para refinar o tamanho de partícula.
[0061] A reação como descrito no presente documento pode ser opcionalmente facilitada com um material de semeadura. Por exemplo, o uso de um material de semeadura pode reduzir o tempo para alcançar a conversão para o produto de retardador de chama e pode levar à consistência aumentada nas características físicas do produto. Frequentemente, o material de semeadura é adicionado à mistura de reação mediante ou após o aquecimento à temperatura de reação. Em algumas modalidades, o material de semeadura compreende um material de retardador de chama produzido de acordo com o processo da presente revelação, como um composto de retardador de chama da fórmula empírica (II), (III) ou (IIIa), como descrito no presente documento. O material de semeadura pode ser selecionado ou refinado para ter um tamanho de partícula desejado.
[0062] Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é alumina, e o material de retardador de chama é produzido como a seguir:
[0063] Em um exemplo, um ácido fosfórico, como um ácido C1-C12 alquil fosfórico (por exemplo, ácido metil, etil, propil, isopropil, butil ou t-butil fosfórico) é aquecido a ou acima de seu ponto de fundição, 105 °C, como a 115 °C, 125 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C, 180 °C, 200 °C, 220 °C, ou 240 °C ou mais, com agitação (por exemplo, sob nitogênio)
mediante fundição.
Um óxido, hidróxido, haleto, alcóxido, carbonato ou carboxilato de Al, como alumina, tricloreto de alumínio, tri-hidróxido de alumínio, isopropóxido de alumínio, carbonato de alumínio ou acetato de alumínio, é adicionado com agitação em um excesso estequiométrico do ácido fosfórico, como em uma razão molar entre ácido fosfórico e o composto de metal como descrito no presente documento, por exemplo, 5:1 ou mais, 10:1 ou mais ou 15:1 ou mais.
Tipicamente, uma pasta fluida se forma à medida que a reação procede, e o produto de retardador de chama sólido pode ser isolado, como por filtração, lavagem, etc. para produzir o produto na forma de um pó ou partículas pequenas.
O trabalho adicional na mistura de reação de produto pode ser realizado antes do isolamento do produto sólido, como resfriamento da mistura de reação de produto acima ou não inferior ao ponto de fundição do ácido fosfórico em excesso e combinação com um líquido, por exemplo, água e opcionalmente agitado como descrito acima.
O produto de retardador de chama sólido pode ser isolado por filtração, opcionalmente lavado com solvente adicional e seco, para produzir o produto na forma de um pó ou partículas pequenas.
O produto de retardador de chama contém fósforo e alumínio em uma razão 4:1 de acordo com a seguinte fórmula empírica:
Em um exemplo adicional, o exemplo descrito diretamente acima é realizado com ferro ou um composto de ferro adequado, como haletos, óxidos, alcóxidos, carbonatos, ou acetatos de ferro, por exemplo, óxido de ferro(III), cloreto de ferro(III), isopropóxido de ferro(III) ou acetato de ferro(III). O produto de retardador de chama contém fósforo e ferro em uma razão 4:1 de acordo com a seguinte fórmula empírica:
[0064] Frequentemente, o composto das fórmulas empíricas acima (que, em muitas modalidades, é um polímero de coordenação estendido como descrito no presente documento) constitui todo, substancialmente todo ou pelo menos uma maior parte do produto de retardador de chama, como pelo menos 75 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 % ou mais, ou qualquer faixa entre os mesmos, em peso do produto de retardador de chama.
[0065] Em algumas modalidades, o composto de metal adequado é um sal de fosfonato de metal. O metal no sal de fosfonato de metal pode ser um metal, M, como descrito no presente documento. O composto de metal adequado pode ser um sal de fosfonato de metal da seguinte fórmula: em que R e M são como descrito acima, p é um número de 2 a 5, por exemplo, 2, 3 ou 4, e y é um número de 2 a 5,
por exemplo, 2, 3 ou 4, de modo que M(+)y seja um cátion de metal em que (+)y representa a carga formalmente atribuída ao cátion. Tipicamente, o sal de fosfonato de metal é balanceado em carga (isto é, p=y). O sal de fosfonato de metal pode ser preparado de acordo com os métodos conhecidos na técnica.
[0066] Em algumas modalidades, o sal de fosfonato de metal é preparado a partir da reação de um composto de metal inicial e um ácido fosfórico com um solvente (por exemplo, água) para o ácido fosfórico. O composto de metal inicial pode ser um composto de acordo com o composto de metal adequado descrito no presente documento. Em algumas modalidades, o composto de metal inicial e o ácido fosfórico são reagidos a uma temperatura à ou em torno da temperatura ambiente ou a uma temperatura que varia de cerca de 0 a cerca de 20 °C. O sal de fosfonato de metal resultante pode, então, ser usado como o composto de metal adequado de acordo com o processo inventivo no presente documento.
[0067] Por exemplo, um ácido fosfórico, como um ácido alquil fosfórico, por exemplo, ácido metil, etil, propil, isopropil, butil ou t-butil fosfórico, e um solvente (por exemplo, água) pode ser agitado para formar uma solução homogênea. Qualquer razão covalente entre água e ácido fosfórico pode ser usada, por exemplo, 10:1 a 1:10 em peso, mais tipicamente, 5:1 a 1:5, e resultados satisfatórios foram alcançados usando misturas de 2:1 a 1:2. A solução pode ser resfriada até, por exemplo, na faixa de cerca de 0 a cerca de 20 °C, e um composto de metal inicial, como um óxido metálico, haleto, alcóxido ou hidróxido, é adicionado para reagir com o ácido fosfórico. Um sal de fosfonato de metal é formado, que é, então, usado como o composto de metal adequado de acordo com o processo atualmente revelado. Por exemplo, em um reator separado, um excesso molar de ácido fosfórico como descrito no presente documento (como em uma razão molar 5:1 entre ácido fosfórico em relação ao sal de fosfonato de metal) é pré- aquecido a um estado fundido e é reagido com o sal de fosfonato de metal para formar o produto de retardador de chama. Em modalidades que envolvem um sal de fosfonato de alumínio como o composto de metal adequado, o produto de retardador de chama contém fósforo e alumínio em uma razão 4:1 entre fósforo e alumínio de acordo com a seguinte fórmula empírica: Frequentemente, o composto da fórmula empírica (que, em muitas modalidades, é um polímero de coordenação estendido como descrito no presente documento) constitui todo, substancialmente todo ou pelo menos uma maior parte do produto de retardador de chama, como pelo menos 75 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 %, ou mais, ou qualquer faixa entre os mesmos, em peso do produto de retardador de chama.
[0068] O retardador de chama da invenção pode ser usado com uma variedade de outros retardadores de chama e/ou agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama como conhecidos na técnica. Por exemplo, o retardador de chama da invenção pode ser formulado com um ou mais materiais selecionados a partir de: negro de fumo, grafite, nanotubos de carbono, siloxanos, polissiloxanos; éter de polifenileno (PPE), óxidos de fosfina e óxidos de polifosfina, por exemplo, óxidos de fosfina benzílicos, óxidos de fosfina polibenzílicos e similares; melamina, derivados de melamina e produtos de condensação de melamina, sais de melamina como, porém sem limitação, cianurato de melamina, borato de melamina, fosfatos de melamina, fosfatos metálicos de melamina, melam, melem, melon e similares; compostos inorgânicos incluindo argilas, sais de metal, como hidróxidos, óxidos, hidratos de óxido, boratos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, fosfitas, hipofosfitas, silicatos, sais de metal misturados, etc., por exemplo, talco e outros silicatos de magnésio, silicatos de cálcio, aluminossilicato, aluminossilicato como tubos ocos (DRAGONITE), carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, sulfato de bário, sulfato de cálcio, HALLOYSITA ou fosfato de boro, molibdato de cálcio, vermiculita esfoliada, estanato de zinco, hidroxistanato de zinco, sulfeto de zinco e borato de zinco, molibdato de zinco (ou complexos dos mesmos, por exemplo, Kemgard 911B), complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio (por exemplo, Kemgard MZM), complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio (Kemgard 911C), complexo de molibdato de cálcio/zinco (por exemplo, Kemgard 911 A), fosfato de zinco (ou complexos dos mesmos, por exemplo, Kemgard 981), óxido ou hidróxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido ou hidróxido de alumínio (Boemita), tri-hidrato de alumínio,
sílica, óxido de estanho, óxido de antimônio (III e V) e hidrato de óxido, óxido de titânio e óxido de zinco ou hidrato de óxido, óxido de zircônio e/ou hidróxido de zircônio e similares.
[0069] Salvo se especificado o contrário, no contexto do presente pedido, o termo "fosfato" quando usado como um componente em um "sal de fosfato", como em fosfato de metal, fosfato de melamina, fosfato de melamina de metal, etc., se refere a um fosfato, fosfato de hidrogênio, fosfato de di-hidrogênio, pirofosfato, polifosfato ou um ânion ou poliânion de produtos de condensação de ácido fosfórico.
[0070] Da mesma forma, salvo se especificado o contrário, no contexto do presente pedido, o termo "fosfita" quando usado como um componente em um "sal de fosfita", como em fosfita metálica, etc., se refere a uma fosfita ou fosfita de hidrogênio.
[0071] O retardador de chama da invenção também pode ser formulado com outros retardadores de chama, como retardadores de chama halogenados, retardadores de chama de óxido de alquil ou aril fosfina, retardadores de chama de fosfato de alquila ou arila, fosfonatos de alquila ou arila, fosfinatos de alquila ou arila e sais de ácido alquil ou aril fosfínico. Em algumas modalidades, o retardador de chama compreende uma mistura do retardador de chama de acordo com a presente revelação e um sal fosfínico da seguinte fórmula (por exemplo, um tris(dialquilfosfinato) de alumínio,
R1 e R2, cada um, independentemente podem ser um grupo de acordo com R como descrito no presente documento, M é um metal como descrito no presente documento (por exemplo, Al ou Ca), e n é um número de 2 a 7, por exemplo, de 2 a 4, frequentemente 2 ou 3.
[0072] Em muitas modalidades, uma composição de polímero de retardador de chama de acordo com a presente revelação compreende (i) um polímero, (ii) um material de retardador de chama da presente revelação, e (iii) um ou mais retardadores de chama adicionais e/ou um ou mais agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama.
[0073] Por exemplo, em algumas modalidades, a composição de polímero de retardador de chama compreende um ou mais retardadores de chama adicionais, por exemplo, retardadores de chama halogenados, retardadores de chama de óxido de fosfina, fosfonatos de alquila ou arila ou sais de fosfinatos de alquila ou arila, por exemplo, um tris(dialquilfosfinato) de alumínio, como tris(dietilfosfinato) de alumínio.
[0074] Em algumas modalidades, a composição de polímero de retardador de chama compreende um ou mais agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama, por exemplo, melamina, derivados de melamina e produtos de condensação de melamina (por exemplo, melam, melem, melon), sais de melamina, óxidos de fosfina e óxidos de polifosfina, sais de metal, como hidróxidos, óxidos,
hidratos de óxido, boratos, fosfatos, fosfonatos, fosfitas, silicatos e similares, por exemplo, fosfito de hidrogênio e alumínio, melem ou um fosfato de melamina de metal, por exemplo, um fosfato de melamina de metal em que o metal compreende alumínio, magnésio ou zinco. Em modalidades particulares, o um ou mais retardadores de chama adicional, agente sinérgico ou adjuvante de retardador de chama compreende um tris(dialquilfosfinato) de alumínio, fosfito de hidrogênio e alumínio, poliaril éter substituído por óxido de metileno-difenilafosfina, xililenobis(óxido de difenilafosfina), 4,4’-bis(difenilafosfinilmetil)-1,1’- bifenila, bis-1,2-bis-(9,10-di-hidro-9-oxi-10- fosfafenantreno-10-óxido)etano de etileno, melem, melam, melon ou pirofosfato de dimelamina e zinco.
[0075] Certas modalidades fornecem uma composição de polímero livre de halogênio. Em tais modalidades, agentes sinérgicos ou retardadores de chama que contêm halogênio seriam excluídos assim que possível.
[0076] O material de retardador de chama da presente revelação pode ser combinado com um retardador de chama adicional, agente sinérgico ou adjuvante em uma faixa de 100:1 a 1:100 em peso do retardador de chama inventivo para o peso total de retardador de chama adicional, agente sinérgico e/ou adjuvante. Em algumas modalidades, o material de retardador de chama da presente revelação está presente em uma faixa de 10:1 a 1:10 em peso do retardador de chama inventivo para o peso total de retardador de chama adicional, agente sinérgico e/ou adjuvante, por exemplo, razões de peso que variam de 7:1 a 1:7, 6:1 a 1:6, 4:1 a 1:4, 3:1 a 1:3 e 2:1 a 1:2. O retardador de chama inventivo é frequentemente o componente em maior parte em tal combinação, por exemplo, uma razão 10:1 a 1.2:1 ou uma razão 7:1 a 2:1 em peso do material de retardador de chama inventivo para o peso total de retardador de chama adicional, agente sinérgico e/ou adjuvante, mas o material inventivo também pode ser o componente em menor parte da mistura, por exemplo, uma razão 1:10 a 1:1,2 ou uma razão 1:7 a 1:2.
[0077] O retardador de chama termicamente estável da invenção pode ser composto de polímeros termoplásticos a altas temperaturas, como poliamidas de alta temperatura e ésteres de politereftalato, sem decompor ou impactar negativamente as propriedades físicas do polímero, e a atividade de retardador de chama é excelente. O retardador de chama da invenção pode ser usado em outros polímeros, com outros agentes sinérgicos e com aditivos de polímero convencionais.
[0078] O polímero da composição de retardador de chama da presente invenção pode ser qualquer polímero conhecido na técnica, como homopolímeros e copolímeros de poliolefina, borrachas, poliésteres incluindo tereftalatos de polialquileno, resinas epóxi, poliuretanos, polissulfonas, poli-imidas, éteres polifenileno, polímeros e copolímeros estirênicos, policarbonatos, polímeros acrílicos, poliamidas, poliacetais e polímeros biodegradáveis. Misturas de diferentes polímeros, como misturas de éter de polifenileno/resina estirênica, cloreto de polivinila/acrilonitrila butadieno estireno (ABS) ou outros polímeros modificados por impacto, como metacrilonitrila e α-metilestireno contendo ABS, e poliéster/ABS ou policarbonato/ABS e poliéster ou poliestireno mais algum outro modificador de impacto também podem ser usados. Tais polímeros são comercialmente disponíveis ou feitos por meios bem conhecidos na técnica.
[0079] O retardador de chama da invenção é particularmente útil em polímeros termoplásticos que são processados e/ou usados a altas temperaturas, por exemplo, polímeros estirênicos incluindo poliestireno de alto impacto (HIPS), poliolefinas, poliésteres, policarbonatos, poliamidas, poliuretanos, éteres de polifenileno e similares.
[0080] Por exemplo, o polímero pode ser uma resina da série de poliéster, uma resina estirênica, uma resina da série de poliamida, uma resina da série de policarbonato, uma resina da série de óxido de polifenileno, uma resina da série de vinila, uma resina olefínica, uma resina acrílica, resina epóxi ou um poliuretano. O polímero pode ser um termoplástico ou uma resina termoendurecível e pode ser reforçado, por exemplo, reforçado com vidro. Em algumas modalidades, o polímero é um poliuretano termoplástico. Em algumas modalidades, o polímero é uma resina epóxi termoendurecível. Mais de uma resina de polímero pode estar presente. Em modalidades particulares, o polímero é um polímero de engenharia, por exemplo, um polímero termoplástico ou termoplástico reforçado, por exemplo, polímero termoplástico reforçado com vidro, como um poliéster opcionalmente preenchido com vidro, resina epóxi ou poliamida, por exemplo, um poliéster preenchido com vidro, como um tereftalato de polialquileno preenchido de vidro ou uma poliamida preenchida de vidro.
[0081] As resinas da série de poliéster incluem homopoliésteres e copoliésteres obtidos por, por exemplo, policondensação de um componente de ácido dicarboxílico e um componente de diol e policondensação de um ácido hidroxicarboxílico ou um componente de lactona, por exemplo, resina de série de poliéster saturada aromática, como tereftalato de polibutileno ou tereftalato de polietileno.
[0082] As resinas da série de poliamida (PA) incluem poliamidas derivadas de uma diamina e de um ácido dicarboxílico; poliamidas obtidas a partir de um ácido aminocarboxílico, se necessário em combinação com uma diamina e/ou um ácido dicarboxílico; e poliamidas derivadas de uma lactama, se necessário em combinação com uma diamina e/ou um ácido dicarboxílico. A poliamida também inclui uma copoliamida derivada de pelo menos dois tipos diferentes de componentes constituintes de poliamida. Exemplos de resinas da série de poliamida incluem poliamidas alifáticas, como PA 46, PA 6, PA 66, PA 610, PA 612, PA 11 e PA 12, poliamidas obtidas a partir de um ácido dicarboxílico aromático, por exemplo, ácido tereftálico e/ou ácido isoftálico, e uma diamina alifática, por exemplo, hexametilenodiamina ou nonametilenodiamina, e poliamidas obtidas a partir de ácidos dicarboxílicos aromáticos e alifáticos, por exemplo, tanto ácido tereftálico como ácido adípico, e uma diamina alifática, por exemplo, hexametilenodiamina e outros. Essas poliamidas podem ser usadas individualmente ou em combinação. Em algumas modalidades, o polímero compreende PA 6. Em algumas modalidades, o polímero compreende PA 66. Em algumas modalidades, o polímero compreende uma poliftalamida.
[0083] As poliamidas com pontos de fusão de pelo menos 280 °C são amplamente utilizadas para a produção de composições de moldagem que possibilitam a produção de artigos moldados, por exemplo, para a indústria elétrica e eletrônica, com excelente estabilidade dimensional a altas temperaturas e com propriedades antichamas muito satisfatórias. As composições de moldagem desse tipo são exigidas, por exemplo, na indústria eletrônica para a produção de componentes que são montados em placas de circuito impresso de acordo com a chamada tecnologia de montagem em superfície, SMT. Nesse pedido, esses componentes devem resistir a temperaturas de até 270 °C por curtos períodos de tempo sem alteração dimensional.
[0084] Tais poliamidas de alta temperatura incluem certas poliamidas produzidas a partir de alquil diaminas e diácidos, como poliamida 4,6, no entanto, muitas poliamidas de alta temperatura são poliamidas aromáticas e semiaromáticas, ou seja, homopolímeros, copolímeros, terpolímeros ou polímeros superiores que são derivados de monômeros contendo grupos aromáticos. Uma única poliamida aromática ou semiaromática pode ser empregada ou misturas de poliamidas aromáticas e/ou semiaromáticas são usadas. Também é possível que as misturas de poliamida e poliamida anteriores sejam misturadas com outros polímeros, incluindo poliamidas alifáticas.
[0085] Exemplos dessas poliamidas aromáticas ou semiaromáticas de alta temperatura incluem copolímero de poliamida 4T, poli(m-xilileno adipamida) (poliamida MXD,6), poli(dodecametileno tereftalamida) (poliamida 12,T),
poli(decametileno tereftalamida) (poliamida 10,T), poli(nonametileno tereftalamida) (poliamida 9,T), hexametileno adipamida/hexametileno tereftalamida copoliamida (poliamida 6,T/6,6), hexametileno tereftalamida/2-metilpentametileno tereftalamida copoliamida (poliamida 6,T/D,T); hexametileno adipamida/hexametileno tereftalamida/hexametileno isoftalamida copoliamida (poliamida 6,6/6,T/6,I); poli(caprolactam-hexametileno tereftalamida) (poliamida 6/6,T); hexametileno tereftalamida/hexametileno isoftalamida (6,T/6,I); e similares.
[0086] Certas modalidades da invenção são, assim, para composições que compreendem uma poliamida que se funde a altas temperaturas, por exemplo, 280 °C ou mais, 300 °C, ou mais, em algumas modalidades 320 °C ou mais, por exemplo de 280 a 340 °C, como poliamida 4,6 e a poliamida aromática ou semiaromática descrita acima, artigos que compreendem poliamidas de alta temperatura e o material de retardador de chama da invenção, métodos para preparar as composições e métodos para conformar os artigos.
[0087] Como descrito no presente documento, em muitas modalidades da presente revelação, a composição de polímero de retardador de chama compreende (i) um polímero, (ii) o retardador de chama da presente revelação e (iii) um ou mais retardadores de chama adicionais e/ou um ou mais agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama. Assim, enquanto o retardador de chama (ii) exibe sozinho excelente atividade em sistemas de polímero, o mesmo pode ser usado em combinação com (iii) um ou mais compostos escolhidos a partir de outros retardadores de chama,
agentes sinérgicos e adjuvantes.
Os compostos exemplificativos (iii) incluem retardadores de chama halogenados, óxidos de alquil ou aril fosfina, óxidos de alquil ou aril polifosfina, fosfatos de alquila ou arila, fosfonatos de alquila ou arila, fosfinatos de alquila ou arila, sais de ácido alquil ou aril fosfínico, negro de fumo, grafite, nanotubos de carbono, siloxanos, polissiloxanos, éter de polifenileno, melamina, derivados de melamina, produtos de condensação de melamina, sais de melamina, hidróxidos de metal, óxidos de metal, hidratos de óxido metálico, boratos de metal, carbonatos de metal, sulfatos de metal, fosfatos de metal, fosfonatos de metal, fosfitas metálicas, hipofosfitas metálicas, silicatos de metal e sais de metal misturados.
Por exemplo, o um ou mais compostos (iii) podem ser escolhidos a partir de tris(dialquilfosfinato) de alumínio, fosfito de hidrogênio e alumínio, óxidos de fosfina benzílicos, óxidos de fosfina polibenzílicos, melam, melem, melon, fosfatos de melamina, fosfatos metálicos de melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, talco, argilas, silicatos de cálcio, aluminossilicato, aluminossilicato como tubos ocos, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, sulfato de bário, sulfato de cálcio, fosfato de boro, molibdato de cálcio, vermiculita esfoliada, estanato de zinco, hidroxistanato de zinco, sulfeto de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco, fosfato de zinco, magnésio óxido, hidróxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido ou hidróxido de alumínio, tri-hidrato de alumínio, sílica, óxido de estanho, óxido de antimônio (III e V), hidrato de óxido de antimônio (III e V), óxido de titânio, óxido de zinco, hidrato de óxido de zinco, óxido de zircônio e hidróxido de zircônio. Por exemplo, o um ou mais compostos (iii) podem ser escolhidos a partir de tris(dimetilfosfinato) de alumínio, tris(dietilfosfinato) de alumínio, tris(dipropilfosfinato) de alumínio, tris(dibutilfosfinato) de alumínio, poliaril éter substituído por óxido de metileno-difenilafosfina, xililenobis(óxido de difenilafosfina), 1,2-bis-(9,10-di- hidro-9-oxi-10-fosfafenantreno-10-óxido)etano, 4,4'- bis(difenilafosfinilmetil)-1,1'-bifenila, melam, melem, melon e pirofosfato de dimelamina e zinco.
[0088] Em algumas modalidades, o agente sinérgico de retardador de chama compreende um material escolhido a partir de melam, melem, melon, cianurato de melamina, polifosfato de melamina e melamina-poli(fosfato de metal) (por exemplo, melamina-poli(fosfato de zinco) (Safire 400)). Em algumas modalidades, o agente sinérgico compreende um composto à base de triazina, como um produto de reação de triclorotriazina, piperazina e morfolina, por exemplo, poli-[2,4-(piperazina-1,4-il)-6-(morfolina-4-il)- 1,3,5-triazina]/piperazina (MCA® PPM Triazina HF). Em algumas modalidades, o agente sinérgico compreende uma hipofosfita de metal, como hipofosfita de alumínio (por exemplo, Italmatch Phoslite® IP-A). Em algumas modalidades, o agente sinérgico compreende um fosfinato orgânico, como dialquilfosfinato de alumínio, por exemplo, dietilfosfinato de alumínio (Exolit OP).
[0089] Em algumas modalidades, a composição de polímero de retardador de chama compreende um ou mais compostos escolhidos a partir de argilas de hidrotalcita, boratos de metal, óxidos de metal e hidróxidos de metal, como boratos de metal, óxidos de metal ou hidróxidos de metal em que o metal é zinco ou cálcio.
[0090] A concentração do retardador de chama inventivo na composição de polímero é certamente dependente da composição química exata do retardador de chama, do polímero e de outros componentes encontrados na composição de polímero final. Por exemplo, quando usado como o componente retardador de chama sozinho de uma formulação de polímero, o retardador de chama inventivo pode estar presente em uma concentração de 1 a 50 %, por exemplo, 1 a 30 %, em peso do peso total da composição final. Tipicamente, quando usado como o retardador de chama sozinho haverá pelo menos 2 % do material inventivo presente, por exemplo 3 % ou mais, 5 % ou mais, 10 % ou mais, 15 % ou mais, 20 % ou mais ou 25 % ou mais. Em muitas modalidades, o retardador de chama inventivo está presente em quantidades até 45 %, enquanto, em outras modalidades, a quantidade de retardador de chama inventivo é 40 % da composição de polímero ou menos, por exemplo, 35 % ou menos. Quando usado em combinação com outros retardadores de chama ou agentes sinérgicos de retardador de chama, uma menor quantidade do material inventivo pode ser necessária.
[0091] Quaisquer técnicas de formação de composto conhecidas podem ser usadas para preparar a composição de polímero de retardador de chama da presente revelação, por exemplo, o retardador de chama pode ser introduzido no polímero fundido por mistura, extrusão, formação de fibra ou película etc. Em alguns casos, o retardador de chama é introduzido no polímero no momento da cura ou formação de polímero, por exemplo, o retardador de chama da invenção pode ser adicionado a um pré-polímero de poliuretano antes da reticulação ou pode ser adicionado a um composto de poliamina ou alquil-policarboxila antes da formação de poliamida ou a uma mistura epóxi antes da cura.
[0092] A composição de polímero de retardador de chama da invenção frequentemente conterá um ou mais dos estabilizadores comuns ou outros aditivos frequentemente encontrados na técnica, como antioxidantes fenólicos, estabilizadores de luz de amina impedida (HALS), os absorvedores de luz ultravioleta, fosfitos, fosfonitas, sais de metal alcalino de ácidos graxos, hidrotalcitas, óxidos metálicos, boratos, óleos de soja epoxidados, hidroxilaminas, óxidos de amina terciária, lactonas, produtos de reação térmica de óxidos de amina terciária, tiossinergistas, coestabilizadores básicos, por exemplo, melamina, melem, etc., polivinilpirrolidona, dicianodiamida, cianurato de trialila, derivados de ureia, derivados de hidrazina, aminas, poliamidas, poliuretanos, hidrotalcitas, sais de metais alcalinos e sais de metais alcalinoterrosos de ácidos graxos superiores, por exemplo, estearato de Ca, estearoil lactato de cálcio, lactato de cálcio, estearato de Zn, Otoato de Zn, estearato de Mg, ricinoleato de Na e palmitato de K, pirocatecolato de antimônio ou pirocatecolato de zinco, agentes de nucleação, agentes de clarificação, etc.
[0093] Outros aditivos também podem estar presentes, por exemplo, plastificantes, lubrificantes, emulsificantes, pigmentos, corantes, branqueadores ópticos, outros agentes à prova de chamas, agentes antiestáticos, agentes de sopro,
agentes antigotejamento, por exemplo, PTFE e similares.
[0094] Opcionalmente, o polímero pode incluir cargas e agentes de reforço, por exemplo, carbonato de cálcio, silicatos, fibras de vidro, talco, caulim, mica, sulfato de bário, óxidos e hidróxidos de metal, negro de fumo e grafite. Tais cargas e agentes de reforço podem frequentemente estar presentes em concentrações relativamente altas, incluindo formulações onde a carga ou reforço está presente em concentrações de mais de 50 % em peso com base no peso da composição final. Mais tipicamente, as cargas e agentes de reforço estar presentes de cerca de 5 a cerca de 50 % em peso, por exemplo, cerca de 10 a cerca de 40 % em peso ou cerca de 15 a cerca de 30 % em peso com base no peso da composição de polímero total.
[0095] Em algumas modalidades, a composição de polímero de retardador de chama da presente revelação é formulada com qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de negro de fumo, grafite, nanotubos de carbono, siloxanos, polissiloxanos, talco, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, sulfato de bário, sulfato de cálcio, silicatos de cálcio, silicato de magnésio, tubos ocos de aluminossilicato (Dragonite), Haloisita, fosfato de boro, molibdato de cálcio, vermiculita esfoliada, estanato de zinco, hidroxistanato de zinco, sulfeto de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco (ou complexos dos mesmos, por exemplo, Kemgard 911B), complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio (por exemplo, Kemgard MZM), complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio (Kemgard 911C), complexo de molibdato de cálcio/zinco (por exemplo, Kemgard 911 A), fosfato de zinco (ou complexos dos mesmos, por exemplo, Kemgard 981) e similares; hidróxidos, óxidos, e hidratos de óxido de grupo 2, 4, 12, 13, 14, 15 (semi)metais, por exemplo, óxido ou hidróxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido ou hidróxido de alumínio (Boemita), tri-hidrato de alumínio, sílica, silicatos, óxido de estanho, óxido de antimônio (III e V) e hidrato de óxido, óxido de titânio e óxido de zinco ou hidrato de óxido, óxido de zircônio e/ou hidróxido de zircônio e similares; resinas à base de ureia e melamina, como cianurato de melamina, borato de melamina, polifosfato de melamina, melamina pirofosfato, éter de polifenileno (PPE) e similares; e argilas, incluindo, por exemplo, hidrotalcita, boemita, caulim, mica, montmorilonita, wollastonita, nanoargilas ou nanoargilas organicamente modificadas e similares.
[0096] Em algumas modalidades, a composição de polímero de retardador de chama da presente revelação é formulada com qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de borato de zinco, estanato de zinco, polissiloxanos, caulim, sílica, hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco (por exemplo, Kemgard 911B), complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio (por exemplo, Kemgard MZM), complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio (Kemgard 911C), complexo de molibdato de cálcio/zinco (por exemplo, Kemgard 911 A), complexo de fosfato de zinco (por exemplo, Kemgard 981), e melamina-poli(fosfato de metal) (por exemplo, melamina-poli(fosfato de zinco) (Safire 400)).
[0097] Em algumas modalidades, além de um polímero (como descrito no presente documento) e do retardador de chama da presente revelação, a composição de polímero de retardador de chama compreende melam e qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de borato de zinco, estanato de zinco, complexo de molibdato de zinco, complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio, complexo de molibdato de cálcio/zinco, complexo de fosfato de zinco e óxido de zinco, opcionalmente com aditivos adicionais, como descrito no presente documento.
[0098] Em algumas modalidades, além de um polímero (como descrito no presente documento) e do retardador de chama da presente revelação, a composição de polímero de retardador de chama compreende melon e qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de borato de zinco, estanato de zinco, complexo de molibdato de zinco, complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio, complexo de molibdato de cálcio/zinco, complexo de fosfato de zinco, e óxido de zinco, opcionalmente com aditivos adicionais, como descrito no presente documento.
[0099] A revelação não limitativa adicional é fornecida nos Exemplos a seguir.
EXEMPLOS Exemplo 1
[0100] Um frasco de 250 ml de três gargalos foi carregado com 114,6 g de ácido metilfosfônico, que foi, então, aquecido. A 105 °C, o ácido metilfosfônico se funde, e uma agitação vigorosa foi iniciada sob uma manta de N2. O ácido metilfosfônico foi aquecido a 240 °C e 7,78 g de alumina foram adicionados tão rapidamente quanto possível sem causar uma grande exotermia. A pasta fluida foi resfriada até estar logo acima do ponto de fundição do excesso de ácido metil fosfônico, ~110 °C e, então, adicionada a 250 ml de H2O enquanto garante que a taxa de adição não causou formação excessiva de vapor. A mistura resultante foi agitada para romper quaisquer aglomerados grandes que possam ter sido formados, o produto foi isolado por filtração, lavado com um adicional de 750 ml de H2O, e seco para produzir 45,08 g do produto como cristais incolores finos em 87 % de rendimento. A fórmula empírica de produto acima representa unidades de monômero de repetição (isto é, entidades de coordenação) de um polímero de coordenação que forma o produto cristalino puro. A análise termogravimétrica (TGA) do produto é mostrada na FIG. 1. Exemplo 2
[0101] Um frasco de 250 ml de três gargalos foi carregado com 149,8 g de ácido etilfosfônico, que foi aquecido até fundição, 62 °C. Uma agitação vigorosa começou sob uma manta de N2, o ácido etilfosfônico foi aquecido a
240 °C e 6,9 g de alumina foram adicionados tão rapidamente quanto possível sem causar uma grande exotermia. A pasta fluida foi resfriada até ~80 °C e, então, adicionada a 250 ml de H2O enquanto garante que a taxa de adição não causou formação excessiva de vapor. A mistura resultante foi agitada para romper quaisquer aglomerados grandes que possam ter sido formados, o produto foi isolado por filtração, lavado com um adicional de 750 ml de H2O, e seco para produzir 49,07 g do produto como cristais incolores finos em 84 % de rendimento. A fórmula empírica de produto acima representa unidades de monômero de repetição (isto é, entidades de coordenação) de um polímero de coordenação que forma o produto cristalino puro. Exemplo 3
[0102] Uma chaleira de resina foi carregada com 83 g de ácido metilfosfônico, que foi aquecido a 120 °C. Um material intermediário preparado a partir de 50 g de ácido metil fosfórico e 35.4 g de tris(isopropóxido) de alumínio na presença de água foi adicionado à chaleira de resina como um xarope. A solução resultante continha uma razão molar de 5:1 de ácido metilfosfônico:intermediário de ácido metilfosfônico de alumínio, que foi aquecida a 240 °C com agitação mecânica. A agitação continuou a 240 °C por cerca de 30 min após um sólido ter sido formado. 500 ml de H2O foram adicionados e a mistura foi agitada por 16 h enquanto uma pasta fluida uniforme foi feita. Como mencionado acima,
o produto foi isolado por filtração, lavado com um adicional de 750 ml de H2O, e seco para produzir 64,3 g do produto como cristais incolores finos em 93 % de rendimento. A fórmula empírica de produto acima representa unidades de monômero de repetição (isto é, entidades de coordenação) de um polímero de coordenação que forma o produto cristalino puro. Exemplo 4
[0103] Um frasco de 1 l de três gargalos foi carregado com 1305 g de ácido metilfosfônico, que foi, então, aquecido. A 105 °C, o ácido metilfosfônico se fundiu, e uma agitação vigorosa foi iniciada sob vácuo. O ácido metilfosfônico foi aquecido a 180 °C e 61 g de alumina foram adicionados tão rapidamente quanto possível sem causar uma grande exotermia ou formação de espuma excessiva. A pasta fluida foi resfriada até estar logo acima do ponto de fundição do excesso de ácido metil fosfônico, ~110 °C e, então, adicionada a 1 l de H2O enquanto garante que a taxa de adição não causou formação excessiva de vapor. A mistura resultante foi agitada para romper quaisquer aglomerados grandes que possam ter sido formados, e o produto foi isolado por filtração, lavado com um adicional de 1,5 l de H2O, e seco para produzir 408 g do produto como cristais incolores finos em 84 % de rendimento. A fórmula empírica de produto acima representa unidades de monômero de repetição (isto é, entidades de coordenação) de um polímero de coordenação que forma o produto cristalino puro.
[0104] Os produtos de cada um dos Exemplos 1-4 tinham uma razão entre P e Al de 4:1 (Análise Elementar de ICP). Exemplo 5
[0105] Um vaso de reação de 1 l foi carregado com 1412,6 g de ácido metilfosfônico, que foi, então, aquecido a 165 °C sob purga de nitrogênio (4 l/min) em agitação de 250 RPM. 78,2 g de óxido de ferro foi adicionado em porções sem causar uma grande exotermia. A mistura de reação foi aquecida a 165 °C por cerca de 24 horas. A mistura de reação de produto que contém um produto de pasta fluida esbranquiçado foi, então, resfriada a cerca de 130 °C e vertida em 1,5 l de água em um béquer Resfriado em um banho de água gelada. O produto foi isolado por filtração, lavado com um adicional de 500 mlx3 de água, e seco para produzir cristais de cor esbranquiçada finos em 83 % de rendimento. O produto tinha uma razão entre fósforo e ferro de 4:1 (Análise Elementar de ICP) de acordo com a seguinte fórmula empírica:
[0106] A fórmula empírica de produto acima representa unidades de monômero de repetição (isto é, entidades de coordenação) de um polímero de coordenação que forma o produto cristalino puro. Exemplo 6
[0107] As composições de polímero foram preparadas e avaliadas para atividade de retardador de chama sob testagem de UL-94. As classificações de UL-94 V-0 em 0,8 mm de espessura foram medidas para composições de polímero preenchidas de vidro de poliamida 6,6; poliamida 6, tereftalato de polibutileno (PBT) e uma poliamida de alta temperatura contendo o retardador de chama produzido de acordo com os Exemplos 1, 3 e 4 acima (mostrados da seguinte forma): Tabela 1. Composições com classificação de UL-94 V-0 em 0,8 mm Substrato Fibra de FR Melam Cianurato vidro inventivo de melamina PA 6,6 30 % 12,5 % 10 % - PA6 25 % 15 % - 10 % PBT 25 % 15 % 15 % - Náilon de 25 % 18 % - - alta temp.
[0108] Composições de polímero adicionais contendo o retardador de chama produzido de acordo com os Exemplos 1,
3 e 4 acima combinadas com vários agentes sinérgicos em PA 66, PBT e poliftalamida preenchidas de vidro foram preparadas e avaliadas sob testagem de UL-94 em 0,8 mm de espessura.
[0109] Os resultados são fornecidos na Tabela 2 (PA 66), Tabela 3 (PBT) e Tabela 4 (poliftalamida). As amostras 15, 20 e 22, não continham o retardador de chama inventivo, falharam no teste de UL-94. Tabela 2. PA66 Amostra 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Formulação % em peso de 47,5 46,5 46,5 46,3 45 50 40,3 45,3 45,3 46,3 70 PA 66 % em peso de 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 vidro % em peso de 12,5 10 10 12,2 14 12 13,7 13,7 13,7 13,7 - FR inventivo % em peso de 10 10 10 10 10 - - - - - - Melam % em peso de - - - - - - 16 - - - - Melem % em peso de - - - - - - - 10 10 - - Melon % em peso de 8 polifosfato de melamina % em peso de - 3,5 - - - - - - - - - Exolit OP 1230
Amostra 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Formulação % em peso de - - 3,5 - - - - - - - - Exolit OP 1400 % em peso de - - - - - - - - - 10 - PPM Triazina
HF % em peso de - - - 1,5 - - - 1 - - - Borato de zinco % em peso de - - - - 1 - - - 1 - - Estanato de zinco UL 94 em V-0 V-0 V-0 V-0 V- V-0 V-1 V-0 V-0 V-1 Falhou 0,8 mm 0 (1/32”) Tabela 3. PBT Amostra 16 17 18 19 20 Formulação PBT (% em peso) 50 50 50 45 75 % em peso de 25 25 25 25 25 vidro % em peso de FR 15 16 15 15 - inventivo % em peso de 10 9 9 15 - Melam
Amostra 16 17 18 19 20 Formulação % em peso de - - 1 - - Polissiloxano UL 94 em 0,8 mm V-0 V-0 V-0 V-0 Falhou (1/32”) Tabela 4. Poliftalamida (Poliamida de alta temperatura) Amostra 21 22 Formulação % em peso de 57 70 Poliftalamida % em peso de vidro 25 30 % em peso de FR 18 - inventivo UL 94 em 0,8 mm V-0 Falhou (1/32”) Exemplo 7
[0110] As composições de polímero que contêm o retardador de chama produzido de acordo com o Exemplo 5 acima em PA 66 foram preparadas e avaliadas para atividade de retardador de chama sob testagem de UL-94 em 0,8 mm de espessura. Os resultados são fornecidos na Tabela 5. Amostra 24, que não continha o retardador de chama inventivo, falhou no teste de UL-94. Tabela 5. PA 66
Amostra 23 24 Formulação % em peso de PA 45 70 66 % em peso de 30 30 vidro % em peso de FR 15 - inventivo % em peso de 10 - Melam UL 94 em 0,8 mm Falhou (1/32”) V-0
[0111] Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, será evidente para aqueles técnicos no assunto a partir da consideração do relatório descritivo e da prática da presente revelação que várias modificações e variações podem ser feitas sem se afastar do escopo da invenção, como reivindicado. Assim, pretende-se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados apenas exemplificativos, com um verdadeiro escopo da presente invenção sendo indicado pelas seguintes reivindicações e seus equivalentes.

Claims (54)

REIVINDICAÇÕES
1. Processo para produzir um retardador de chama contendo fósforo caracterizado por compreender reagir a uma temperatura de reação uma mistura que compreende um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico em relação ao metal ou composto de metal adequado de um ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que: - o metal é capaz de formar um policátion ou o composto de metal adequado é representado pela fórmula Mp(+)yXq em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2 ou mais, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada; - a razão molar entre o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado na mistura é maior que 4:1; - a temperatura de reação é 105 °C ou mais; e - o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído está em um estado fundido à temperatura de reação.
2. Processo para produzir um retardador de chama contendo fósforo caracterizado por compreender reagir a uma temperatura de reação uma mistura que compreende um metal ou composto de metal adequado e um excesso estequiométrico em relação ao metal ou composto de metal adequado de um ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído, em que: - o metal é capaz de formar um policátion ou o composto de metal adequado é representado pela fórmula Mp(+)yXq em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2 ou mais, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada; - a razão molar entre o ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído e o metal ou composto de metal adequado na mistura é maior que 2:1; e - o ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído está em um estado fundido à temperatura de reação.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de reação é de cerca de 150 °C ou mais.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de reação varia de cerca de 140 °C a cerca de 260 °C.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura de reação é de cerca de 40 °C ou mais.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura de reação varia de cerca de 60 °C a cerca de 260 °C.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 3 e 4, caracterizado pelo fato de que a razão molar é 8:1 ou mais.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7,
caracterizado pelo fato de que a razão molar varia de cerca de 10:1 a cerca de 50:1.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 5 e 6, caracterizado pelo fato de que a razão molar é 4:1 ou mais.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a razão molar varia de cerca de 5:1 a cerca de 25:1.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura compreende um metal capaz de formar um policátion 2+, 3+ ou 4+.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura compreende um composto de metal adequado que é representado pela fórmula Mp(+)yXq em que M é um metal, (+)y representa a carga do cátion de metal, y é 2, 3 ou 4, X é um ânion, e os valores para p e q fornecem um composto de metal com carga balanceada.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que y é 3.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que M é escolhido a partir de Al, Ga, Sb, Fe, Co, B e Bi.
15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que M é Al ou Fe.
16. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a mistura de reação compreende o composto de metal adequado, e o composto de metal adequado é escolhido a partir de um óxido metálico, haleto, alcóxido, hidróxido, carbonato, carboxilato ou fosfonato.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que M na fórmula Mp(+)yXq é Al.
18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o composto de metal adequado é escolhido a partir de alumina, tricloreto de alumínio, tri-hidróxido de alumínio, isopropóxido de alumínio, carbonato de alumínio, acetato de alumínio, óxido de ferro(III), cloreto de ferro(III), isopropóxido de ferro(III) e acetato de ferro(III).
19. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido fosfórico substituído por alquila ou arila ou não substituído é representado pela fórmula (I) em que R é H, C1-12 alquila, C8-10 arila, C7-18 alquilarila ou C7-18 arilalquila, em que a alquila, arila, alquilarila ou arilalquila não são substituídas ou são substituídas por halogênio, hidroxila, amino, C1-4 alquilamino, di-C1-4 alquilamino, C1-4 alcóxi, carbóxi ou C2-5 alcoxicarbonila.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ácido pirofosfônico substituído por alquila ou arila ou não substituído é representado pela fórmula (la)
em que R é H, C1-12 alquila, C6-10 arila, C7-18 alquilarila ou C7-18 arilalquila, em que a alquila, arila, alquilarila ou arilalquila não são substituídas ou são substituídas por halogênio, hidroxila, amino, C1-4 alquilamino, di-C1-4 alquilamino, C1-4 alcóxi, carbóxi ou C2-5 alcoxicarbonila.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que R é C1-12 alquila, C6 arila, C7-10 alquilarila ou C7-10 arilalquila não substituída.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que R é C1-6 alquila não substituída.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que R é metila, etila, propila, isopropila, butila ou t-butila.
24. Retardador de chama contendo fósforo produzido de acordo com o processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 23, sendo o retardador de chama contendo fósforo caracterizado por compreender um composto da fórmula empírica (III) em que R é H, um grupo alquila, arila, alquilarila ou arilalquila; M é um metal e y é 2 ou 3, de modo que M(+)y seja um cátion de metal em que (+)y representa a carga formalmente atribuída ao cátion; a, b, e c representam a razão entre os componentes aos quais correspondem em relação a um outro no composto e satisfazem a equação de balanceamento de carga 2(a)+c=b(y); e c não é zero.
25. Retardador de chama contendo fósforo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que y é 3, a é 1, b é 1, e c é 1.
26. Composição de polímero de retardador de chama caracterizada por compreender (i) um polímero e (ii) o retardador de chama contendo fósforo conforme definido na reivindicação 24 ou 25.
27. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende um ou mais dentre um homopolímero e copolímero de poliolefina, borracha, poliéster, resina epóxi, poliuretano, polissulfona, poli-imida, éter de polifenileno, polímero ou copolímero estirênico, policarbonato, polímero acrílico, poliamida ou poliacetal.
28. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende um ou mais dentre um polímero ou copolímero estirênico, homopolímero e copolímero de poliolefina, poliéster, policarbonato, polímero acrílico, resina epóxi, poliamida ou poliuretano.
29. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende um tereftalato de polialquileno, poliestireno de alto impacto (HIPS), resina epóxi ou poliamida.
30. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende um tereftalato de polialquileno preenchido de vidro, resina epóxi preenchida de vidro ou uma poliamida preenchida de vidro.
31. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende uma poliftalamida.
32. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende poliamida 46, poliamida 6, poliamida 66, poliamida 4T ou poliamida 9T.
33. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende poliamida MXD,6, poliamida 12,T, poliamida 10,T, poliamida 6,T/6,6, poliamida 6,T/D,T, poliamida 6,6/6,T/6,I, poliamida 6/6,T ou poliamida 6,T/6,I.
34. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que o polímero compreende uma mistura de éter de polifenileno/resina estirênica, misturas de éter de polifenileno/resina estirênica (ABS), mistura de cloreto de polivinila/ABS, mistura de metacrilonitrila/ABS, ABS contendo α-metilestireno, poliéster/ABS, policarbonato/ABS, poliéster modificado por impacto ou poliestireno modificado por impacto.
35. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 34, caracterizada por compreender adicionalmente (iii) um ou mais compostos escolhidos a partir de retardadores de chama adicionais, agentes sinérgicos e adjuvantes de retardador de chama.
36. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos são escolhidos a partir de retardadores de chama halogenados, óxidos de alquil ou aril fosfina, óxidos de alquil ou aril polifosfina, fosfatos de alquila ou arila, fosfonatos de alquila ou arila, fosfinatos de alquila ou arila, sais de ácido alquil ou aril fosfínico, negro de fumo, grafite, nanotubos de carbono, siloxanos, polissiloxanos, éter de polifenileno, melamina, derivados de melamina, produtos de condensação de melamina, sais de melamina, hidróxidos de metal, óxidos de metal, hidratos de óxido metálico, boratos de metal, carbonatos de metal, sulfatos de metal, fosfatos de metal, fosfonatos de metal, fosfitas metálicas, hipofosfitas metálicas, silicatos de metal e sais de metal misturados.
37. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos são escolhidos a partir de tris(dialquilfosfinato) de alumínio, fosfito de hidrogênio e alumínio, óxidos de fosfina benzílicos, óxidos de fosfina polibenzílicos, melam, melem, melon, fosfatos de melamina, fosfatos metálicos de melamina, cianurato de melamina, borato de melamina, talco, argilas, silicatos de cálcio,
aluminossilicato, aluminossilicato as tubos ocos, carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, sulfato de bário, sulfato de cálcio, fosfato de boro, molibdato de cálcio, vermiculita esfoliada, estanato de zinco, hidroxistanato de zinco, sulfeto de zinco, borato de zinco, molibdato de zinco, fosfato de zinco, magnésio óxido, hidróxido de magnésio, óxido de alumínio, óxido ou hidróxido de alumínio, tri-hidrato de alumínio, sílica, óxido de estanho, óxido de antimônio (III e V), hidrato de óxido de antimônio (III e V), óxido de titânio, óxido de zinco, hidrato de óxido de zinco, óxido de zircônio e hidróxido de zircônio.
38. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 37, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos são escolhidos a partir de tris(dimetilfosfinato) de alumínio, tris(dietilfosfinato) de alumínio, tris(dipropilfosfinato) de alumínio, tris(dibutilfosfinato) de alumínio, poliaril éter substituído por óxido de metileno-difenilafosfina, xililenobis(óxido de difenilafosfina), 1,2-bis-(9,10-di- hidro-9-oxi-10-fosfafenantreno-10-óxido)etano, 4,4'- bis(difenilafosfinilmetil)-1,1'-bifenila, melam, melem, melon e pirofosfato de dimelamina e zinco.
39. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 26, caracterizada por compreender um ou mais compostos escolhidos a partir de argilas de hidrotalcita, boratos de metal, óxidos de metal e hidróxidos de metal.
40. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 39, caracterizada pelo fato de que o metal dos boratos de metal, óxidos de metal e hidróxidos de metal é zinco ou cálcio.
41. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos são escolhidos a partir de melam, melem, melon, cianurato de melamina, polifosfato de melamina, melamina poli(fosfato de metal), poli-[2,4- (piperazina-1,4-il)-6-(morfolina-4-il)-1,3,5- triazina]/piperazina, hipofosfita de alumínio e dialquilfosfinato de alumínio.
42. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos são escolhidos a partir de borato de zinco, estanato de zinco, polissiloxanos, caulim, sílica, hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco, complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio, complexo de molibdato de cálcio/zinco, complexo de fosfato de zinco e melamina-poli(fosfato de zinco).
43. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que um ou mais compostos compreendem melam e qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de borato de zinco, estanato de zinco, complexo de molibdato de zinco, complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio, complexo de molibdato de cálcio/zinco, complexo de fosfato de zinco e óxido de zinco.
44. Composição de polímero de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 35, caracterizada pelo fato de que o um ou mais compostos compreendem melon e qualquer um ou mais materiais selecionados a partir de borato de zinco, estanato de zinco, complexo de molibdato de zinco, complexo de molibdato de zinco/hidróxido de magnésio, complexo de molibdato de zinco/silicato de magnésio, complexo de molibdato de cálcio/zinco, complexo de fosfato de zinco e óxido de zinco.
45. Material de retardador de chama caracterizado por compreender um composto da fórmula empírica (IIIa) em que R é H, um grupo alquila, arila, alquilarila ou arilalquila.
46. Material de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que R é H ou alquila.
47. Material de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que R é C1-6 alquila.
48. Material de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que R é metila ou etila.
49. Material de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que R é metila.
50. Material de retardador de chama, de acordo com qualquer uma das reivindicações 45 a 49, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula empírica (IIIa) constitui pelo menos 75 % em peso do material de retardador de chama.
51. Material de retardador de chama, de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que o composto da fórmula empírica (IIIa) constitui pelo menos 90 % em peso do material de retardador de chama.
52. Composição de polímero de retardador de chama caracterizada por compreender (i) um polímero e (ii) o material de retardador de chama conforme definido em qualquer uma das reivindicações 45 a 51.
53. Processo para aumentar a resistência à chama de um polímero caracterizado por compreender incorporar o material de retardador de chama conforme definido em qualquer uma das reivindicações 45 a 51, em uma resina de polímero, opcionalmente com um ou mais retardadores de chama adicionais, agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama.
54. Processo para aumentar a resistência à chama de um polímero caracterizado por compreender incorporar o retardador de chama contendo fósforo conforme definido na reivindicação 24 ou 25, em uma resina de polímero, opcionalmente com um ou mais retardadores de chama adicional, agentes sinérgicos ou adjuvantes de retardador de chama.
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