BRPI0717819A2

BRPI0717819A2 - Espuma de poliestireno extrudado retardante de chama; artigo; e método de produção de espuma de poliestireno extrudado retardante de chama substancialmente isenta de trióxido de antimônio

Info

Publication number: BRPI0717819A2
Application number: BRPI0717819-0A
Authority: BR
Inventors: Kimberly A Maxwell
Original assignee: Albemarle Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2013-11-12
Also published as: US20080090920A1; CN101516976A; JP2010505010A; MX2009003004A; WO2008039836A3; CA2664636A1; EP2074163A2; WO2008039836A2; KR20090068217A; IL197792A0

Description

"ESPUMA DE POLIESTIRENO EXTRUDADO RETARDANTE DE CHAMA; ARTIGO; E MÉTODO DE PRODUÇÃO DE ESPUMA DE POLIESTIRENO EXTRUDADO RETARDANTE DE CHAMA SUBSTANCIALMENTE ISENTA DE TRIÓXIDO DEANTIMÔNIO"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a espumas de poliestireno extrudadas.

Antecedentes da invençã o As composições e espumas de polímero estirênico, como espuma extrudada, são amplamente usadas na fabricação de artigos, tintas, revestimentos de películas extrudados e uma miscelânea de produtos. A espuma de poliestireno extrudada é caracterizada por células totalmente fechadas que fornecem propriedades isolantes superiores e alta resistência à compressão.

Tipicamente, a espuma de poliestireno extrudada é feita por meio da mistura de um polímero estirênico, um composto retardante de chama e um agente de insuflação e extrudando-se a mistura resultante através de uma matriz para formar a espuma. Para algumas aplicações de produto, é desejável diminuir a inflamabilidade de espumas de poliestireno extrudado através do uso de compostos retardantes de chama. Os compostos retardantes de chama para uso em espumas de poliestireno extrudado têm muitos requisitos, inclusive estabilidade térmica, miscibilidade substancial em poliestireno e alta retardância de chama. Adicionalmente, em algumas aplicações, também é desejável que estes compostos retardantes de chama não consigam descolorir a espuma, isto é, que a espuma que contém o composto retardante de chama tenha a cor tão próxima de uma espuma sem o composto retardante de chama quanto possível.

Sumário da Invenção

A presente invenção está direcionada genericamente a uma espuma de

poliestireno extrudado com retardante de chama tendo um YI médio no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10, a espuma contendo como um retardante de chama, um composto que tem a estrutura: O Ilr

A espuma pode ser formada a partir de uma composição tendo uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 15% após cerca de 32 minutos a 190°C. Em um aspecto, a espuma pode ser formada a partir de uma composição tendo uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que

cerca de 10% após cerca de 32 minutos a 175°C.

A espuma pode ser formada a partir de uma composição em que o poliestireno tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama. Em um outro aspecto, a espuma pode ser formada a partir de uma composição em que o poliestireno tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 95% do poliestireno em uma composição idêntica

sem o composto retardante de chama.

As espumas da presente invenção têm um YI médio no intervalo que varia

de cerca de 1 a cerca de 10, de preferência no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de

5, mais preferivelmente, no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 3, mais

preferivelmente no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 2 e em modalidades

exemplificativas, a espuma tem um YI médio de 1.

A espuma de poliestireno extrudado pode ser usada para formar um artigo de fabricação. Por exemplo, a espuma de poliestireno extrudado pode ser usada para

formar isolamento térmico.

De acordo com um outro aspecto da invenção, uma espuma de poliestireno extrudado com retardante de chama contém um composto retardante de chama, onde a espuma tem um YI médio no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10 e pelo menos uma das seguintes características: (a) a espuma é formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminuir menos que cerca de 15% após cerca de 32 minutos a 190°C;

(b) a espuma é formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 10% após cerca de

32 minutos a 175°C; e/ou

(c) a espuma é formada a partir de uma composição em que o poliestireno

tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama. A presente invenção também contempla uma espuma de poliestireno

extrudado com retardante de chama tendo um YI no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10 e contendo como um retardante de chama, um composto que tem a estrutura:

d Dr

onde a espuma é substancialmente isenta de trióxido de antimômio.

A presente invenção contempla adicionalmente um método de produção da espuma de poliestireno extrudado com retardante de chama substancialmente isenta de trióxdo de antimônio, sendo que método compreende proporcionar uma resina de poliestireno fundido, misturar em fusão com o poliestireno fundido cerca de 0,1 por cento por peso a cerca de 10 por cento por peso de um composto retardante de chama tendo a estrutura: adicionando um agente de insuflação ao poliestireno fundido para formar uma composição de poliestireno retardante de chama e extrudar a composição de poliestireno retardante de chama através de uma matriz, formando assim uma espuma de poliestireno extrudada, onde o YI médio da dita espuma de poliestireno extrudado está no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10.

Descrição Detalhada da Invenção

Deve-se notar que "espuma" e/ou "espumas" são usados de modo intercambiável com "composições de espuma de poliestireno extrudável ", "composições de espuma de poliestireno extrudado", "espumas de poliestireno extrudável", "espumas de poliestireno extrudado", "composições de espuma de poliestireno extrudável com retardante de chama", "composições de espuma de poliestireno extrudado com retardante de chama", "espumas de poliestireno extrudáve 1 com retardante de chama", "espumas de poliestireno extrudado com retardante de

chama", etc.

Além disso, YI é usado como uma abreviação para "Yellowness Index", um método ainda usado comumente como um valor particularmente útil para detectar variação entre muitos objetos brancos, como espumas de poliestireno, a despeito de ter sido revogado em 1995 pela ASTM. As capacidades de medição do índice de amarelidão, YI D1925 [C/2], estão prontamente disponíveis em instrumentos comerciais como HunterLab Instruments. Deve-se notar que, quando estão sendo comparados objetos usando YI D1925 [C/2], eles têm que ser similares em transparência, opacidade,

espessura, formato e outros atributos físicos.

Os valores YI dados aqui foram obtidos de um espectrômetro HunterLab ColorQUEST® XE (número de série: CQX2963), Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston, VA, usando uma abertura de porta de 6,6 mm SAV (small area view) e uma geometria óptica Sphere nominal difusa/80, Observer 10°, iluminante D65 com um filtro Didymium (78,12% de transmissão a 430 nm, 34,28% transmissão a 570 nra). Software EasyMatch®, versão 3.61.00 (2004) foi usado para processar os dados instrumentais. Os dados foram processados para a função observador padrão de 2 graus e iluminante C para obter os valores YI D1925 [C/2], Neste aspecto, o instrumento espectrômetro foi calibrado usando o conjunto calibrado HCL-405 no modo de padronização "refletância - especular incluso" (RSIN). Foi usada a pequena área de visão (SAV), onde a amostra inteira, espumas cilíndricas de cerca de 1,5 cm de diâmetro e cerca de 5 polegadas de comprimento, cobria a luz emitida através da pequena abertura (diâmetro de orifício de cerca de 0,9 cm) da porta de refletância externa. Não foi usada nenhuma célula ou lente de amostra e o filtro UV foi deixado de fora. O azulejo verde (X = 19,35, Y = 25,44, Z = 21,23, L* = 57,50, a* = -22,42, b* = 10,18; Ruminante D65, IO0 Observer, ASTN E 308) é padronizado uma vez por semana e o valor é mantido em + 0,3 para X, Y e Z.

O procedimento de calibração é como segue:

A placa de cobertura (usada para a pequena área de visão) foi instalada na porta de refletância externa. Para iniciar a calibração, a porta de refletância externa foi coberta com o dispositivo de captura de luz negra, cobrindo a visão de área e foi lida pelo detector.

O dispositivo de captura de luz foi removido e a porta de refletância fio coberta com o azulejo de calibração branco (X = 80,19, Y = 85,05, Z = 89,76, L* = 93,90, a* = -0,87, b* = 1,05; Iluminante D65, 10° Observer, ASTM E308; No de série

CQX2963, Data 31/10/05) e lido pelo detector.

Deve-se notar que é possível usar Dow 's PS-168 (sem retardante de chama) como um padrão de referência também, mas valores similares são obtidos quando se usa a calibração com azulejo branco, e não é usado um padrão de referência.

Após a calibração, o YI de espumas foi medido usando amostras cilíndricas tendo as dimensões descritas acima. A "has te" de espuma foi mantida com uma vista com a ponta para frente para cobrir completamente a pequena visão de á rea na porta de refletância externa. Três amostras de espuma separadas foram medidas independentemente três vezes (com ou sem o uso de uma espuma de referência PS-168 padrão) e foi feita a média para chegar aos valores discutidos aqui. Os resultados dessas medições mostram que o composto "FR" desta invenção pode ser extrudado com pouca cor conferida à espuma, similar ao material de controle que é usado atualmente nesta aplicação XPS. A presente invenção está direcionada genericamente a composições de espuma de poliestireno extrudável tendo propriedades retardantes de chama, espumas de poliestireno extrudado retardantes de chama, métodos de fabricação de tais espumas e produtos compreendendo tais composições e espumas. De acordo com um aspecto da presente invenção, uma composição de espuma de poliestireno extrudado retardante de chama compreende poliestireno e pelo menos um composto retardante de chama. Opcionalmente, a composição pode incluir um ou mais sinergistas, estabilizantes ou

diversos outros aditivos.

Os compostos retardantes de chama usados nas espumas da presente

invenção são compostos que têm a estrutura:

O Hr

O

N, 2-3-dibromopropil-4,5-dibromohexahidroflalimde CAS. No. 93202-89-2 Suas formas tautoméricas, estereoisômeros e polimorfos (coletivamente referidos como "composto (I)").

Descobriu-se que o uso do composto (I) para formar uma composição retardante de chama resulta em uma espuma termicamente estável e eficaz. O composto (I) é prontamente misturado fundido na resina de poliestireno fundido para formar uma composição retardante de chama. Ao contrário de outros compostos que tendem a degradar durante o processamento e diminuir a qualidade da espuma, o composto (I) permanece estável durante o processamento e não afeta adversamente a formação da

espuma de poliestireno.

De acordo com um aspecto da presente invenção, a composição retardante

de chama tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de

15% apóscerca de 32 minutos a 190°C. Em um outro aspecto, a espuma pode ser formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 10% após cerca de32 minutos a 175°C.

A espuma pode ser formada a partir de uma composição em que o poliestireno tenha um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama. Em um aspecto, a espuma é formada a partir de uma composição em que o poliestireno tem um peso molecular (Wm) de cerca de pelo menos 95% do poliestireno em uma composição idêntica

sem o composto retardante de chama.

As espumas da presente invenção têm um YI médio no intervalo que varia

de cerca de 1 a cerca de 10, de preferência, no intervalo de cerca de 1 a cerca de 5, mais preferivelmente, no intervalo que varia no intervalo de cerca de 1 a cerca de 3, mais preferivelmente, no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 2 e em modalidades

exemplificativas, a espuma tem um YI médio de 1.

O composto (I) está tipicamente presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento por peso com base no peso total da espuma. Em um aspecto, o composto (I) está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,3 a cerca de 8 por cento por peso na mesma base. Em um outro aspecto, o composto (I) está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,5 a cerca de 7 por cento por peso, às vezes no intervalo de cerca de 3 a cerca de 4 por cento por peso, na mesma base. Ainda em um outro aspecto, o composto (I) está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade no intervalo de cerca de 1 a cerca de 5 por cento por peso, na mesma base. Embora diversos intervalos exemplificativos sejam fornecidos aqui, deve- se entender que a quantidade exata do composto retardante de chama usado depende do grau desejado de retardância de chama, do polímero específico usado e do uso final do produto resultante.

A espuma extrudada da presente invenção pode ser formada a partir de um polímero estirênico. Os polímeros estirênicos que podem ser usados, de acordo com a presente invenção, incluem os homopolímeros e os copolímeros de monômeros aromáticos de vinil, ou seja, monômeros tendo uma porção insaturada e uma porção aromática.

De acordo com um aspecto da presente invenção, o monômero aromátic o de vinil tem a fórmula:

H2C=CR-AT

onde R é hidrogênio ou um grupo alquil tendo 1 a 4 átomos de carbono e Ar é um grupo aromático (incluindo diversas unidades alquil e aromáticas com o anel halo substituído) tendo de cerca de 6 a cerca de 10 átomos de carbono. Exemplos de tais monômeros aromáticos de vinil incluem, mas não estão limitados a, estireno, alfa-metilestireno, orto- metilestireno, meta-metilesitreno, para-metilestireno, para-etilestireno, isopropeniltolueno, isopropenilnaftaleno, vinil tolueno, vinil naftaleno, vinil bifenil, vinil antraceno, os dimetil-estirenos, t-butil-estireno, os diversos cloro-estirenos (como os mono- e dicloro- variantes) e os diversos bromo-estirenos (como os mono-, dibromo- e tribromo-variantes).

De acordo com um aspecto da presente invenção, o monômeroé estireno. O poliestireno é preparado imediatamente por meio de técnicas de polimerização de volume ou massa, solução, suspensão ou emulsão, conhecidas na prática. A polimerização pode ser efetuada na presença de radical livre, iniciadores catiôricos ou aniônicos, como peróxido di-t-butil, azo-bis(isobutironitrila), peróxido de di-benzoila, perbenzoato de t- butil, perósdo de dicumil, persulfato de potássio, tricloreto de alumínio, trifluoreto de boro, complexos de eterato, tetracloreto de titânio, n-butillítio, t-butillítio, cumilpotás sio, 1,3-trilitiociclohexano e similares. Detalhes adicionais da polimerização de estireno, sozinho ou na presença de um ou mais monômeros copolimerizáveis com estireno, são bem conhecidos e não serão descri tos aqui em detalhes.

Tipicamente, o poliestireno tem um peso molecular de cerca de ao menos 1.000. De acordo com um aspecto da presente invenção, o poliestireno tem um peso molecular de cerca de ao menos 5.000. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, o poliestireno tem um peso molecular de cerca de 150.000 a cerca de 500.000. No entanto, deve-se entender que o poliestireno que tem um peso molecular maior, pode ser usado quando foi adequado ou desejado.

As espumas da presente invenção podem incluir, opcionalmente, um sinergista. Exemplos não limitantes de sinergistas adequados para uso aqui incluem peróxido de dicumil, óxdo férrico, óxicb de zinco, borato de zinco e oxides de um elemento do grupo V, por exemplo, bismuto, arsênio, fósforoe antimônb. De acordo com um aspecto da presente invenção, o sinergista é dicumil.

Se as espumas da presente invenção incluírem um sinergista, o sinergista geralmente pode estar presente na espuma em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,01 a cerca de 5 por cento por peso, com base no peso total da espuma. Em um aspecto, o sinergista está presente na espuma em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,05 a cerca de 3 por cento por peso, às vezes no intervalo de cerca de 0,1 a cerca de 1 por cento por peso na mesma base. Em um outro aspecto, o sinergista está presente na espuma em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,1 a cerca de 1 por cento por peso na mesma base. Ainda em um outro aspecto, o sinergista está presente na espuma em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 por cento por peso na mesma base. Em uma modalidade exemplificativa, se for usado um sinergista nas espumas da presente invenção, o sinergista está presente na espuma em uma quantidade de cerca de 0,4 por cento por peso, na mesma base. A razão entre a quantidade total de sinergista e a quantidade total de

composto (I) pode estar no intervalo de cerca de 1:1 a cerca de 1:7. De acordo com um aspecto da presente invenção, a razão entre a quantidade total de sinergista e a quantidade total de composto (!) está no intervalo de cerca de 1:2 a cerca de 1:4.

No entanto, embora o uso de um sinergista seja descrito aqui, deve-se entender que não é necessário nenhum sinergista para obter uma composição retardante de chama eficaz. Assim, de acordo com um aspecto da presente invenção, a composição retardante de chama é substancialmente livre de um sinergista. De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, a composição retardante de chama é substancialmente livre de compostos de antimônio.De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a composição inclui um sinergista, mas é substancialmente livre de trióxicb de antimônio. As espumas da presente invenção incluem, opcionalmente, um estabilizante térmico. Exemplos de estabilizantes incluem, mas não estão limitados a: zeólitcs, hidrotalcito, talco, estabilizantes de organo-estanho, por exemplo, butil estanho, octil estanho e mercaptideos de metil estanho, carboxilato de butil estanho, maleato de butil estanho, maleato de dibutil estanho, derivados de epóxi,aglutinantes acrílicos poliméricos, óxidos de metal, por exemplo, ZnO, CaO e MgO, estabilizantes de metal mistos, por exemplo, estabilizantes de zinco, cálcio/zinco, magnésio/zinco, bário/zinco e bário/cálcio/zinco, carboxilatos de metal, por exemplo, estearatos de zinco, cálcio, bário ou outros carboxilatos de cadeia longa, fosfatos de metal, por exemplo, sódiq cálcio, magnésio ou zinco ou qualquer combinaç ão dos mesmos.

Se as espumas da presente invenção incluírem um estabilizante térmico, ele geralmente estará presente em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,01 a cerca de por cento por peso, com base no peso total do composto (I) usado na espuma. Em um aspecto, o estabilizante térmico está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade no intervalo de cerca de 0,5 a cerca de 5 por cento por peso, na mesma base. Ainda em um outro aspecto, o estabilizante térmico está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade no intervalo de cerca de 1 a cerca de 5 por cento por peso, na mesma base. Ainda em um outro aspecto, o estabilizante térmico está presente nas espumas da presente invenção em uma quantidade de cerca de 2 por cento por peso na mesma base.

Outros aditivos que podem ser usados na composição e espuma da presente invenção incluem, por exemplo, auxiliares de extrusão (por exemplo, estearato de bári o ou estearato de cálcio) ou compostos de dicumil e derivados, corantes, pigmentos, filtros, estabilizantes térmicos, antioxidante, agentes anti-estát icos, agentes de reforço, depuradores ou desativadores de metal, modificadores de impacto, auxiliares de processamento, agentes de liberação do molde, lubrificantes, agentes anti-bloqueio, outros retardantes de chama, outros estabilizantes térmicos, antioxidantes, estabilizantes UV, plastificantes, auxiliares de fluxo e materiais similares. Se for desejado, podem ser incluídos agentes de nucleação (por exemplo, talco, silicato de cálcio ou índigo) na composição de poliestireno para controlar o tamanho de célula. Qualquer processo adequado conhecido na técnica pode ser usado para formar as espumas da presente invenção e estas espumas podem ser usadas para inúmeras finalidades incluindo, mas não estando limitado a, isolamento térmico.

Um procedimento exemplar para formar as espumas da presente invenção envolve fundir uma resina de poliestireno em um extrusor, formando uma resina fundida. A resina fundida é transferida para um misturador, por exemplo, um misturador rotativo, tendo um rotor encapsulado dentro de um alojamento com uma superfície interna guarnecida que inter-enreda com os pinos no rotor. A resina fundida e um agente de espumação ou insuflação volátil são alimentados na extremidade de entrada do misturador e descarregados na extremidade de saída, sendo que o fluxo é em uma direção genericamente axial. A partir do misturador, o gel é passado através de resfriadores e a partir dos resfriadores até uma matriz, que faz a extrusão de uma placa genericamente retangular. Tal procedimento é descrito por exemplo, na patente U.S. No. 5.011.866, incorporada por referência em sua integridade. Outros procedimentos, como aqueles descritos nas patentes U.S. Nos 3.704.083 e 5.011.866, cada uma das quais incorporada ao contexto à guisa de referência em sua integridade, incluem o uso de sistemas em que a espuma é extrudada e espumada sob condições de pressão subatmosférica, atmosférica e superatmosférica. Outros exemplos de processos adequados de espumação aparecem, por exemplo, nas patentes U.S. Nos 2.450.436, 2.669.751, 2.740.157, 2.769.804, 3.072.584 e 3.215.647, cada uma das quais incorporada ao contexto à guisa de referência em sua integridade.

Diversos agentes de espumação ou de insuflação podem ser usados para produzir a espuma de poliestireno extrudado com retardante de chama da presente invenção. Exemplos de materiais adequados são fornecidos na patente U.S. No. 3.960.792, incorporada ao contexto à guisa de referência em sua integridade, substancias químicas volátei s contendo carbono são bastante usadas para esta finalidade incluindo, por exemplo, hidrocarbonetos alifá ticos, inclusive etano, etileno, propano, propileno, butano, butileno, isobutano, pentano, neopentano, isopentano, hexano, heptano, ou qualquer mistura dos mesmos; halocarbonos e/ou hidrocarbonetos volá teis, como cloreto de metil, clorofluorometano, bromoclorodifluorometano, 1,1,1-trifluoroetano, 1,1,1,2- tetrafluoroetano, diclorofluorometano, diclorodifluorometano, clorotrifluorometano, triclorofluorometano, sym-tetraclorodifluoroetano, 1,2,2-tricloro-l, 1,2-trifluoroetano, sym-diclorotetrafluorometano, tetralquilsilanos volá teis, como tetrametilsilano, etiltrimetilsilano, isopropiltrimetilsilano e n-propiltrimetilsilano e qualquer mistura dos mesmos. Um exemplo de um agente de insuflação contendo flúor é 1,1-difluoroetano, fornecido sob o nome comercial HFC-152a (FORMACEL Z-2, E.I. duPont de Nemours and Co.) Matéria vegetal contendo água como sabugo de milho finamente dividido também pode ser usado como um agente de insuflação. Conforme descrito na patente U.S. N0 4.559.367, incorporada ao contexto à guisa de referência em sua integridade, tal matéria vegetal também pode servir como carga. Também pode ser usado dióxüo de carbono como um agente de insuflação ou como um componente do mesmo. Os métodos para usar dióxicb de carbono como um agente de insuflação são descritos, por exemplo, nas patentes U.S. Nos 5.006.566, 5.189.071, 5.189.072 e 5.380.767, cada uma das quais sendo incorporada ao contexto à guisa de referência em sua integridade, outros exemplos de agente de insuflação e de misturas de agentes de insuflação incluem nitrogênio, argônio ou água, com ou sem dióxüo de carbono. Se desejado, tais agentes de insuflação ou misturas de agentes de insuflação podem ser misturados com alcoói, hidrocarbonetos ou éteres de volatilidade adequada. Veja, por exemplo, a patente U.S. N0 6.420.442, incorporada ao contexto à guisa de referên cia em sua integridade. A espuma de poliestireno extrudada pode incluir, tipicamente, os diversos

componentes e aditivos nas quantidades relativas determinadas abaixo em conjunto com as composições usadas para formar a espuma. Assim, por exemplo, uma espuma de poliestireno extrudado da presente invenção pode conter um composto retardante de chama em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento por peso da espuma. A descrição acima é direcionada a diversas modalidades da presente

invenção. Aqueles que são versados na técnica irão reconhecer que outros meios, que são igualmente eficazes, podem ser imaginados para realizar o espírito desta invenção. Deve- se notar também que modalidades preferidas da presente invenção contemplam que todos os intervalos discutidos aqui incluem intervalos de qualquer quantidade menor até qualquer quantidade mais alta. Os exemplos a seguir ilustrarão a presente invenção, mas não devem ser considerados como limitantes, de qualquer maneira.

Exemplos

Nos exemplos a seguir, "PS" é usado, de modo intercambiável, para

poliestireno.

Exemplo 1

O impacto de extrusão sobre o peso molecular de diversos concentrados e espumas retardantes de chama foi determinado por avaliação das amostras usando GPC antes e após a extrusão.

A amostra A foi preparada fazendo-se um concentrado (composto I, 10 por

cento por peso) e então, deixando-se o concentrado em uma resina pura a uma razão de cerca de 35 por cento por peso de concentrado a cerca de 65 por cento por peso de resina pura PS-168 e extrudando-se a espuma de baixa densidade via injeção de dióxdo de carbono. PS-168 é um poliestireno de cristal reforçado com grau de retardante de chama para fins gerais disponível comercialmente junto a Dow Chemical Company. Ele tem um peso molecular médio de cerca de 172.000 daltons e um número de peso molecular médio de cerca de 110.000 daltons (medido por GPC). As anál ises de peso molecular foram determinadas em THF com um sistema modular Waters HPLC equipado com um refratômetro diferencial Waters 410 e um detector de intensidade de dispersão de luz Precision Detectors modelo PD-2000. As colunas usadas para realizar a separação foram 2 colunas PL de leito misto de gel (de Polymer Labs). Os padrões de poliestireno, também de Polymer Labs, foram usados como padrões de calibração na determinação de valores de peso molecular.

O concentrado continha cerca de 10 por cento por peso de composto (I), cerca de 0,5 por cento por peso de estabilizante térmico hidrotalcito, cerca de 4,3 por cento por peso de Mistron Vapor Tale, cerca de 1,5 por cento por peso de estearato de cálcio e cerca de 83,7 por cento por peso de Dow PS-168. Os concentrados foram produzidos em um extrusor de parafuso duplo co-rotativo Werner&Phleiderer ZSK-30 a uma temperatura de fusão de cerca de 175°C. Foi usado um perfil de parafuso de mistura padrão disperisivo a cerca de 250 RPM e uma taxa de alimentação de cerca de 8 kg/hora. A resina Ps-168 foi alimentada via um alimentador gravimétrico de parafuso simples e os aditivos pulverizados foram pré-misturados e alimentado usando um alimentador de pôde parafuso duplo.

Então, o concentrado foi misturado em poliestireno puro Dow PS-168 usando o mesmo extrusor de parafuso duplo a uma razão de cerca de 35 por cento por peso de concentrado para cerca de 65 por cento por peso de poliestireno para produzir espuma usando as seguintes condições: temperaturas de Zonas 1 (cerca de 175°C), 2 (cerca de 160°C), 3 (cerca de 130°C) e 4 ( cerca de 130°C), temperatura de matriz de cerca de 145°C, velocidade do parafuso de cerca de 60 RPM, taxa de alimentação de cerca de 3,2 kg/hora, pacote de filtro 40/80/150, de cerca de 290 a cerca de 310 psig de pressão de dióxüo de carbono, cerca de 160°C de temperatura de fusão, de cerca de 63 a cerca de 70% de torque e de cerca de 2 a cerca de 3 pés/minuto de velocidade de retirada.

A espuma continha cerca de 3,5 por cento por peso de retardante de chama (cerca de 2,2 por cento por peso de bromo) e cerca de 1,5 por cento por peso de talco, como um agente de nucleação para o processo de espumação. Também foi usado hidrotalcito DHT4 em uma quantidade de cerca de 5 por cento por peso do composto retardante de chama para estabilizar o retardante de chama durante o processo de extrusão e formação de espuma. Uma matriz padrão de formação de cordão de dois orifícios (orifícios com 1/8 de polegada de diâmetro) foi usada para produzir as espumas, com um orifício tapado. As hastes de espuma resultantes com 5/8 de polegada de diâmetro tinha uma película superficial muito fina (0,005 polegadas ou menos) e uma estrutura de célula fechada fina. O gás dióxidode carbono foi injetado no cilindro #8 (ZSK-30 é um extrusor de 9 cilindros). As hastes foram espumadas com dióxidode carbono a uma densidade de cerca de 9,0 libras/pé3 (gravidade específica 0,14). A amostra de controle K foi preparada como na Amostra A, exceto pelo

fato de que o concentrado continha cerca de 9 por cento por peso de hexabromociclododecano estabilizado SAYTEX HP900SG (HBCD).

A amostra comparativa L foi preparada fazendo-se um concentrado de resina PS-168 contendo cerca de 13 por cento por peso de composto (II), N-metil-isoindol- l,3(2,H)-diona, 5,6-dibromohexahidro-Cas No. 2021-21-8, cerca de 0,5 por cento por peso de estabilizante térmico hidrotalcito, cerca de 4,3 por cento por peso de Mistron Vapor Tale, cerca de 1,5 por cento por peso de estearato de cálcio e cerca de 80,7 por

cento por peso de Dow PS-168.

O concentrado foi produzido em um extrusor de parafuso duplo co-rotativo Werner&Phleiderer ZSK-30 a uma temperatura de fusão de cerca de 175°C. Foi usado um perfil de parafuso de mistura padrão disperisivo a cerca de 250 rpm e uma taxa de alimentação de cerca de 8 kg/hora. Concentrado de resina Ps-168 e aditivos em pó foram pré-misturados e alimentados via um alimentador gravimétrico de parafuso simples. O concentrado não teve bom desempenho, ficando laranja escuro com o tempo. Ocorreu degaseificação com perda de resistência de resina fundida. A formação de cordões tornou-se impossível após 10 minutos de extrusão.

A amostra comparativa M foi preparada fazendo-se um concentrado de resina PS-168 contendo cerca de 12,5 por cento por peso de composto (III), IH-isoindol- l,3(2,H)-diona, 5,6-dibromohexahidro-Cas No. 59615-06-4, cerca de 0,5 por cento por peso de estabilizante térmico hidrotalcito, cerca de 4,3 por cento por peso de Mistron Vapor Tale, cerca de 1,5 por cento por peso de estearato de cálcio e cerca de 81,2 por

cento por peso de Dow PS-168.

O concentrado foi produzido em um extrusor de parafuso duplo co-rotativo Werner&Phleiderer ZSK-30 a uma temperatura de fusão de cerca de 175°C. Foi usado um perfil de parafuso de mistura padrão disperisivo a cerca de 250 rpm e uma taxa de alimentação de cerca de 8 kg/hora. Concentrados de resina Ps-168 e aditivos em pó foram pré-misturados e alimentados via um alimentador gravimétrico de parafuso simples. O concentrado teve um desempenho razoável em termos de manter a resistência em fundido e boa formação de cordão, mas o material ficou vermelho-laranja escuro desde o começo. A degaseificação inicial estabilizou após cerca de5 a 10 minutos.

A amostra N foi preparada conforme descrito acima com referência à amostra A, exceto pelo fato de que foi usado o composto (IV), 30 por cento por peso, bis- 1,1'-(metilenedi-4,1 -fenileno)bismaleimida bromado ao invés do composto I.

O concentrado continha cerca de 30 por cento por peso (1,11 kg) de composto (IV) e cerca de 70 por cento por peso (2,59 kg) de PS0168. O concentrado foi produzido em um extrusor de parafuso duplo em contra-rotação Leistritz/Haake Micro 18 a uma temperatura de fusão de cerca de 170°C. Foi usado um perfil de parafuso de mistura dispersiva padrão a cerca de 100 rpm e uma taxa de alimentação de cerca de 3 kg/hora. O concentrado de resina de poliestireno e os aditivos em pó foram pré-misturados e alimentados usando um alimentador gravimétrico de parafuso simples. Os cordões extrudados exibiram ligeira espumação e ordor, indicativo de uma liberação térmica de HBr.

Tabela 1

Amostra Descrição Peso molecular inicial (Daltons) Peso molecular, após extrusão (Daltons) Diferença Concent. A Poliestireno/Composto I 172.000 164.000 -5% Concent. K Poliestireno/HP- 900SG 172.000 166.000 -3% Concent. L Poliestireno/Composto II 172.000 177.400 + 3% Concent. M Poliestireno/Composto III 172.000 176.700 + 3% Concent. N Pol iestireno/Composto IV 240.000 120.000 -50% PS-168 Poliestireno 172.000 171.000 -1%

Os resultados indicam que o composto (I) é altamente estável e causa mínima degradação do poliestireno, se causar alguma. Por outro lado, o composto (IV) causa degradação significativa do poliestireno e, conseqüentemente, não é adequado para a produção de uma espuma de poliestireno extrudado retardante de chama.

Exemplo 2 Foi usado um Espectrocolorímetro (geometria difusa) Hunter Lab ColorQUEST para medir o valor do índice de Amarelidão (YI) para diversas espumas retardantes de chama. O procedimento usado foi aquele descrito acima na seção "Descrição Detalhada da Invenção".

As amostras A, k, L, Μ, N e PS-168 são descritas acima. Os resultados são apresentados na Tabela 2.

Tabela 2

Tipo Descrição Amostra YI Cor Espuma Composto I/PS Espuma A 1 Branca HP-900SG/PS Espuma K 1 Branca Composto II/PS Espuma L 57 Laranja Composto III/PS Espuma M 64 Laranja escuro Espuma de poliestireno PS-168 1 Branca

Os resultados indicaram que o composto (I) é altamente adequado para uso na formação de uma espuma de poliestireno. A falta de mudança de cor demonstra alta estabilidade térmica com pouca ou nenhuma degradação do polímero. Amostras de espuma L e espuma M têm coloração significativa que torna os compostos retardantes de chama (II) e (II) inadequados para formar espumas de poliestireno extrudado.

Claims

1. Espuma de poliestireno extrudado retardante de chama, CARACTERIZADA pelo fato de que contém composto retardante de chama que tem a estrutura: onde o YI médio da dita espuma de poliestireno extrudado retardante de chama está no intervalo de cerca de 1 a cerca de 10 e a espuma de poliestireno extrudado retardante de chama tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama.

2. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama está presente em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento por peso da espuma.

3. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama está presente em uma quantidade de cerca de 0,5 a cerca de 7 por cento por peso da espuma.

4. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama está presente em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 5 por cento por peso da espuma.

5. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama está presente em uma quantidade de cerca de 3 a cerca de 4 por cento por peso da espuma.

6. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de ser formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 15% após cerca de minutos a 190°C.

7. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de ser formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 10% após cerca de32 minutos a 175°C.

8. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de ser formada a partir de uma composição em que o poliestireno extrudado retardante de chama tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 95% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama.

9. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de ter um YI médio de cerca de 1 a cerca de 5.

10. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de ter um YI médio de cerca de 1.

11. Artigo, CARACTERIZADO pelo fato de que é feito a partir da espuma de poliestireno extrudado da reivindicação 1.

12. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADA pelo fato de que o dito artigo é isolamento térmico.

13. Espuma de poliestireno extrudado retardante de chama, CARACTERIZADA pelo fato de ser dotada de um YI médio no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10, sendo que a dita espuma de poliestireno extrudado retardante de chama tem pelo menos uma das seguintes características: (a) a espuma é formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminuir menos que cerca de 15% apóscerca de 32 minutos a 190°C; (b) a espuma é formada a partir de uma composição que tem uma viscosidade ao cisalhamento inicial que diminui menos do que cerca de 10% apóscerca de32 minutos a 175°C; e/ou (c) a espuma é formada a partir de uma composição em que o poliestireno tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama; ou

14. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama é um composto bromado alifático, um c omposto cicloalifá tico ou uma combinação dos mesmos.

15. Espuma de poliestireno extrudado, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o composto retardante de chama é <formula>formula see original document page 21</formula>

16. Espuma de poliestireno extrudado, CARACTERIZADA pelo fato de que contém um composto retardante de chama que tem a estrutura <formula>formula see original document page 21</formula> onde a espuma de poliestireno extrudado é substancialmente isenta de trióddo de antimôrio e tem um YI médio no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10 e a espuma de poliestireno extrudado retardante de chama tem um peso molecular (Mw) de cerca de pelo menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama.

17. Método de produção de espuma de poliestireno extrudado retardante de chama substancialmente isenta de trióxido de antimônio, sendo que o método é CARACTERIZADO pelo fato de compreender: proporcionar uma resina de poliestireno fundido; misturar em fusão com o poliestireno fundido de cerca de 0,1 por cento por peso a cerca de 10 por cento por peso de um composto retardante de chama tendo a estrutura: <formula>formula see original document page 22</formula> adicionar um agente de insuflação ao poliestireno fundido para formar uma composição de poliestireno retardante de chama; e extrudar a composição de poliestireno retardante de chama através de uma matriz formando assim uma espuma de poliestireno retardante de chama extrudada substancialmente isenta de triórido de antimôrio, onde o YI médio da dita espuma de poliestireno retardante de chama substancialmente isenta de trióxicb de antimônò está no intervalo que varia de cerca de 1 a cerca de 10.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a espuma de poliestireno extrudada retardante de chama tem um peso molecular (Mw) de cerca de ao menos 90% do poliestireno em uma composição idêntica sem o composto retardante de chama.