ES2693524T3

ES2693524T3 - Composición de resina ignífuga

Info

Publication number: ES2693524T3
Application number: ES14854514.8T
Authority: ES
Inventors: Jae Young Sim; Ki Young Nam; Yong Yeon Hwang; Je Sun Yoo; Seon Hyeong Bae; Jae Yeon Bae
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-10-14
Also published as: EP3059281A1; US20160230038A1; EP3059281B1; KR20150045160A; KR101769178B1; WO2015056959A1; CN105051102A; US10093823B2; EP3059281A4

Abstract

Una composición de resina ignífuga, que comprende: (A) 100 partes en peso de una composición de resina mixta que incluye un copolímero de estireno y un elastómero de poliéster; (B) de 1 a 30 partes en peso de una resina epoxi; y (C) de 1 a 30 partes en peso de un agente ignífugo a base de fósforo, en la que (A) la composición de resina mixta que incluye el copolímero de estireno y el elastómero de poliéster incluye al menos un copolímero de estireno y al menos un elastómero de poliéster en una proporción de mezcla de 20 a 60 partes por peso:40 a 80 partes en peso; en la que el elastómero de poliéster es un bloque de polímero termoplástico obtenido mediante copolimerización en bloque aleatoria de (i) un segmento duro cristalino y (ii) un segmento blando; en la que (i) el segmento duro cristalino comprende un compuesto de poliéster que comprende un grupo éster formado mediante la reacción de condensación de un ácido dicarboxílico aromático y un derivado del mismo con un diol alifático, o un grupo éster formado mediante la reacción de condensación de un derivado de ácido dicarboxílico aromático con un diol alifático, un componente principal, en la que (ii) el segmento blando comprende un compuesto de óxido de polialquileno que tiene un grupo éter formado mediante la reacción de adición, como componente principal, y en la que (B) la resina epoxi comprende un compuesto de resina tetrafuncional representado por la siguiente Fórmula 2:

Description

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DESCRIPCION

Composicion de resina ignifuga Campo tecnico

La presente invencion se refiere a una composicion de resina ignifuga que se puede usar como material de recubrimiento de un alambre o un cable, y mas concretamente, a una composicion de resina ignifuga exenta de halogenos para recubrir un alambre y un cable, que tiene mejores propiedades ignifugas y flexibilidad incluyendo una composicion de resina mixta de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, una resina epoxi que contribuye a la mejora de las propiedades ignifugas y un agente ignifugo a base de fosforo.

Antecedentes

Un alambre o un cable usados en piezas electricas y electronicas requieren diversas propiedades, entre las que se incluyen propiedades ignifugas, propiedades fisicas tras el deterioro termico, propiedades a baja temperatura, resistencia al calor, etc., en particular, propiedades ignifugas que satisfacen el alto grado de pirorresistencia (VW-1) basado en UL-1581, centrandose en los paises de America del Norte.

En la actualidad, como material de recubrimiento, en general, se usa un material economico incluyendo el PVC o un agente ignifugo de halogenos, que satisfaga todas las condiciones descritas anteriormente. Sin embargo, en el caso del PVC, se pueden generar gases toxicos peligrosos para los seres humanos y al entorno natural, tales como el clorhidrato y la dioxina, en caso de incendio o durante la realizacion de un proceso de incineracion tras su uso. Por lo tanto, la regulacion sobre el uso del PVC esta en debate, centrandose en los paises desarrollados de Europa, America, Japon, etc. Ademas, tambien existen restricciones sobre el uso de otras resinas que incluyen el agente ignifugo de halogenos, dado que se genera un haluro de hidrogeno nocivo para los seres humanos y el entorno natural.

Recientemente, se ha sugerido una composicion que tiene una resina a base de poliolefina como base y que incluye un hidroxido de metal, tal como hidroxido de magnesio e hidroxido de aluminio, como material de recubrimiento exento de halogenos de un alambre, capaz de mejorar los defectos. Sin embargo, dado que se requiere una cantidad excesiva del hidroxido metalico para que presente propiedades ignifugas, las propiedades fisicas de la composicion se pueden deteriorar, incluyendo la disminucion de la flexibilidad o la resistencia a la traccion del alambre. Ademas, el hidroxido de metal en polvo y los diversos aditivos que incluyen un agente ignifugo en polvo pueden pegarse entre si, pudiendose dificultar su insercion.

Como metodo adicional, se ha sugerido un metodo para conferir propiedades ignifugas mediante el uso de un oxido de polifenileno con un elastomero y un agente ignifugo a base de fosforo. Sin embargo, el oxido de polifenileno forma carbon para producir una capa solida de bloqueo, y el sistema asi producido bloquea el calor y el oxigeno; no obstante, el elastomero solo no podria presentar propiedades ignifugas.

En particular, ya que el oxido de polifenileno no tiene propiedades flexibles, en caso de aumentarse la cantidad de oxido de polifenileno para alcanzar las propiedades ignifugas; se pueden deteriorar varias propiedades fisicas requeridas por una resina para recubrir un cable tal como la flexibilidad.

Por lo tanto, se necesita el desarrollo de una composicion de resina ignifuga flexible y respetuosa con el medio ambiente para satisfacer el grado de pirorresistencia basandose en UL-1581.

El documento EP 1 935 944 desvela, en la Tabla 1, composiciones ignifugas que comprenden los componentes (B) y (C) de la presente invencion, asi como un elastomero de poliester. En su descripcion, ademas, se indica que tambien puede incorporarse una resina de estireno tal como una resina de AS o ABS.

Divulgacion de la invencion

Problema tecnico

En la presente invencion, se proporciona una composicion de resina ignifuga que tiene una buena flexibilidad, propiedades ignifugas y otras propiedades fisicas, y que se usa para el recubrimiento de un alambre o de un cable.

Solucion tecnica

De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona una composicion de resina ignifuga que incluye

(A) 100 partes en peso de una composicion de resina mixta que incluye un copolimero de estireno y un elastomero

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de poliester como se describe a continuacion;

(B) de 1 a 30 partes en peso de una resina epoxi que tambien se describe a continuacion; y

(C) de 1 a 30 partes en peso de un agente ignifugo a base de fosforo.

En este caso, la composicion de resina ignifuga es una composicion de resina ignifuga exenta de halogenos, y puede usarse como un material de recubrimiento de un alambre o de un cable.

Efectos ventajosos

La composicion de resina ignifuga de acuerdo con la presente invencion puede obtener el efecto de mejora de las propiedades ignifugas y de la flexibilidad al mismo tiempo mediante la inclusion de una composicion de resina mixta de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, que pueda prevenir el goteo y que sea capaz de conferir flexibilidad; una resina epoxi capaz de formar carbon y mejorar las propiedades ignifugas; y un agente ignifugo a base de fosforo que ayude a la formacion del carbon.

Mejor modo de llevar a cabo la invencion

De aqui en adelante, la presente invencion se describira en mas detalle para facilitar la comprension de la presente invencion. Se entendera que los terminos o las expresiones que se usan en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones no deben interpretarse segun un significado definido en los diccionarios, sino que deben interpretarse segun un significado que sea coherente con su significado en el contexto de la presente invencion, basandose en el principio de que los inventores pueden definir apropiadamente el concepto de los terminos y de las expresiones para explicar mejor la invencion.

En primer lugar, para resolver los defectos de la tecnica comun descritos anteriormente, se confirmo la formacion de una composicion de resina ignifuga que tiene mejor flexibilidad y propiedades ignifugas mediante la inclusion de una resina mixta de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, una resina epoxi y un agente ignifugo a base de fosforo, y la presente invencion se completo.

En particular, en una realizacion de la presente invencion, se proporciona una composicion de resina ignifuga como la descrita en mayor detalle mas adelante, que incluye:

(A) 100 partes en peso de una composicion de resina mixta que incluye un copolimero de estireno y un elastomero de poliester;

(B) de 1 a 30 partes en peso de una resina epoxi; y

(C) de 1 a 30 partes en peso de un agente ignifugo a base de fosforo.

La composicion de resina ignifuga de la presente invencion es una composicion de resina ignifuga exenta de halogenos, y puede usarse para la preparacion de un material de recubrimiento de un alambre o de un cable.

De aqui en adelante, se describira en detalle cada componente que constituye la composicion de resina ignifuga exenta de halogenos.

(A) composicion de resina mixta que incluye copolimero de estireno y elastomero de poliester

En la composicion de resina ignifuga de la presente invencion, la composicion de resina mixta es una composicion de resina mixta obtenida mediante la mezcla de al menos un copolimero de estireno y al menos un elastomero de poliester en una proporcion de mezcla de 20 a 60 partes en peso:40 a 80 partes en peso.

(A-1) Copolimero de estireno

Como ejemplos tipicos del copolimero de estireno, se puede usar un solo material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en i) un copolimero de injerto de acrilato de alquilo-estireno-acrilonitrilo (de aqui en adelante, “copolimero de ASA”) e ii) un copolimero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (de aqui en adelante, "copolimero de ABS").

En este caso, el copolimero de ASA se pueden preparar mediante la copolimerizacion de injerto del 30 al 50 % en peso de un monomero de acrilato de alquilo, del 10 al 40 % en peso de acrilonitrilo y del 10 al 40 % en peso de estireno.

En caso de que la cantidad del monomero de acrilato de alquilo sea inferior al 30 % en peso, se puede deteriorar notablemente la resistencia al impacto, y en caso de que la cantidad supere el 50 % en peso, se pueden deteriorar la

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resistencia al calor, la fluidez y la rigidez. Ademas, en caso de que la cantidad de acrilonitrilo sea inferior al 10 % en peso, pueden deteriorarse la resistencia qufmica y la rigidez y, en caso de que la cantidad supere el 40 % en peso, pueden deteriorarse la elasticidad y la flexibilidad. Ademas, en caso de que la cantidad de estireno sea inferior al 10 % en peso, pueden deteriorarse la fluidez, la rigidez y la resistencia al calor, y en caso de que la cantidad supere el 40 % en peso, se puede deteriorar notablemente la resistencia al impacto.

Ademas, el copolfmero de ABS se puede preparar mediante la copolimerizacion de injerto del 50 al 70 % en peso de un monomero de butadieno, del 5 al 40 % en peso de acrilonitrilo y del 20 al 65 % en peso de estireno.

En caso de que la cantidad del monomero de butadieno sea inferior al 50 % en peso, se puede deteriorar notablemente la resistencia al impacto, y en caso de que la cantidad supere el 70 % en peso, se pueden deteriorar la resistencia al calor, la fluidez y la rigidez. En caso de que la cantidad de acrilonitrilo sea inferior al 5 % en peso, se pueden deteriorar la resistencia qufmica y la rigidez, y en caso de que la cantidad supere el 40 % en peso, se pueden deteriorar la elasticidad y la flexibilidad. Ademas, en caso de que la cantidad de estireno sea inferior al 20 % en peso, se pueden deteriorar la fluidez, la rigidez y la resistencia al calor, y en caso de que la cantidad supere el 65 % en peso, se puede deteriorar notablemente la resistencia al impacto.

El monomero de acrilato de alquilo y el monomero de butadieno pueden tener preferentemente un diametro medio en numero de 0,1 a 0,5 micrometros. Cuando se usa una composicion de resina ignffuga que incluye el monomero de acrilato de alquilo que tiene un diametro de partfcula en el intervalo anterior como material de recubrimiento de un alambre o un cable de acuerdo con la presente invencion, se pueden garantizar supuestas propiedades ffsicas tales como el brillo y la coloracion, y la resistencia mecanica.

Ademas, el monomero de acrilato de alquilo que compone el copolfmero de ASA puede incluir un grupo alquilo que tenga de 2 a 8 atomos de carbono, y puede incluir preferentemente un grupo alquilo que tenga de 4 a 8 atomos de carbono.

Ademas, el copolfmero de estireno se puede preparar a traves de una reaccion de polimerizacion de injerto en emulsion para preparar de forma estable partfculas que tengan un tamano constante y para mejorar la eficacia del injerto.

Durante la realizacion de la reaccion de polimerizacion de injerto en emulsion, se pueden escoger apropiadamente materiales de uso general para la preparacion de un copolfmero de estireno tales como un emulsionante, un iniciador, un agente de injerto, un agente reticulante, un regulador del peso molecular, un electrolito, etc., y usarlos segun lo demande la situacion.

Ademas, con respecto al copolfmero de estireno preparado mediante la reaccion de polimerizacion de injerto en emulsion, se pueden realizar ademas un proceso de aglomeracion y un proceso de secado como procesos posteriores para recuperar un estado de polvo seco del mismo para su uso.

El peso molecular medio en peso del copolfmero de ASA y del copolfmero de ABS en el copolfmero de estireno puede ser preferentemente de al menos 5 x 104 teniendo en cuenta la resistencia mecanica, resistencia al calor, etc., y, como maximo, de 50 x 104 teniendo en cuenta la productividad. En particular, el peso molecular medio en peso puede ser preferentemente de 7 x 104 a 30 x 104, y puede ser mas preferentemente de 8 x 104.

(A-2) Elastomero de poliester

El elastomero de poliester es un polfmero termoplastico obtenido mediante la copolimerizacion en bloque aleatoria de (i) un segmento duro cristalino e (ii) un segmento blando.

(i) El segmento duro cristalino y (ii) el segmento blando pueden mezclarse en una proporcion de cantidades de 20 a 60 partes en peso:80 a 40 partes en peso. En caso de que la cantidad del segmento duro cristalino sea inferior a 20 partes en peso, la resina es demasiado blanda y diffcil de usar, y en caso de que la cantidad supere las 60 partes en peso, la resina es demasiado dura y no es apropiada como material para un alambre blando.

En particular, (i) el segmento duro cristalino incluye un compuesto de poliester que incluye un grupo ester formado por la condensacion de un acido dicarboxflico aromatico y un derivado del mismo con un diol alifatico, o un grupo ester formado por la condensacion de un derivado de acido dicarboxflico aromatico con un diol alifatico, como componente principal.

El acido dicarboxflico aromatico puede incluir acido tereftalico (TPA), acido isoftalico (IPA), acido 2,6-naftalen- dicarboxflico (2,6-NDCA), acido 1,5-naftalen-dicarboxflico (1,5-NDCA) o acido 1,4-ciclohexan-dicarboxflico (1,4- CHDA). El derivado de acido dicarboxflico aromatico puede incluir un compuesto de dicarboxilato aromatico del que el hidrogeno situado en -COOH esta sustituido con un grupo metilo, por ejemplo, tereftalato de dimetilo (DMT),

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isoftalato de dimetilo (DMI), dicarboxilato de 2,6-dimetilnaftaleno (2,6-NDC), 1,4-ciclohexanodicarboxilato de dimetilo (2,6-NDC), 1,4-ciclohexanodicarboxilato de dimetilo (DMCD) o una mezcla de los mismos. Preferentemente, el derivado de acido dicarboxilico aromatico puede incluir DMT.

Ademas, el acido dicarboxilico aromatico y el derivado del mismo pueden usarse en un intervalo de cantidades del 10 al 55 % en peso, y preferentemente del 15 al 50 % en peso basandose en la cantidad total del elastomero de poliester. En caso de que la cantidad del acido dicarboxilico aromatico y del derivado del mismo sea inferior al 15 % en peso o supere el 50 % en peso, el equilibrio de una reaccion de condensacion total puede no ser correcto, y la reaccion de copolimerizacion por condensacion puede no llevarse a cabo bien.

Ademas, como diol alifatico, se puede usar un compuesto de diol alifatico que tenga un peso molecular inferior o igual a 300, por ejemplo, un solo material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en etilenglicol, propilenglicol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol y 1,4- ciclohexanodimetanol. Preferentemente, se puede usar 1,4-butanodiol.

El diol alifatico se puede usar en una proporcion de cantidades del 10 al 30 % en peso, y preferentemente del 15 al 25 % en peso de la cantidad total del elastomero de poliester. En caso de que la cantidad del compuesto de diol alifatico sea inferior al 15 % en peso o supere el 25 % en peso, el equilibrio de la reaccion de condensacion total puede no ser el correcto, y la reaccion de copolimerizacion por condensacion puede no llevarse a cabo bien.

Ademas, (ii) el segmento blando incluye un compuesto de oxido de polialquileno que incluye un grupo eter formado mediante la reaccion de adicion como componente principal.

Ademas, el compuesto de oxido de polialquileno que incluye el grupo eter puede incluir un compuesto de polieter alifatico, y el compuesto de polieter puede incluir, en particular, polioxietilenglicol, polioxipropilenglicol, polioxitetrametilenglicol (PTMEG), polioxihexametilenglicol, un copolimero de oxido de etileno y oxido de propileno, un polimero de adicion de oxido de etileno y oxido de polipropilenglicol, un copolimero de oxido de etileno y tetrahidrofurano. Entre los compuestos, se puede usar preferentemente PTMEG que tenga un peso molecular medio en numero en un intervalo de 600 a 3.000, o un oxido de polipropilenglicol que tenga un peso molecular en un intervalo de 2.000 a 3.000, cuyo extremo este protegido con caperuza con oxido de etileno.

La dureza del elastomero de poliester (Shore D) esta determinada por la cantidad de oxido de polialquileno incluida como componente principal del segmento blando. Es decir, el oxido de polialquileno puede usarse en una proporcion de cantidades del aproximadamente 40 al 80 % en peso, y preferentemente, del 45 a 80 % en peso, basandose en la cantidad total del elastomero de poliester. En caso de que la cantidad de oxido de polialquileno sea inferior al 40 % en peso, la dureza de una composicion de resina ignifuga finalmente preparada puede ser alta, y la flexibilidad puede deteriorarse cuando se forme un material de recubrimiento de un cable, un alambre, etc. En caso de que la cantidad supere el 80 % en peso, la reaccion de polimerizacion por condensacion puede no llevarse a cabo bien debido a los defectos relacionados con la compatibilidad del segmento duro y el polieter alifatico.

Entretanto, el elastomero de poliester se puede preparar mediante una primera polimerizacion por condensacion en estado fundido o se puede preparar en forma de un copolimero en bloque que tenga un alto grado de polimerizacion y un indice de fusion inferior mediante una segunda polimerizacion en fase solida.

En particular, el elastomero de poliester se prepara de la siguiente manera. Se lleva a cabo una reaccion de transesterificacion con materiales de partida de (i) un acido dicarboxilico aromatico y un diol alifatico, como componentes principales del segmento duro cristalino; e (ii) poli(oxido de alquileno) como componente principal del segmento blando en presencia de un catalizador de butoxido de titanio (TBT) en un intervalo de temperaturas de 140 C a 215 °C durante 120 minutos para producir un oligomero de bis(4-hidroxibutil)tereftalato (BHBT). Luego, se vuelve a introducir el catalizador de TBT en el oligomero, y se lleva a cabo la reaccion de polimerizacion por condensacion en las condiciones de temperatura de aproximadamente 215 a 245 °C durante aproximadamente 120 minutos. En este caso, la reaccion de polimerizacion por condensacion se lleva a cabo mientras se reduce por etapas la presion de 101.325 Pa a 39,9 Pa (de 760 torr a 0,3 torr). La reaccion de polimerizacion por condensacion se lleva a cabo mediante la polimerizacion en estado fundido hasta que un indice de fluidez (MFI) se convierta en un valor diana segun la norma ASTM D-1238. Una vez completada la reaccion, el reactivo se descarga de un reactor por medio de una presion de nitrogeno, y se forma un microgranulo a traves de la aglomeracion del filamento. El punto de fusion de un elastomero de poliester finalmente obtenido a traves del proceso descrito anteriormente es de 130 °C a 220 °C, y preferentemente, de 140 a 210 °C, siendo su MI de 5 a 30 g/min con la carga de 2,16 kg a 230 2C.

(B) Resina epoxi

Ademas, la resina epoxi usada en la composicion de resina ignifuga de la presente invencion comprende un compuesto de resina epoxi tetrafuncional representado por la siguiente Formula 2. Preferentemente, la resina epoxi

puede ser un compuesto de resina epoxi tetrafuncional representado por la siguiente Formula 2.

[Formula 2]

imagen1

5 En la Formula 2 anterior, X es un grupo alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono, un grupo arilo de cadena lineal o de cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono, un grupo alquilo de cadena lineal o de cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono y que incluye un atomo de oxigeno o un atomo de nitrogeno, o un grupo arilo de cadena lineal o de cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono y que incluye un atomo de oxigeno o un atomo de nitrogeno.

10 En este caso, el compuesto de resina epoxi tetrafuncional representado por la Formula 2 anterior puede representarse por la siguiente Formula 2a.

[Formula 2a]

imagen2

15 La resina epoxi puede incluirse preferentemente a una proporcion de cantidades de 1 a 30 partes en peso basada en 100 partes en peso de la composicion de resina mixta de copolimero de estireno y elastomero de poliester. En el intervalo descrito anteriormente, la composicion de resina ignifuga puede formar carbon y puede presentar un buen rendimiento ignifugo sin usar una cantidad excesiva del agente ignifugo a base de fosforo.

(C) Agente ignifugo a base de fosforo

20 Ademas, el agente ignifugo a base de fosforo usado en la composicion de resina ignifuga de la presente invencion puede incluir un unico material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en (a) un compuesto a base de fosfato; (b) un compuesto a base de difosfato; (c) un compuesto a base de polifosfato que tiene al menos tres grupos fosfato; (d) un compuesto a base de fosfonato; (e) un compuesto a base de fosfinato y (f) un compuesto de metal de acido dietilfosfinico.

25 Entre los compuestos anteriores, los ejemplos tipicos del (a) compuesto a base de fosfato pueden incluir un unico material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en fosfato de trifenilo, fosfato de tricresilo, tri(2,6-dimetilfenil)fosfato y tri(2,4,6-trimetilfenil)fosfato.

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Ademas, los ejemplos tipicos del (b) compuesto a base de difosfato pueden incluir un unico material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en difosfato de tetrafenil-resorcinol, difosfato de tetracresil- resorcinol, difosfato de tetra(2,6-dimetilfenil)resorcinol y difosfato de tetrafenil-bisfenol A.

En la composicion de resina ignifuga de la presente invencion, el agente ignifugo a base de fosforo se puede incluir preferentemente en una proporcion de cantidades de 1 a 30 partes en peso basada en 100 partes en peso de la composicion de resina mixta del copolimero de estireno y elastomero de poliester. Con el agente ignifugo a base de fosforo en el intervalo anterior, se pueden garantizar la buena fluidez y el buen aspecto de la composicion de resina termoplastica de la presente invencion sin deteriorarse la resistencia mecanica ni la estabilidad termica.

(D) Otros aditivos

Ademas, la composicion de resina ignifuga de la presente invencion tambien puede incluir un solo material o una mezcla de al menos dos seleccionados del grupo que consiste en un generador de carbon, un compuesto ignifugo exento de halogenos, un agente de refuerzo frente a impactos, un lubricante, un estabilizador termico, un agente de prevencion del goteo, un antioxidante, un fotoestabilizador, un agente bloqueante ultravioleta, un pigmento y una carga inorganica, como (D) otros aditivos.

En este caso, los otros aditivos se pueden incluir en una proporcion de cantidades de 0,1 a 60 partes en peso, en particular, de 0,1 a 50 partes en peso, y mas concretamente, de 0,5 a 40 partes en peso basada en 100 partes en peso de la composicion de resina mixta del copolimero de estireno y del elastomero de poliester.

Ademas, se proporciona un metodo de preparacion de una composicion de resina ignifuga que incluye:

introducir (A) una composicion de resina mixta de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, (B) una resina epoxi y (C) un agente ignifugo a base de fosforo en una extrusora; y amasar en fusion y extruir a una temperatura del barril de 180 °C a 250 °C.

En este caso, la extrusora no se limita especificamente; sin embargo, se puede usar una extrusora biaxial, etc.

Modo de llevar a cabo la invencion

En lo sucesivo, se explicara la presente invencion con mas detalle haciendo referencia a ejemplos y a ejemplos comparativos; sin embargo, los ejemplos son para ilustrar la presente invencion, y no son para limitar el alcance de la misma.

Ejemplos

Las composiciones de resina ignifuga de la presente invencion se prepararon mezclando homogeneamente (A) una composicion de resina mixta de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, (B) una resina epoxi y (C) un agente ignifugo a base de fosforo, usando un mezclador Henschel con las proporciones de los componentes mostradas en la siguiente Tabla 1, introduciendo la mezcla asi obtenida en una extrusora biaxial, y amasando en estado fundido y extruyendo la misma a una temperatura del barril de 180 °C a 250 °C.

En este caso, como (A-1) copolimero de estireno, se uso un copolimero de ASA preparado mediante el uso de un latex de caucho de acrilato de butilo que tiene un diametro medio de particula en numero de 0,3 mm (50 % en peso de un caucho de acrilato de butilo, 35 % en peso de estireno y 15 % en peso de acrilonitrilo, LG Chem. Ltd.) o un copolimero de ABS preparado usando un latex de caucho de butadieno que tiene un diametro medio de particula en numero de 0,3 mm (60 % en peso de un caucho de butadieno, 10 % en peso de estireno y 30 % en peso de acrilonitrilo, LG Chem. Ltd.).

Ademas, como (A-2) elastomero de poliester, se uso Keyflex BT 1140D (LG Chem. LTD.) con una dureza de 40D o Keyflex BT 1172D (LG Chem. LTD.) con una dureza de 70D, que se componen de tereftalato como acido dicarboxilico aromatico, 1,4-butanodiol como diol alifatico y polioxitetrametilenglicol como compuesto de polieter alifatico.

Ademas, como (B) resina epoxi, se uso un compuesto de resina epoxi polifuncional que tiene la Formula 1 anterior (KDMN-1065, Kukdo Chemical Co., Ltd.) o un compuesto de resina epoxi tetrafuncional que tiene la Formula 2a anterior (KDT-4400, Kukdo Chemical Co., Ltd.).

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Ademas, como (C) agente ignifugo a base de fosforo, se uso un agente ignifugo de ester a base de fosforo organico, PX-200 (Daihachi Co.).

Las composiciones de resina se prepararon realizando el mismo procedimiento descrito en el Ejemplo a excepcion del uso de (A) la composicion de resina mixta del copolimero de estireno y del elastomero de poliester, (B) la resina epoxi y (C) el agente ignifugo a base de fosforo en las proporciones de mezcla de los componentes que se muestran en la siguiente Tabla 1.

Las composiciones ignifugas de resina preparadas en los Ejemplos 1 a 4 y en los Ejemplos comparativos 1 a 3 se moldearon por inyeccion en forma de microgranulo, y se secaron usando un secador de aire caliente a 80 °C durante de 2 a 3 horas para eliminar la humedad. A continuacion, se fabrico la muestra usando un moldeador por inyeccion. Usando la muestra, se evaluaron la dureza, el grado de pirorresistencia y el fenomeno de goteo, y los resultados se ilustran en la siguiente Tabla 1.

En este caso, la dureza se midio como de tipo Shore A basandose en la norma ASTM D 2240. Ademas, se midio el grado de pirorresistencia usando una muestra que tenia un tamano de 1,6 mm de espesor, 12,7 mm de ancho y 127 mm de longitud, basandose en la evaluacion VW-1 del apartado 1581 de la norma 1080 del laboratorio del asegurador (UL). Ademas, se observaron el tiempo de combustion total y el fenomeno de goteo repitiendo el contacto de la llama de metano que tenia 500 W calorias bajo la muestra durante 15 segundos y retirandola durante 15 segundos cinco veces.

[Tabla 1]

: Ejemplos Ejemplos comparativos

1: 2 3 4 1 2 3 4

Copolimero de estireno: ASA 40 40 - 25 - 10 0 - 40

ABS: - - 40 25 - - - 70

Elastomero de poliester: Keyflex 1140D 60 - - - - - - -

Keyflex 1172D: - 60 60 50 100 - 100 60

Resina epoxi: Polifuncional 15 15 - 15 15 15 - -

Tetrafuncional: - - 10 - - - 15 -

Agente ignifugo a base de fosforo: PX-200 20 20 20 20 20 20 20 20

Dureza (Shore A): 75 80 70 75 90 X 80 85

Grado de pirorresistencia (VW-1): Apto Apto Apto Apto No apto X Apto Apto

Goteo: X X X X O X O O

A partir de la Tabla 1, las muestras obtenidas usando las composiciones de resina ignifuga de los Ejemplos 1 a 4 de la presente invencion incluian la resina epoxi como componente esencial, y se formo carbon y se alcanzo una alta pirorresistencia. Dado que los componentes principales tenian dureza y flexibilidad bajas, se garantizaria la obtencion de una composicion de resina ignifuga flexible que tuviera baja dureza y flexibilidad. En particular, una muestra fabricada usando la composicion de resina ignifuga que incluye el grupo epoxi tetrafuncional del Ejemplo 3 presento buenas propiedades de pirorresistencia con una cantidad relativamente baja de la resina epoxi. El resultado significa que la resina epoxi tetrafuncional puede tener mejores propiedades de formacion de carbon que otras resinas epoxi. Ademas, dado que la resina epoxi tetrafuncional tenia un peso molecular relativamente mas pequeno que otras resinas epoxi, se presentaron propiedades de dureza inferiores.

Por el contrario, en las composiciones de resina que no incluian el copolimero de estireno de acuerdo con los Ejemplos comparativos 1 y 3, la viscosidad de fusion del elastomero de poliester fue demasiado baja, y se genero goteo. Por lo tanto, el grado de pirorresistencia no fue apto. Ademas, en la composicion de resina que no incluia el elastomero de poliester de acuerdo con el Ejemplo comparativo 2, la resina de estireno se carbonizo durante la 5 realizacion de un proceso de extrusion, y no se pudo realizar la medicion de la dureza ni del grado de pirorresistencia. Ademas, dado que la composicion de resina que no incluia la resina epoxi de acuerdo con el Ejemplo comparativo 4 incluia el copolimero de estireno, se evito el goteo durante una cantidad sustancial de tiempo. Sin embargo, la llama no se apago debido a la ausencia de la resina epoxi para formar carbon. Despues de todo, la resina epoxi no pudo soportar la alta temperatura y se genero goteo, no satisfaciendose el grado de 10 pirorresistencia.

De acuerdo con el resultado, en las composiciones de resina ignifugas de acuerdo con los Ejemplos 1 a 4 y los Ejemplos comparativos 1 a 4, podria ser segura la no obtencion del efecto ignifugo si se excluyera uno cualquiera de un copolimero de estireno y un elastomero de poliester, y una resina epoxi.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Una composicion de resina ignifuga, que comprende:

(A) 100 partes en peso de una composicion de resina mixta que incluye un copolimero de estireno y un elastomero de poliester;

(B) de 1 a 30 partes en peso de una resina epoxi; y

(C) de 1 a 30 partes en peso de un agente ignifugo a base de fosforo,

en la que (A) la composicion de resina mixta que incluye el copolimero de estireno y el elastomero de poliester incluye al menos un copolimero de estireno y al menos un elastomero de poliester en una proporcion de mezcla de 20 a 60 partes por peso:40 a 80 partes en peso;

en la que el elastomero de poliester es un bloque de polimero termoplastico obtenido mediante copolimerizacion en bloque aleatoria de (i) un segmento duro cristalino y (ii) un segmento blando;

en la que (i) el segmento duro cristalino comprende un compuesto de poliester que comprende un grupo ester formado mediante la reaccion de condensacion de un acido dicarboxilico aromatico y un derivado del mismo con un diol alifatico, o un grupo ester formado mediante la reaccion de condensacion de un derivado de acido dicarboxilico aromatico con un diol alifatico, un componente principal,

en la que (ii) el segmento blando comprende un compuesto de oxido de polialquileno que tiene un grupo eter formado mediante la reaccion de adicion, como componente principal, y

en la que (B) la resina epoxi comprende un compuesto de resina tetrafuncional representado por la siguiente Formula 2:

[Formula 2]

imagen1

en la Formula 2 anterior, X es un grupo alquilo de cadena lineal o cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono, o un grupo alquilo de cadena lineal o cadena ramificada que tiene de 1 a 30 atomos de carbono y que incluye un atomo de oxigeno o un atomo de nitrogeno.
2. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, composicion de resina ignifuga que es una composicion de resina ignifuga exenta de halogenos.
3. Uso de la composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1 como material de recubrimiento de un alambre o un cable.
4. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que el copolimero de estireno comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en i) un copolimero de injerto de acrilato de alquilo-estireno-acrilonitrilo (copolimero de ASA), ii) un copolimero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (copolimero de ABS) y una mezcla de los mismos.
5. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 4, en la que el copolimero de ASA se prepara mediante copolimerizacion de injerto del 30 al 50 % en peso de un monomero de acrilato de alquilo, del 10 al 40 % en peso de un monomero de acrilonitrilo y del 10 al 40 % en peso de un monomero de estireno.
6. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 4, en la que el copolimero de ABS se prepara mediante la copolimerizacion de injerto del 50 al 70 % en peso de un monomero de butadieno, del 5 al 40 % en peso de un monomero de acrilonitrilo y del 20 al 65 % en peso de un monomero de estireno.
7. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que (i) el segmento duro cristalino y (ii) el segmento blando se mezclan en una proporcion de mezcla de 40 a 80 partes en peso:60 a 20 partes en peso.
8. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que el acido dicarboxilico aromatico y un derivado del mismo estan comprendidos en una proporcion de cantidades del 10 al 55 % en peso basada en una cantidad

5 total del elastomero de poliester.
9. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que el diol alifatico es un compuesto de diol alifatico que tiene un peso molecular inferior o igual a 300.
10. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que el diol alifatico esta comprendido en una proporcion de cantidades del 10 al 30 % en peso basada en una cantidad total del elastomero de poliester.

10 11. La composicion de resina ignifuga de la reivindicacion 1, en la que el compuesto de resina epoxi tetrafuncional

representado por la Formula 2 anterior se representa mediante la siguiente Formula 2a:

[Formula 2a]

imagen2

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