ES2219718T3

ES2219718T3 - Polimeros de estireno expandibles, que contienen agentes protectores contra las llamas exentos de halogeno.

Info

Publication number: ES2219718T3
Application number: ES97117083T
Authority: ES
Inventors: Dietrich Dr. Scherzer; Klaus Dr. Hahn; Maria Dr. Lorenz; Gunter Dr. Herrmann; Franz-Josef Dr. Dietzen; Gerd Dr. Ehrmann; Dieter Dr. Naegele
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2004-12-01
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: EP0834529B1; DE59711592D1; EP0834529A1; DE19640886A1

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN POLIMERO DE ESTIRENO EXPANDIBLE Y PARTICULADO, QUE CONTIENE UN GASIFICANTE VOLATIL, ASI COMO UN RETARDADOR DE LA LLAMA SIN HALOGENOS, UNA MEZCLA DE UN COMPUESTO DE FOSFORO Y UN HIDROXIDO METALICO DESHIDRATANTE, ASI COMO LAS ESPUMAS FABRICADAS A PARTIR DE LOS MISMOS Y QUE HAN SUPERADO LA PRUEBA B 2 DE INCENDIOS (SEGUN DIN 4102).

Description

Polímeros de estireno expandibles, que contienen agentes protectores contra las llamas exentos de halógeno.

La invención se refiere a polímeros de estireno expandibles en forma de partículas y que contienen agentes protectores contra las llamas exentos de halógeno, su obtención así como plásticos celulares obtenidos de los mismos.

Se conocen desde hace mucho tiempo plásticos celulares de partículas de poliestireno y han mostrado en muchos campos su eficacia. La obtención de plásticas celulares de este tipo se lleva a cabo por espumeo de polímeros de estireno en forma de partículas impregnados con propulsantes y siguiente soldadura de las partículas de espuma así obtenidos para dar cuerpos moldeados. Un campo de aplicación esencial es la amortiguación térmica en la construcción.

En muchas aplicaciones de plásticos celulares, particularmente en la construcción, se exige, que los plásticos celulares están dotados de forma ignífuga. Se sabe, que puede conseguirse esto por la adición de agentes protectores contra las llamas, como, por ejemplo, por compuestos de bromo. Un contenido de compuestos de bromo en el plástica celular es, sin embargo, no exento de problemas, ya que en caso de incendio pueden formarse gases de humo corrosivos. Se ha intentado por eso, desde otras materias primas emplear agentes protectores contra las llamas exentos de halógeno conocidos, como fósforo rojo o éster del ácido fosfórico. En este caso se demuestra, sin embargo, que los correspondientes plásticos celulares no superan el ensayo de incendio B 2 (según DIN 4102).

La JP-A-07 292 152 describe mezclas de agentes protectores contra las llamas, que contienen CaCl_{2}, MgCl_{2}, hidróxido de aluminio y/o silicatos sódicos así como compuestos, que contienen cloro y fósforo.

El objeto de la invención consistía, pues, en poner a disposición polímeros de estireno expandibles y en forma de partículas, que contienen agentes protectores contra las llamas exentos de halógeno y que elaborables para dar plásticos celulares, que superan el ensayo de incendio B 2.

Se resuelve esta tarea según la invención por una mezcla de agentes protectores contra las llamas, constituida por un compuesto de fósforo y un hidróxido metálico, que disocia agua.

El objeto de la invención son, pues, polímeros de estireno expandibles en forma de partículas, que contienen un propulsante volátil así como como agente protector contra las llamas al menos un 12% en peso de una mezcla exenta de halógeno, constituida por un compuesto de fósforo y un hidróxido metálico, que disocia agua.

Demás objetos de la invención son diferentes procedimientos para la obtención de estos polímeros de estireno expandibles así como partículas de espuma de poliestireno dotadas de forma ignífuga y su empleo para la obtención de plásticos celulares, que superan el ensayo de incendio B 2.

Los polímeros de estireno expandibles según la invención contienen como matriz polímera particularmente homopoliestireno o copolímeros de estireno con hasta un 20% en peso, referido al peso de los polímeros, de comonómeros etilénicamente insaturados, particularmente alquilestirenos, divinilbenceno, acrilonitrilo o -metilestireno. También son posibles mezclas, constituidas por poliestireno y copolímeros, particularmente poliacrilonitrilo y polifenilenéteres.

Los polímeros de estireno pueden contener los productos auxiliares y aditivos habituales y conocidos, como, por ejemplo, formadores de gérmenes, estabilizantes de UV, transmisores de cadenas, propulsantes, plastificantes, hollín, pigmentos y antioxidantes. Se recubren con los agentes de recubrimiento habituales y conocidos, por ejemplo estearatos metálicos, ésteres de glicerina y silicatos finamente divididas. Su tamaño de partículas se sitúa preferentemente en el intervalo de 0,2 hasta 2 mm.

Los polímeros de estireno expandibles según la invención contienen al menos un 12% en peso, preferentemente de un 15 hasta un 30% en peso de una mezcla, constituida por un compuesto de fósforo y un hidróxido metálico, que disocia agua.

Como hidróxidos metálicos, que disocian agua, se emplean preferentemente hidróxidos de magnesio y/o hidróxido de aluminio.

Como compuestos de fósforo pueden emplearse fosfatos, fosfitos o fosfonatos inorgánicos u orgánicos o también fósforo rojo. Los compuestos de fósforo preferentes son trifenilfosfato, difenilcresilfosfato, polifosfonato amónico o dimetilfósfonato.

Los polímeros de estireno expandibles en forma de partículas pueden obtenerse según diferentes métodos.

En un procedimiento preferente se incorpora en una extrusora la mezcla de agentes protectores contra las llamas en poliestireno fundido, se granula entonces de fusión y se impregna el granulada con propulsante adicionalmente, preferentemente en suspensión acuosa.

En un otro procedimiento se funde en una extrusora poliestireno, que contiene propulsantes, se incorpora a la fusión la mezcla de agentes protectores contra las llamas, se saca prensado luego la fusión y se granula.

Finalmente puede fundirse también en una extrusora poliestireno, incorporar en la fusión el propulsante y la mezcla de agentes protectores contra las llamas, sacar la fusión por prensado y granularla.

Los polímeros de estireno expandibles según la invención pueden espumarse para dar partículas de espuma de poliestireno, preferentemente con un espesor de 10 hasta 50 g.l^{-1} y con un tamaño de partículas de 2 a 10 mm. En este caso se espumean las partículas expandibles previamente. Esto ocurre mediante calentamiento con vapor de agua en denominados preespumadores.

Las partículas previamente espumadas se sueldan entonces para dar cuerpos moldeados. En este caso se colocan las partículas en moldes, que no cierran impermeablemente a los gases, y se aplican con vapor de agua. Después del enfriamiento pueden desmoldearse las piezas moldeadas.

En este caso se obtienen plásticos celulares, que superan el ensayo de incendio B 2.

Ejemplos Obtención del minigranulado

En los ejemplos se empleó poliestireno del tipo VPT de la firma BASF AG (Mw aproximadamente 200000), que tenía un Melt-Flow-Index MFI (210ºC/10 kp) de 70,4 ml/10 min y un índice de viscosidad de 75 ml/g (un 0,5% en tolueno, a 25ºC según DIN 53 726/. Se mezcló el granulado de poliestireno en una mezcladora de palas (tipo Lödige) con las cantidades indicadas en la tabla de agentes protectores contra las llamas. El granulado mezclado con los agentes protectores contra las llamas se fundió a continuación en una extrusora de dos husillos (Werner & Pfleiderer, Stuttgart) con un diámetro de husillo de 30 mm (ZSK 30), se extrusiona en forma de barra, se enfrió en un baño de agua y se granuló a continuación mediante cuchillas rotativas. El tamaño medio de partículas ascendió a 1 x 1,5 mm. El granulado así obtenido tenía un índice de viscosidad de 69 ml/g.

Transperlado para dar el granulado, que contiene propulsante

Respectivamente 6 kg del minigranulado así obtenido se colocaron en un reactor con una capacidad para 40 litros, que se alimentó anteriormente con 21 kg de agua desmineralizada, 76 g de pirofosfato sódico, 155 g de heptahidrato de sulfato de magnesio así como 50 g de Mersolat®K30 (al 40% en agua, alquilbencenosulfonato de la firma Bayer). Se cerró el reactor, se lava con nitrógeno y se calentó bajo una sobrepresión de nitrógeno inicial de 1 bar hasta 90ºC. A continuación se aplicaron durante 15 minutos 600 g de una mezcla, constituida por iso- y n-pentano (25/75)y se agitó la suspensión durante otros 10 horas a 90ºC. A continuación se enfrió y se descomprimió el reactor. Las perlas, que contienen propulsante, se eliminaron a través de un tamiz de malla y se secaron durante varias horas en una corriente de aire (temperatura ambiente) hasta un contenido interno de agua de un 0,3% en peso.

Las perlas se recubrieron a continuación en una mezcladora de palas del tipo Lödige con un 0,1% en peso de monoestearato de glicerina y se espumaron en un espumador previo corriente en el comercio de tipo Rauscher durante 3 minutos. La densidad de las perlas previamente espumadas se sitúo en 15 g/l, el tamaño de partículas en 6 mm.

Después de un almacenaje intermedio de 12 horas se espumaron las perlas en un automático del laboratorio de la firma Erlenbach a una presión de vapor de 1,2 bar para dar cuerpos de plástico celular en forma de cúbicos.

1

: TPP = Trifenilfosfato

: HBCD = Hexabromociclododecano

Los ensayos 1 a 5 no son según la invención.

Claims

1. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas, que contienen un propulsante volátil así como un agente protector contra las llamas, caracterizados porque contienen como agente protector contra las llamas al menos un 12% en peso de una mezcla exenta de halógeno, constituida por un compuesto de fósforo y un hidróxido metálico, que disocia agua.

2. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas según la reivindicación 1, caracterizados porque el hidróxido metálico, que disocia agua, es hidróxido sódico p hidróxido de aluminio.

3. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas según la reivindicación 1, caracterizados porque el compuesto de fósforo es fósforo rojo, un fosfato orgánico o inorgánico, fosfito o fosfonato.

4. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas según la reivindicación 1, caracterizados porque el compuesto de fósforo es trifenilfosfato, difenilcresilfosfato, polifosfato amónico o difenilfosfato.

5. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas según la reivindicación 1, caracterizados porque la proporción en peso de hidróxido metálico, que disocia agua, a compuesto de fósforo asciende a 1:1 hasta 1:5.

6. Polímeros de estireno expandibles en forma de partículas según la reivindicación 1, caracterizados porque contienen de un 3 hasta un 10% en peso de un propulsante volátil, preferentemente de un hidrocarburo alifático con 4 a 6 átomos de carbono.

7. Procedimiento para la obtención de los polímeros de estireno expandibles según la reivindicación 1, caracterizado porque se incorpora en una extrusora la mezcla de agentes protectoras contra las llamas en poliestireno fundido, se granula después la fusión y se impregna el granulado con propulsante adicionalmente.

8. Procedimiento para la obtención de los polímeros expandibles según la reivindicación 1, caracterizado porque se funde en una extrusora poliestireno, que contiene propulsantes, se incorpora a la fusión la mezcla de agentes protectores contra las llamas, se saca después la fusión prensado y se granula.

9. Procedimiento para la obtención de polímeros de estireno expandibles según la reivindicación 1, caracterizado porque se funde en una extrusora poliestireno, se incorporan en la fusión propulsantes y la mezcla de agentes protectores contra las llamas, se saca a continuación la fusión por prensado y se granula.

10. Procedimiento para la obtención de partículas de espuma de poliestireno, caracterizado porque los polímeros de estireno expandibles, que contienen agentes protectores contra las llamas según la reivindicación 1, se espumean.

11. Partículas de espuma de poliestireno con un tamaño de partículas de 2 hasta 10 mm y con un espesor de 10 hasta 50 g.l^{-1}, caracterizadas porque contienen de un 12 hasta un 30% en peso de una mezcla exenta de halógeno, constituida por un compuesto de fósforo y un hidróxido metálico, que disocia agua.

12. Empleo de las partículas de espuma según la reivindicación 11 para la obtención de plásticos celulares, que superan el ensayo de incendio B 2 (según DIN 4102).