ES2205546T3 - Mejora de la termoestabilidad de polifosfatos retardantes de la llama. - Google Patents
Mejora de la termoestabilidad de polifosfatos retardantes de la llama.Info
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Abstract
Una composición fluida retardante de la llama, que comprende de 1 a 49 por ciento en peso, basado en el peso de la composición total, de una composición de polifosfato aromático terminado en hidroxi de la fórmula: en la que Ar es arilo, R es un grupo hidrocarbilo aromático y n es de 1 a 20, siendo el resto esencialmente una composición de polifosfato aromático no terminado en hidroxi de la fórmula: en la que Ar y R tienen el significado dado anteriormente y n es de 1 a 10.
Description
Mejora de la termoestabilidad de polifosfatos
retardantes de la llama.
Por el término "polifosfato", según se usa
en esta memoria, se pretende dar a entender una composición del
tipo que se va a describir con más detalle más adelante, que
contiene dos o más restos fosfato en su estructura. Se conocen por
los expertos comunes en la técnica composiciones de polifosfato
aromático que pueden tener predominantemente una naturaleza de
difosfato o de peso molecular más alto (es decir, oligómeros) y que
no están terminados en hidroxi, describiéndose ejemplos
representativos en las Publicaciones de Patentes Europeas Nº
509.506 y 521.628 y la Publicación de Patente Japonesa Nº
227.632/1988. Estos compuestos están representados por la siguiente
fórmula general:
siendo Ar arilo, tal como fenilo no sustituido,
siendo R un grupo hidrocarbilo aromático tal como fenilo, difenio,
y 4,4'-isoproliden-difenilo (siendo
un diol particularmente preferido resorcinol) y estando n
comprendido en el intervalo de 1 a 10. Se contemplan también
mezclas en las que n es un número decimal. Un ejemplo de un
material comercialmente disponible de este tipo que contiene un
grupo puente derivado de resorcinol, se encuentra disponible bajo la
marca comercial FYROLFLEX® RDP de Akzo Nobel Chemicals
Inc.
Se conocen también en la técnica composiciones de
polifosfatos aromáticos terminados en hidroxi. Por ejemplo, un
polifosfato oligómero se describe como uno de los productos
formados mediante los procedimientos descritos en la Publicación de
Patente Japonesa Nº 223.158/1989. El producto deseado es una mezcla
de 22%-65%, en peso, de un reactivo, un éster de monofosfato
terminado en hidroxi, 15%-30% de un compuesto no reactivo, un éster
de fosfato no terminado en hidroxi, y 5%-63% de un éster de fosfato
oligómero terminado en hidroxi. Más recientemente, la Patente de
EE.UU. Nº 5.508.462 de D.A. Bright et al., describe y reivindica un
procedimiento para preparar ciertas composiciones de polifosfatos
aromáticos terminados en hidroxi.
La presente invención se refiere a una
composición fluida retardante de la llama que comprende una
composición de polifosfato aromático y una cantidad efectiva de
unas composiciones de polifosfatos aromáticos terminados en hidroxi
para mejorar su termoestabilidad.
Se ha encontrado ahora que un polifosfato
aromático terminado en hidroxi es un agente mejorador de la
termoestabilidad, efectivo en el tipo de composición de polifosfato
aromático anteriormente mencionada que no está terminado en
hidroxi. En términos generales, la composición de polifosfato
aromático que no está terminado en hidroxi estará presente en
cantidad mayoritaria en la composición (por ejemplo de
aproximadamente 99% a aproximadamente 51%, en peso de la
composición, preferiblemente de aproximadamente 90% a
aproximadamente 70%, en peso de la composición).
El producto de polifosfato aromático terminado en
hidroxi:
siendo Ar y R como se definieron anteriormente, y
estando n comprendido en el intervalo de 1 a 20. La composición de
polifosfato aromático terminado en hidroxi se puede preparar como
se describe en el documento US-5.508.462. Más
específicamente, en una etapa inicial del procedimiento, se hace
reaccionar un monifenil-dihalofosfato con un diol
aromático para formar un fosfato oligómero aromático terminado en
grupos halo. El monofenil-dihalofosfato es de la
fórmula ArOP(O)X_{2}, en la que Ar representa
fenilo sustituido o no sustituido y X representa un grupo halo, tal
como cloro o bromo. Un reactivo preferido para usar es
monofenil-diclorofosfato. El diol aromático es de la
fórmula HOROH, siendo R un grupo hidrocarbilo aromático tal como
fenilo, difenilo, y 4,4`-isopropiliden-difenilo. Un
diol particularmente preferido es resorcinol. Otros compuestos que
se pueden usar incluyen hidroquinona, bisfenol A, bisfenol S y
4,4-difenol. Esta etapa de reacción inicial se
realiza preferiblemente a una temperatura elevada de
aproximadamente 50ºC a aproximadamente 130ºC, usando una cantidad
efectiva (aproximadamente 0,1% a aproximadamente 0,5%, en peso del
dihalofosfato) de un catalizador ácido de Lewis, tal como dicloruro
de magnesio. El producto terminado en grupos halo resultante de
esta reacción es un fosfato oligómero aromático de la siguiente
fórmula:
siendo Ar y X como se describieron anteriormente,
y estando n comprendido en el intervalo de 1 a 10. Se contemplan
también mezclas en las que n es un número decimal. Este producto de
reacción terminado en grupos halo luego se hace reaccionar con diol
adicional en una etapa de reacción posterior para sustituir los
grupos halo terminales con el grupo
HO-R-O del diol para producir el
producto de fosfato oligómero aromático terminado en hidroxi
deseado:
Esta segunda etapa de reacción se realiza también
preferiblemente a una temperatura elevada de aproximadamente 110ºC
a aproximadamente
180ºC.
La presente invención se ilustra por los
siguientes Ejemplos.
Se mezclaron cantidades variables de un
retardante de la llama de polifosfato oligómero a base de
resorcinol (disponible bajo la marca comercial FYROLFLEX® RDP de
Akzo Nobel Chemicals Inc.) y la composición terminada en hidroxi
análoga descrita y reivindicada en la Patente de EE.UU. Nº
5.508.462, mediante mezclamiento en solución en las cantidades
indicadas en la Tabla mostrada más adelante (es decir, 20% en peso,
50% en peso, y 80% en peso de la composición terminada en hidroxi).
Se ensayó la termoestabilidad de las mezclas a las temperaturas
dadas también en la tabla, usando un analizador termogravimétrico
PERKIN ELMER TGA-7, en aire, a un ritmo de
calentamiento de 10ºC por minuto. Se determinó el efecto de mezclar
diversas cantidades de la composición terminada en hidroxi como un
aumento del peso conservado para el sistema a la temperatura dada.
Los datos dados en la tabla muestran tres valores numéricos
secuenciales cuando la composición terminada en hidroxi estaba
presente en las mezclas que se ensayaron: la determinación real del
porcentaje del material de bifosfato original que se conserva
después del análisis termogravimétrico; el peso conservado esperado
de bifosfato que se calculó usando la regla de mezclas; y el
aumento del porcentaje para el valor del peso conservado
experimental comparado con el valor calculado:
Peso conservado de las mezclas\text{*}
(%)
\text{*} la realción en peso del retardante de
la llama de polifosfato de marca FYROLFLEX\text{*} RDP al
componente de polifosfato terminado en hidroxi
\text{**} el primer número da el % en peso del
residuo, experimental; el segundo número da el % en peso del
residuo, calculado; y el tercer número da el % de aumento del
residuo comparando el valor experimental con el valor calculado
Los datos indican que la adición de la
composición terminada en hidroxi al retardante de la llama de
polifosfato de marca FYROLFLEX® RDP mejoraba la termoestabilidad de
dicho producto y que, de este modo, disminuía la pérdida de peso de
la mezcla de productos resultante. Todas las mezclas mostraban un
peso residual más alto con respecto a los valores calculados. El
efecto más pronunciado se observó para la mezcla que contenía 20%
en peso de la composición terminada en hidroxi. A 500ºC, la mezcla
produjo un 35% en peso de residuo, dando lugar a un aumento del
106%, cuando se comparó con el 17% en peso del residuo esperado a
partir una contribución de 80% del retardante de la llama de
polifosfato de marca FYROLFLEX® RDP puro (una línea base de 4,3% en
peso del valor del residuo para el material puro) añadido a una
contribución del 20% de la composición terminada en hidroxi (una
línea base de 70% en peso del valor del residuo para el material
puro). Como consecuencia, se redujo de forma sustancial la
volatilidad del retardante de la llama de polifosfato de marca
FYROLFLEX® RDP, y su descomposición se traslada, al menos
parcialmente, a la fase condensada.
Los anteriores Ejemplos se proporcionan para
ilustrar ciertas realizaciones de la presente invención y, por este
motivo, no han de entenderse en un sentido limitante. El alcance de
la protección solicitada se muestra en las reivindicaciones
siguientes.
Claims (4)
1. Una composición fluida retardante de la llama,
que comprende de 1 a 49 por ciento en peso, basado en el peso de la
composición total, de una composición de polifosfato aromático
terminado en hidroxi de la fórmula:
en la que Ar es arilo, R es un grupo hidrocarbilo
aromático y n es de 1 a
20,
siendo el resto esencialmente una composición de
polifosfato aromático no terminado en hidroxi de la
fórmula:
en la que Ar y R tienen el significado dado
anteriormente y n es de 1 a
10.
2. Una composición según la reivindicación 1, en
la que R es un resto fenilo, difenilo, o
4,4'-isopropiliden-difenilo.
3. Una composición según la reivindicación 2, en
la que R es un resto de resorcinol.
4. Una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que la cantidad de composición
de polifosfato terminado en hidroxi es de 10 a 30 por ciento en
peso, basado en el peso de la composición total.
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1998
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