MX2007015366A - Composicion pirorretardante que exhibe estabilidad termica superior y propiedades pirorretardantes y uso de la misma. - Google Patents
Composicion pirorretardante que exhibe estabilidad termica superior y propiedades pirorretardantes y uso de la misma.Info
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Abstract
La presente invencion se relaciona con una composicion pirorretardante que exhibe estabilidad termica superior y propiedades pirorretardantes y su uso.
Description
COMPOSICIÓN PIRORRETARDANTE QUE EXHIBE ESTABILIDAD TKS-MICA SUPERIOR Y PROPIEDADES PIRORRETARDANTES Y USO DE LA MISMA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición pirorretardante que exhibe estabilidad térmica superior y propiedades pirorretardantes . De manera más particular, la presente invención se relaciona con una composición pirorretardante y su uso; la composición pirorretardante comprende N-2, CASO (Fl) -74623-Dibromopropil-4, 5-dibromohexahidroftalimida y un pirorretardante y un mejorador de la estabilidad térmica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La efectividad de los compuestos pirorretardantes se atribuye típicamente a dos características importantes i) capacidad pirorretardante y ii) estabilidad térmica. La capacidad pirorretardante de un compuesto pirorretardante es determinada típicamente de acuerdo con su índice de Oxígeno
Limitante ("LOI", por sus siglas en inglés), el cual es generalmente medido al ASTM D2863. Los valores de LOI dan la concentración de oxígeno de una mezcla de oxígeno/nitrógeno que soporta únicamente la combustión de material, y a más alto el valor de LOI, mejor la capacidad pirorretardante del compuesto . La estabilidad térmica es medida típicamente por Ref: 188331 análisis termogravimétrico ( "TGA" , por sus siglas en inglés ) . Este análisis implica incrementar la temperatura de un polímero en incrementos de 10 a 20 °C y medir la temperatura a la cual un por ciento en peso fijo pierde la capacidad pirorretardante, es decir 5% en peso, 10% en peso, etc. La prueba TGA es una prueba comparativa, es decir, que un coppuesto pirorretardante con una temperatura más alta a un nivel de pérdida de peso se compara con otro compuesto pirorretardante al mismo nivel de pérdida de peso se dice posee estabilidad térmica superior al compuesto pirorretardante con la temperatura más baja. Generalmente, la industria de los polímeros ha demandado cada vez más compuestos pirorretardantes con propiedades de estabilidad térmica superior a aquéllos actualmente disponibles que igualmente imparten una capacidad pirorretardante a un polímero estirénico que contiene el compuesto . De este modo, existe la necesidad en la técnica de una composición pirorretardante que posea esas cualidades .
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición pirorretardante que tiene mej or estabilidad térmica y eficacia pirorretardante en espuma de poliestireno extruida , la composición comprende : a ) de aproximadamente 60% en peso hasta aproximadamente 95% en peso , sobre la base de la composición pirorretardante, de un N-2, 3-Dibromopropil-4, 5-dibromo-hexahidroftalimida; b) de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de un componente (A) seleccionado de i) zeolitas naturales, ii) zeolitas sintéticas, iii) epóxidos aromáticos halogenados, iv) oligómeros de epoxi halogenados, v) oligómeros epoxi no halogenados, vi) hidrotalcitas y vii) mezclas de i) -vi); y opcionalmente c) un sinergista seleccionado de (i) compuestos de antimonio; (ii) compuestos de estaño; (iii) compuestos de molibdeno;
(iv) compuestos de zirconio; (v) compuestos de boro; (vi) hidrotalcitas; (vii) talco; (viii) dicumil-peróxido; (ix) dicumilo; (x) antioxidantes fenólicos impedidos; (xi) fotoestabilizadores; y xii) mezclas de i)-xi). La presente invención también se relaciona con formulaciones de poliestireno que comprenden cantidades pirorretardantes de la composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención. La presente invención también se relaciona con espuma de poliestireno extruida que contiene cantidades pirorretardantes de la composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención. La presente invención también se relaciona con artículos producidos a partir de esta espuma de poliestireno extruida pirorretardada.
La invención también se relaciona con un proceso para producir un producto de poliestireno extruido, pirorretardado, moldeado, que copprende mezclar un agente de soplado, y una composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención para formar un producto mezclado y extruir el producto mezclado a través de una matriz .
BREVE DESCRIPCIÓN D? LA FIGURA La Figura 1 es una gráfica que compara el índice de Oxígeno Limitante ( "LOI " ) , es decir , la eficacia pirorretardante , de formulaciones poliméricas pirorretardadas de acuerdo con la presente invención .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención es una composición pirorretardante que comprende en el intervalo de aproximadamente 60% en peso hasta aproximadamente 95% en peso, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 90% en peso hasta aproximadamente 95% en peso, N-2 , 3-Dibromopropil-4 , 5-dibromohexahidroftalimida, la cual tiene la fórmula :
sus formas tautoméricas, estereoisómeros, y polimorfos, referidos aquí colectivamente como un "pirorretardante I". El pirorretardante I exhibe muy buena solubilidad en poliestireno. El pirorretardante I tiene una solubilidad en poliestireno en el intervalo de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 8% en peso, sobre la base del peso del poliestireno y el pirorretardante I, a 20°C, en el intervalo de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 10% en peso, sobre la misma base, 40°C. El pirorretardante I tampoco afecta de manera dañina la formación de espumas poliestirénicas, las cuales, cuando se combinan con la solubilidad del pirorretardante I, hacen al pirorretardante I más adecuado para usarse en espumas de poliestireno que en la mayoría de los otros pirorretardantes. La composición pirorretardante de la presente invención también comprende en el intervalo de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso de un componente (A) seleccionado de i) zeolitas naturales, ii) zeolitas sintéticas, iii) epóxidos aromáticos halogenados, iv) oligómeros epoxi halogenados, v) oligómeros epoxi no halogenados, vi) hidrotalcita, y vii) mezclas de i)-vii) . El componente A es un material que sirve a una doble función en la presente invención. Primera, sirve como un estabilizador térmico para la N-2, 3-Dibromopropil-4, 5-dibromohexahidroftalamida que contiene la composición pirorretardante. Segunda, también proporciona efectividad pirorretardante adicional a la composición pirorretardante. Se prefiere que el componente A sea al menos uno de hidrotalcita, epóxidos aromáticos halogenados, oligómeros epoxi halogenados, oligómeros epoxi no halogenados. De manera más preferible, el componente A es al menos uno de epóxidos aromáticos halogenados, oligómeros epoxi halogenados, oligómeros epoxi no halogenados. En modalidades más preferidas, el componente A es seleccionado de epóxidos aromáticos halogenados, oligómeros epoxi halogenados, y mezclas de los mismos. En una modalidad más preferida, el componente A es una hidrotalcita. Se prefiere que el componente A se presente en cantidades en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la base del pirorretardante I. En otras modalidades preferidas, el componente A representa una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso, de manera más preferible de aproximadamente 3 hasta aproximadamente 12% en peso, sobre la base del pirorretardante I.
Zeolitas Las zeolitas naturales adecuadas para usarse aquí pueden ser seleccionadas de cualesquier zeolitas naturales. Las zeolitas sintéticas adecuadas para usarse aquí pueden ser seleccionadas de cualesquier zeolitas sintéticas conocidas. Preferiblemente la zeolita sintética es seleccionada de Zeoline, comercialmente disponible de Praeon, o Zeolite A, comercialmente disponible de Albemarle Corporation bajo el nombre comercial de EZA. La zeolita A usada en la práctica de esta invención puede ser representada por la fórmula generalizada para la zeolita M2/nOAl203ySi02wH2?, donde M es un elemento del grupo IA o IIA, como sodio, potasio, magnesio, y calcio. Para una zeolita de sodio, la fórmula es Na2?Al2?3xSi02yH20, donde el valor de x normalmente cae dentro del intervalo de 1.85 ± 0.5, y el valor para y puede variar y puede ser cualquier de hasta aproximadamente 6. En promedio, el valor de y será de aproximadamente 5.1. Para una zeolita de sodio A, la fórmula puede ser escrita como 1.0±0.2Na2OAlO31.85±0.5SiO2yH2O, donde el valor de y puede ser de hasta aproximadamente 6. Una zeolita A ideal tiene la siguiente fórmula, (NaAlSi04) ?227H20.
Epóxidos Aromáticos Halogenados Los epóxidos aromáticos halogenados adecuados para usarse en la presente invención son preferiblemente diglicidil éteres de bisfenol A halogenado, en el cual de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 átomos de halógeno están sustituidos sobre la porción de bisfenol A y los átomos de halógeno son cloro y/o bromo. Se prefiere más que los átomos de halógeno de la porción de bisfenol A sean sustancialmente todos átomos de bromo. De manera más preferible el epóxido aromático halogenado es seleccionado de resina epoxi bromada producida a partir de TBBPA y epiclorhidrano, la serie PraethermMR, preferiblemente EP-16, comercialmente disponible de Dainippon Ink & Chemicals, y "Resina EPIKOTE-5203" comercialmente disponible de Resolution Performance Products.
Oligómeros Epoxi Aromáticos Halogenados Los oligómeros epoxi aromáticos halogenados adecuados para usarse aquí son resina epoxi del tipo del bisfenol A halogenado representadas por la fórmula (I):
donde X representa un átomo de halógeno; i y j representan cada uno un número entero de 1 a 4; n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.01 a 100, típicamente en el intervalo de 0.5 a 100, preferiblemente en el intervalo de 0.5 a 50, y de manera más preferible en el intervalo de 0.5 a 1.5, y Ti y T2 son, independiente y preferiblemente:
— CH2 — CH CH2 o — CH2 — CH CH2— O— Ph ° OH en las cuales Ph representa un grupo fenilo halogenado sustituido o no sustituido, en el cual el anillo está sustituido por al menos un átomo de cloro o bromo. Los ejemplos no limitantes de Ph incluyen un isómero solo o mezclado de bromofenilo, un isómero solo o mezclado de dibromofenilo, un isómero solo o mezclado de tribromofenilo, un isómero solo o mezclado de tetrabromofenilo, pentabromofenilo, un isómero solo o mezclado de clorofenilo, un isómero solo o mezclado de diclorofenilo, un isómero solo o mezclado de triclorofenilo, un isómero solo o mezclado de tetraclorofenilo, pentaclorofenilo, un isómero solo o mezclado de un grupo tolilo en el cual el anillo está sustituido por dos átomos de bromo, un isómero solo o mezclado de un grupo tolilo en el cual el anillo está sustituido por dos átomos de cloro, y un isómero solo o mezclado de un grupo etilfenilo en el cual el anillo está sustituido por dos átomos de bromo. Cada átomo de halógeno en un grupo Ph es preferiblemente un átomo de bromo. Como se observará aquí posteriormente, pueden ser usados grupos que bloqueen los extremos diferentes a Ph. Los oligómeros epoxi aromáticos halogenados adecuados para usarse aquí son típicamente materiales oligoméricos amorfos, compuestos equivalentes de epoxi superiores a 500 g/eq, y preferiblemente superiores a 800 g/eq. De este modo, a diferencia de los diglicidil éteres cristalinos de tetrabromobisfenol A con pesos equivalentes de epoxi de entre 320 y 380 g/eq descritos en la Patente Estadounidense No. 6,127,558 para usarse en la estabilización de hexabromociclododecano, los oligómeros epoxi aromáticos halogenados usados en la práctica de esta invención son altamente efectivos aún cuando no sean especialmente procesados para lograr una estructura cristalina, y no sean caracterizados por esos pesos equivalentes de epoxi bajos. Los ejemplos no limitantes de un grupo de oligómeros epoxi de bisfenol A bromados que son adecuados para usarse aquí son aquellos compuestos representados por la fórmula (II) .
donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100, típicamente en el intervalo de 0.5 a 50, y preferiblemente en el intervalo de 0.5 a 1.5. Los ejemplos no limitantes de productos comercialmente disponibles representados por la fórmula (II) incluyen "F-2300", "F-2300H", "F-2400" y "F-2400H" de Bromokem (Far East) Ltd., "PRATHERM EP-16", "PRATHERM EP-30", "PRATHERM EP-100" y "PRATHERM EP-500" de Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated, "SR-T1000", "SR-T2000", "SR-T5000" y "ST-T20000" de Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., y "EPIKOTE Resin-5112" de Resolution Performance Products. Los oligómeros de epoxi de bisfenol A bromados donde el grupo epoxi en cada extremo de la resina ha sido bloqueado con un agente bloqueador, resinas donde únicamente el grupo epoxi en un extremo ha sido bloqueado con un agente bloqueador, también son adecuados para usarse como los oligómeros de epoxi aromáticos halogenados aquí. Los ejemplos no limitantes de agentes bloqueadores adecuados incluyen aquellos agentes bloqueadores que permiten la adición de abertura del anillo del grupo epoxi como fenoles, alcoholes, ácidos carboxílicos, aminas, isocianatos y similares, cada uno de los cuales contiene un átomo de bromo. Entre ellos, los fenoles bromados son preferidos para mejorar los efectos pirorretardantes. Los ejemplos de los mismos pueden incluir dibromofenol, tribromofenol, pentabromofenol, dibromo-etilfenol, dibromopropilfenol, dibromobutilfenol, dibromocresol y similares. Los ejemplos de oligómeros epoxi de bisfenol A bromados en los cuales los grupos epoxi en ambos extremos de los mismos están bloqueados con un agente bloqueador, pueden ser representados por las fórmulas (III) y (IV) :
donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100, típicamente en el intervalo de aproximadamente 0.5 a 50, y preferiblemente en el intervalo de 0.5 a 1.5. Los ejemplos no limitantes de productos comercialmente disponibles de fórmula (III) o (IV) incluyen "PRATHERM EC-14", PRATHERM EC-20" y PRATHERM EC-30" de Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated, "TB-60" y "TB-62" de Tohto Chemical Co., Ltd., "SR-T3040" y "SR-T7040 de Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., y "Resina EPIKOTE 5203" de Resolution Performance Products. Los oligómeros epoxi bisfenol-A bromados en los cuales el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo pueden ser representados por las fórmulas (V) y (VI):
donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100, típicamente en el intervalo de aproximadamente 0.5 a 50, y preferiblemente en el intervalo de 0.5 a 1.5. Los ejemplos no limitantes de productos comercialmente disponibles de fórmula (V) o (VI) incluyen "PRATHERM EPC-15F" de Dainippon Ink & Chemicals, Incorporated y "E5354" de Yuca Shell Epoxi Kabushiki Kaisha.
Oligómeros Epoxi Aromáticos No Halogenados Los oligómeros epoxi no halogenados adecuados para usarse aquí pueden tomar la forma de cualquiera de aquéllos que tienen las fórmulas (I) -(VI) anterior. Sin embargo, en los oligómeros epoxi no halogenados, el componente halógeno está reemplazado por un átomo de hidrógeno. Por ejemplo, los oligómeros epoxi de bisfenol A son adecuados para usarse aquí como un oligómero epoxi no halogenado. Los ejemplos no limitantes de oligómeros epoxi no halogenados adecuados para usarse aquí incluyen cualquier resina epoxi disponible producida a partir de bisfenol A y epiclorohidrina.
Hidrotalcitas Las hidrotalcitas adecuadas para usarse aquí incluyen hidrotalcitas naturales y sintéticas. En general, las hidrotalcitas adecuadas para usarse en la presente invención incluyen aquéllas representadas por la fórmula general: M2+1-xM3+(OH)2(An-)x/nmH20
donde M2+ se selecciona del grupo que consiste de Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+, Sn2+, o Ni2+; y M3+ se selecciona de Al3+, B3+; o Bi3+; An" es un anión que tiene una valencia de n, preferiblemente seleccionado del grupo que consiste de OH", Cl", Br", I", C104", HC03", CH3COO~, C6H5COO", C03"2, S04"2, (COO") 2, (CHOH)4CH2OHCOO", C2H4 (COO) 2~2, (CH2COO)2~2, CH3CHOHCO", Si03"2, Fe(CN)6"3, Fe(CN)6"4 o HP0"2; n es un número en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 4; x es un número en el intervalo de aproximadamente 0 hasta aproximadamente 0.5; y m es un número en el intervalo de aproximadamente 0 hasta aproximadamente 2. preferiblemente, M2+ es Mg2+ o una solución sólida de Mg y Zn, M3+ es Al3+; An~ es C03"2 o S04"2, x es un número en el intervalo de 0 a 0.5, y m es un valor positivo. Las hidrotalcitas ejemplares incluyen, pero no necesariamente se limitan a: A1203.6MgO. C0212H20; Mg4.5Al2(OH)?3.C03.3.5H20; 4MgO. A1203. C0 .9H0; 4MgO.A1203.C02.6H20; Zn03MgO.Al203.C?2.wH20, donde w está en el intervalo de 8-9, y Zn03MgO. A1203. C02.wH20, donde w está en el intervalo de 5-6. Algunas fórmulas empíricas proporcionadas por un distribuidor comercial de varias hidrotalcitas preferidas incluyen Mg .5Al2 (OH) ?3.C03, Mg4.5Al2 (OH) ?3.C03.3H20, Mg-j.5Al2(OH)13.C03.3.5H20, y Mg4.5Al2 (OH) ?3.O0.2. (C03) o.8 • Las hidrotalcitas que tienen las fórmulas generales anteriores se encuentran con facilidad comercialmente disponibles. Algunos distribuidores comunes de esas hidrotalcitas incluyen Kyowa Chemical Industry Co., Ltd, la cual distribuye hidrotalcitas bajo las designaciones comerciales ALCAMIZER, DHT-4A, DHT-4C y DHT-4V; y J.M. Huber Corporation, la cual distribuye hidrotalcitas bajo las designaciones comerciales Hysafe 539 y Hysafe 530. En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, la hidrotalcita usada aqui es una disponible de Kyowa Chemical Industry Co., Ltd, particularmente preferida es la hidrotalcita DHT-4A. Como se estableció anteriormente, en una modalidad preferida, el componente A es una hidrotalcita. En esta modalidad, la hidrotalcita está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante. Preferiblemente, la hidrotalcita está presente en una cantidad en el intervalo de entre aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso, sobre la misma base, de manera más preferible la hidrotalcita está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10% en peso, de manera más preferible en el intervalo de aproximadamente 12 hasta aproximadamente 6% en peso, sobre la misma base.
Espuma de Poliestireno Extruida En otra modalidad, la presente invención es una formulación polimérica pirorretardada que comprende más de aproximadamente 50% en peso de espuma de poliestireno extruida, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada, y una cantidad pirorretardante de una composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención. Preferiblemente un polímero pirorretardante comprende más de aproximadamente 75% en peso, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardante, el poliestireno extruido, y de manera más preferida en el intervalo de aproximadamente 90% en peso hasta aproximadamente 99.5% en peso de espuma de poliestireno extruida, sobre la misma base. La composición pirorretardante de la presente invención es especialmente muy adecuada para usarse en espumas de poliestireno extruidas. Los ejemplos no limitantes de usos de esas espumas incluyen aislamiento térmico. Las espumas de poliestireno extruidas adecuadas para usarse aquí pueden ser preparadas por cualquier proceso conocido en la técnica, y uno de esos procesos implica formar la espuma de poliestireno expandida de un monómero aromático de vinilo que tiene la fórmula: H2C=CR-Ar; donde R es hidrógeno o un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono y Ar es un grupo aromático (incluyendo varias unidades aromáticas sustituidas en el anillo por alquilo y halo) que tienen de aproximadamente 6 hasta aproximadamente 10 átomos de carbono, por ejemplo, un polímero estirénico. Los ejemplos no limitantes de esos monómeros aromáticos de vinilo incluyen al estireno, alfa-metilestireno, orto-metilestireno, meta-metilestireno, para-metilestireno, para-etilestireno, isopropilpentolueno, isopropilnaftaleno, vinil tolueno, vinil naftaleno, vinil bifenilo, vinil antraceno, los dimetilestirenos, t-butilestireno, los diferentes cloroestirenos (como las variantes mono y dicloro, y los diferentes bromoestirenos
(como las variantes mono-, dibromo- y tribromo) . Los ejemplos no limitantes de usos de esas espumas incluyen el aislamiento térmico. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el monómero es estireno. El poliestireno es preparado fácilmente por las técnicas de polimerización masiva o en masa, en solución, suspensión, o emulsión conocidas en la técnica. La polimerización puede ser afectada en presencia de iniciadores catiónicos o aniónicos de radicales libres. Los ejemplos no limitantes de iniciadores adecuados incluyen peróxido de di-t-butilo, azeo-bis (isobutironitrilo) , peróxido de di-benzoilo, perbenzoato de t-butilo, peróxido de dicumilo, persulfato de potasio, tricloruro de aluminio, trifluoruro de boro, complejos de eterato, tetracloruro de titanio, n-butillitio, t-butillitio, cumil potasio, 1,3-trilitiociclohexano y similares. Los detalles adicionales de la polimerización de estireno, solo o en presencia de uno o más monómeros copolimerizables con estireno, son bien conocidos en la técnica. El poliestireno usado en la presente invención típicamente tiene un peso molecular de al menos aproximadamente 1,000. En algunas modalidades, el poliestireno tiene un peso molecular de al menos aproximadamente 50,000. En otras modalidades, el poliestireno tiene un peso molecular que fluctúa de aproximadamente 150,000 hasta aproximadamente 500,000. Sin embargo, deberá notarse que puede ser usado un poliestireno que tenga un peso molecular más alto donde sea adecuado o se desee.
Composición Pirorretardante Como se estableció anteriormente, las formulaciones poliméricas pirorretardantes de la presente invención comprenden una cantidad pirorretardante de una composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención. Cantidad pirorretardante, significa, de manera general, aquella cantidad suficiente para proporcionar especímenes de prueba que puedan lograr un valor en la prueba UL 94 de al menos V-2 con especímenes con un espesor de 3.1 mm (1/8 de pulgada) o una prueba DIN 4102 de al menos B2 para un espécimen de 10 mm de espesor (para EPS y XPS) . En la mayoría de los casos una cantidad pirorretardante será aquella cantidad suficiente para proporcionar un contenido de halógeno total que caiga en el intervalo de aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 10% en peso, y de manera preferible en el intervalo de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 6%, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardante. En general, esta cantidad está en el intervalo de aproximadamente 0.01% en peso hasta aproximadamente 50% en peso de la composición pirorretardante, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardante, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0.01% en peso hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la misma base, y de manera más preferible en el intervalo de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 7% en peso sobre la misma base. En una modalidad más preferida, una cantidad pirorretardante está en el intervalo de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 5% en peso de la composición pirorretardante, sobre la misma base. En algunas modalidades, sin embargo, una cantidad pirorretardante está en el intervalo de aproximadamente 3% hasta aproximadamente 4% de la composición pirorretardante sobre la misma base.
Formulación Polimérica Pirorretardada Las formulaciones poliméricas pirorretardadas de la presente invención pueden ser formadas por cualquier proceso o método conocido. Un procedimiento ejemplar implica fundir una resina de poliestireno en un extrusor. La resina fundida es transferida a un mezclador, por ejemplo un mezclador giratorio que tiene un rotor atornillado encapsulado dentro de un alojamiento con una superficie interna atornillada que se interconecta con los tornillos sobre el rotor. La resina fundida y un agente espumante o de soplado volátil son alimentados en el extremo de entrada del mezclador y descargados en el extremo de salida como un gel, siendo el flujo en una dirección generalmente axial. Del mezclador, el gel se hace pasar a través de enfriadores, y el gel frío se hace pasar entonces a través de una matriz que extruye un tablero generalmente rectangular. Los ejemplos no limitantes de procedimientos adaptados para formar las espumas de poliestireno extruidas adecuadas para usarse en la presente invención pueden encontrarse en las Patentes Estadounidenses Números 5,011;866; 3,704,083; y 5,011,866, todas las cuales se incorporan aquí como referencia en su totalidad. Otros ejemplos de procesos adecuados pueden encontrarse en las Patentes Estadounidenses Números 2,450,436; 2,669,751; 2,740,157; 2,769,804; 3,072,584; y 3,215,647, todas las cuales se incorporan aquí como referencia en su totalidad. Cualquiera de una amplia variedad de agentes espumantes conocidos, los cuales algunas veces son referidos como agentes de soplado, pueden ser usados en la producción de las espumas de poliestireno extruidas de la presente invención. Los ejemplos no limitantes de agentes espumantes adecuados pueden encontrarse en la Patente Estadounidense 3,960,792, la cual se incorpora aquí como referencia en su totalidad. Hablando de manera general, las sustancias químicas que contienen carbonos volátiles son las más ampliamente usadas para este propósito. Ellas incluyen, por ejemplo, materiales como hidrocarburos alifáticos incluyendo el etano, etileno, propano, propileno, butano, butileno, isobutano, pentano, neopentano, isopentano, hexano, heptano y mezclas de los mismos; halocarburos y/o halohidrocarburos volátiles, como el cloruro de metilo, clorofluorometano, bromoclorodifluorometano, 1, 1, 1-trifluoroetano, 1,1,1,2-tetrafluoroetano, diclorofluorometano, diclorodifluorometano, clorotrifluorometano, triclorofluorometano, simtetraclorodifluoroetano, 1,2, 2-tricloro-l, 1, 2-tricloro-l, 1,2-trifluoroetano, sim-diclorotetrafluoroetano; tetraalquil-silanos volátiles, como el tetrametilsilano, etiltrimetil-silano, isopropiltrimetilsilano y n-propiltrimetilsilano; y mezclas de esos materiales. Un agente de soplado que contiene flúor preferido es el 1, 1-difluoroetano también conocido como HFC-152a (FORMACEL Z-2, E.l. duPont de Nemours and Co.) debido a sus propiedades ecológicas deseables reportadas. También pueden ser usados materiales vegetales que contengan agua como mazorca de maíz finamente dividida, agentes de soplado. Como se describe en la Patente Estadounidense Número 4,559,367, esa materia vegetal también puede servir como carga. Puede ser usado dióxido de carbono como un agente espumante, o al menos un componente del agente espumante. Los ejemplos no limitantes de métodos de uso de dióxido de carbono como un agente de soplado se describen en las Patentes Estadounidenses Números 5,006,566; 5,189,071; 5,189,072; y 5,380,767, todas las cuales se incorporan aquí como referencia en su totalidad. Los ejemplos no limitantes de otros agentes de soplado adecuados incluyen al nitrógeno, argón y agua con o sin dióxido de carbono. Si se desea, esos agentes de soplado o mezclas de agente de soplado pueden ser mezclados con alcoholes, hidrocarburos, o éteres de volatilidad adecuada, véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense Número 6,420,442, la cual se incorpora aquí como referencia en su totalidad.
Sinergista Aunque la composición pirorretardante de la presente invención es adecuada para usarse en la mayoría de las aplicaciones, en algunas aplicaciones puede ser deseable incrementar además su eficacia pirorretardante. A este respecto, la composición pirorretardante puede incluir opcionalmente cualquier sinergista pirorretardante conocido en la técnica, y de este modo cuando la composición pirorretardante sea usada en una formulación polimérica pirorretardante la formulación de polímero pirorretardante también comprenderá el sinergista opcional. Los ejemplos no limitantes de sinergistas pirorretardantes adecuados incluyen
(i) compuestos de antimonio como trióxido de antimonio, tetróxido de antimonio, pentóxido de antimonio, y antimoniato de sodio; (ii) compuestos de estaño como óxido de estaño e hidróxido de estaño; (iii) compuestos de molibdeno como el óxido de molibdeno y amonio molibdeno; (iv) compuestos de zirconio como el óxido de zirconio e hidróxido de zirconio; (v) compuestos de boro como el borato de zinc y metaborato de bario; (vi) peróxido de dicumilo; y (vii) dicumilo. Otros componentes que pueden ser usados como sinergistas pirorretardantes incluyen al talco, antioxidantes fenólicos impedidos y fotoestabilizadores. Las proporciones del sinergista pirorretardante opcional con relación al componente de N-2 , 3-Dibromopropil-4 , 5-dibromohexahidro-ftalimida son convencionales y pueden variar para adecuarse a las necesidades de cualquier situación dada. La relación del sinergista a la cantidad total de pirorretardante I está típicamente en el intervalo de aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 1:7. Preferiblemente, el sinergista es usado en una relación en el intervalo de aproximadamente 1:2 hasta aproximadamente 1:4. En modalidades preferidas, la composición pirorretardante comprende el sinergista opcional. En una modalidad particularmente preferida, la composición pirorretardante comprende al menos dicumilo como un sinergista opcional. En algunas modalidades, la composición pirorretardante comprende únicamente dicumilo, y sinergista. El inventor de la presente ha descubierto que el uso de dicumilo como sinergista, particularmente cuando está presente hidrotalcita, proporciona resultados en el índice de Oxígeno Limitante superiores a otras combinaciones y otros sinergistas solos. Aunque no se desee ser limitado por la teoría, el inventor de la misma atribuye esto a los efectos sinérgicos inesperados, en particular los efectos sinérgicos inesperados logrados usando una combinación de dicumilo e hidrotalcita, preferiblemente hidrotalcitas sintéticas, de manera más preferible DHT-4A. Generalmente, el sinergista puede estar presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante. Preferiblemente, el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.05 hasta aproximadamente 3% en peso, sobre la misma base, de manera más preferible el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 1% en peso sobre la misma base. En una modalidad más preferida, el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.5% en peso, sobre la misma base.
Otros Aditivos Opcionales Los ejemplos no limitantes de otros aditivos que son adecuados para usarse en la composición pirorretardante y las formulaciones poliméricas pirorretardadas de esta invención incluyen adyuvantes de extrusión como estearato de bario o estearato de calcio, organoperóxidos, tintes, pigmentos, juergas, estabilizadores térmicos, antioxidantes, agentes antiestáticos, agentes de refuerzo, depuradores o desactivadores de metal, modificadores de impacto, adyuvantes de procesamiento, adyuvantes de liberación del molde, lubricantes, agentes antibloqueadores, otros pirorretardantes, estabilizadores de UV, plastificantes, adyuvantes de flujo, y similares. Si se desea, pueden ser incluidos agentes nucleantes, como el silicato de calcio o índigo en las formulaciones poliméricas pirorretardadas también. Las proporciones de los otros aditivos opcionales son convencionales y pueden variar para ajustarse a las necesidades de cualquier situación dada. El método por el cual los diferentes componentes, opcionales y de otro modo, de las formulaciones poliméricas pirorretardantes son formuladas con el poliestireno antes de ser extruídas no es crítico para la presente invención y se conocen técnicas, métodos o procesos adecuados. Por ejemplo, la composición pirorretardante puede ser incorporada en la espuma poliestirénica extruida por técnicas en húmedo o en seco. Los ejemplos no limitantes de técnicas en seco incluyen aquéllas donde la composición pirorretardante es mezclada con granulos de la espuma poliestirénica extruida y esta mezcla es entonces extruida bajo temperaturas elevadas suficientemente elevadas para hacer que la espuma poliestirénica expandida se funda. Los ejemplos no limitantes de métodos en húmedo incluyen mezclar una solución de la composición pirorretardante con resina fundida de la espuma poliestirénica extruida. Más aún, las formulaciones poliméricas pirorretardantes pueden ser preparadas mediante el uso de equipo de mezclado convencional, como un extrusor de doble tornillo, un mezclador de Brabender, o aparato similar. También es posible agregar por separado los componentes individuales de las formulaciones poliméricas pirorretardadas de esta invención a la espuma poliestirénica extruida. Preferiblemente, sin embargo, una composición pirorretardante preformada de la presente invención es mezclada con la espuma poliestirénica extruida. La descripción anterior está dirigida a aquellas modalidades de la presente invención. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que podrían ser contemplados otros medios, que sean igualmente efectivos, para llevar a cabo el espíritu de la invención. También deberá notarse que las modalidades preferidas de la presente invención contemplan que todos los intervalos discutidos aquí incluyen intervalos de cualquier cantidad menor a cualquiera cantidad mayor. Por ejemplo, la cantidad de sinergísta, también puede incluir cantidades en el intervalo de aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3% en peso, de 0.05 hasta aproximadamente 1% en peso, de 3 hasta aproximadamente 5% en peso, etc. El siguiente ejemplo ilustrará la presente invención, pero no significa que sea limitante de ninguna manera.
EJEMPLOS EJEMPLO 1 N-2, 3-Dibromopropil-4, 5-dibromohexahidroftalimida, pirorretardante I, referido como "FR" en éste y los siguientes Ejemplos, se mezcló con 5% en peso o 10% en peso, sobre la base del peso de FR, de varios mejoradores de la estabilidad térmica conocidos para formar composiciones pirorretardantes. Algunas de esas composiciones pirorretardantes fueron aquéllas de acuerdo con la presente invención, por ejemplo, EP-16, Zeolita A, y oligómero epoxi no bromado, y algunas fueron no de acuerdo con la presente invención. La estabilidad térmica de las composiciones pirorretardantes fue entonces medida vía análisis termogravimétrico dinámico ("TGA") . La estabilidad térmica de las composiciones pirorretardantes de acuerdo con la presente invención se comparó entonces con la estabilidad térmica de las composiciones pirorretardantes no de acuerdo con la presente invención. Los resultados de las mediciones de TGA están contenidos en la Tabla 1 a continuación. EP-16 como se usa aquí se refiere a una resina epoxi de bisfenol-A bromada comerciali zada por Dainippon Ink & Chemicals , Incorporated . DGETBBPA se refiere al diglicidil éter de tetrabromobisf enol A, y TSPP se refiere al polifosfato tetrasódico . DBTM se refiere a maleato de dibutil estaño y DHT 4A se ref iere a hidrotalcita comerciali zada por Mipsui . El oligómero epoxi no bromado ( "EO no BR" ) es vendido por Aldrich con el número de catálogo 40545-0. Para efectuar las pruebas de TGA, se colocaron aproximadamente (10) microgramos de la composición pirorretardante en un crisol de aluminio de 70 microlitros sin tapa . El crisol fue colocado en una atmósfera de 100% de nitrógeno, y la temperatura del crisol se incrementó en incrementos de 10°C/minuto de una tepperatura inicial de 30°C hasta que se alcanzó una tepperatura final de 750°C. La tepperatura a la cual las diferentes composiciones pirorretardantes pierden un por ciento fijo de su peso, como se indica en la Tabla 1, fue medida y registrada. Tabla 1
Tabla 1 (continuación)
Como puede observarse de la Tabla 1, las composiciones pirorretardantes que contienen DBTM y DHT 4A (hidrotalcita) , ambos estabilizadores térmicos bien conocidos, inesperadamente no muestran ninguna mejora en la estabilidad térmica sobre FR. Sin embargo, las composiciones pirorretardantes que contienen DGETPPA, EP-16, TSPP, oligómeros epoxi no bromados, y Zeolita A no muestran mejoras en la estabilidad térmica sobre FR.
EJEMPLO 2 En este ejemplo, como se ilustra en la Tabla 2 más adelante, FR se mezcló con 2.5% o 5% en peso de un oligómero epoxi aromático halogenado (EP-16) y ya sea 2.5% en peso o 5% en peso de una hidrotalcita (DHT-4A) , todos los porcentajes basados en el peso de FR, para probar el efecto de uno o diferentes niveles de hidrotalcita y oligómero epoxi aromático halogenado sobre el análisis de TGA de una composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención. Para efectuar las pruebas de TGA, se colocaron aproximadamente (10) microgramos de la composición pirorretardante en un crisol de alúmina de 70 microlitros sin tapa. El crisol fue colocado en una atmósfera de 100% de nitrógeno, y la temperatura del crisol se incrementó en incrementos de 10°C/minuto a una temperatura inicial de 30°C hasta que se alcanzó una temperatura final de 750°C. La temperatura a la cual las diferentes composiciones pirorretardantes pierden un por ciento fijo de su peso, como se indica en la Tabla 1, fue medida y registrada.
Tabla 2
Como puede observarse en la Tabla 2, el 5% en peso de oligómero epoxi aromático halogenado y 5% en peso de hidrotalcita proporcionan una composición pirorretardante con mejor estabilidad térmica cuando se compara con FR. Sin embargo, los inventores de la misma han descubierto de manera inesperada que niveles más bajos, es decir 2.5% en peso, del oligómero epoxi aromático halogenado e hidrotalcita proporciona una composición pirorretardante de mejor estabilidad térmica cuando se compara con FR únicamente y también en comparación con la composición pirorretardante que comprende 5% en peso de oligómero epoxi aromático halogenado e hidrotalcita.
EJEMPLO 3 La capacidad pirorretardante de varias formulaciones poliméricas pirorretardadas de acuerdo con la presente invención fue entonces analizada. La capacidad pirorretardante de las formulaciones poliméricas pirorretardadas fue determinada de acuerdo conl índice de Oxígeno Limitante ("LOI") , el cual se midió de acuerdo con ASTM D2863. Los valores de LOI dan la concentración de oxígeno de una mezcla de oxígeno/nitrógeno que soporta espesamente la combustión del material. A más grande el valor de LOI, mejor la capacidad pirorretardante de las formulaciones poliméricas pirorretardantes. El contenido de las diferentes formulaciones poliméricas pirorretardadas probadas se muestra en las Tablas 2 y 3 más adelante junto con el LOI de esa formulación polimérica pirorretardada. Esas formulaciones poliméricas pirretardadas fueron formadas combinando un polímero estirénico obtenido de Dow Chemical Corporation y comercializado bajo el nombre comercial de Styron 678E, un polímero estirénico comúnmente usado en aplicaciones de espuma de poliestireno, con las composiciones pirorretardantes del Ejemplo 1. También, como formulaciones poliméricas pirorretardadas comparativas, se mezclaron HP900, una composición pirorretardante comercialmente disponible de Albemarle Corporation, con Styron 378E y también con 50% en peso de TSPP y Styron 678E.
Tabla 3
Tabla 4 Como puede observarse en la Tabla 2, la Tabla 3 y la Figura, cuando la formulación polimérica pirorretardada contiene FR junto con EP-16, Zeolita A, un oligómero epoxi no bromado, (composición pirorretardante de acuerdo con la presente invención) la capacidad pirorretardante de la formulación polimérica pirorretardada mejoró. También, la estabilidad térmica de la composición pirorretardante mejoró igualmente, como se ilustra en la Tabla 1. El TSPP se conoce como un mejorador de la estabilidad térmica/capacidad pirorretardante. Por ejemplo, cuando la formulación polimérica pirorretardada contiene HP900, la composición pirorretardante y 5% de TSPP, la propiedad pirorretardante mejora sobre la formulación polimérica pirorretardada que contiene el Styron 678E y HP900 únicamente. Sin embargo, de manera muy inesperada, cuando la formulación polimérica pirorretardada contiene una composición pirorretardante que contiene TSPP y FR, las formulaciones poliméricas pirorretardadas que contienen FR demuestran una mejor capacidad pirorretardante que la formulación con FR únicamente, es decir que TSPP tiene un efecto antagonista sobre las propiedades pirorretardante de FR. Sin embargo, la composición pirorretardante que contiene TSPP y FR demuestra una mejora en la estabilidad térmica, de acuerdo con lo indicado en la Tabla 1. De este modo, se ilustra que es inesperado que únicamente ciertos mejoradores térmicos/estabilizadores de la capacidad pirorretardante conocidos sean adecuados para mejorar la capacidad pirorretardante y la estabilidad térmica de FR. La DHT 4A (hidrotalcita) es también un mejorador de la estabilidad térmica/capacidad pirorretardante conocido. De este modo, fue inesperado que las formulaciones poliméricas pirorretardadas que contienen una composición pirorretardante de FR/DHT 4A (hidrotalcita) demuestren una mejora en la capacidad pirorretardante, aunque la composición pirorretardante muestra una menor estabilidad térmica, de acuerdo con lo indicado en la Tabla 1. Nuevamente se ilustra que es inesperado que solo ciertos estabilizadores térmicos/mejoradores de la capacidad pirorretardante conocidos sean adecuados para mejorar la capacidad pirorretardante y estabilidad térmica de FR. De este modo, el inventor de la presente ha descubierto que únicamente ciertos materiales comúnmente usados como mejoradores de la capacidad pirorretardante/estabilidad térmica pueden ser usados para mejorar la estabilidad térmica de compuestos pirorretardantes que contienen pirorretardante N-2, 3-Dibromopropil-4 , 5-dibromohexahidroftalimida, mejorando al mismo tiempo la estabilidad térmica de las formulaciones poliméricas pirorretardantes que contienen la composición pirorretardante. De igual modo, el inventor de la presente ha demostrado de manera inesperada que algunos o más mejoradores de la capacidad pirorretardante/estabilización térmica comúnmente usados como la hidrotalcita (DHT 4A) o TSPP no proporcionan este beneficio, y en algunos casos son dañinos para las propiedades deseadas, es decir la estabilidad térmica y/o capacidad pirorretardante.
EJEMPLO 4 En este ejemplo, se analizó el efecto de hacer variar las concentraciones de hidrotalcita, dicumilo y la combinación de las dos, sobre la capacidad pirorretardante de las diferentes formulaciones poliméricas pirorretardadas de acuerdo con la presente invención. La capacidad pirorretardante de las formulaciones poliméricas pirorretardadas fue determinada nuevamente de acuerdo con su índice de Oxígeno Limitante ("LOI"), la cual se midió de acuerdo con la ASTM D2863. El contenido de las diferentes formulaciones poliméricas pirorretardadas probadas se muestra en la Tabla 5 más adelante, junto con el LOI de esa formulación polimérica pirorretardada. Esas formulaciones poliméricas pirorretardadas fueron formadas combinando un polímero estirénico obtenido de Dow Chemical Corporation y comercializado bajo el nombre de Styron 680, un polímero estirénico comúnmente usado en aplicaciones de espuma de poliestireno, con CCDFB Dicumilo, el nombre comercial para el Dicumilo - (2,3-Dimetil,2,3-Difenil Butano CAS # 1889-67-4) vendido por Peroxid Chemie GMBH, y una hidrotalcita, DHT-4A. Deberá notarse que todas las cantidades de los componentes en la Tabla 5 se representaron en por ciento en peso sobre la base del peso total de las formulaciones poliméricas pirorretardadas.
Tabla 5
Como se demuestra en la Tabla 5, cuando la cantidad de hidrotalcita en la formulación polimérica pirorretardada se incrementa, el LOI de las formulaciones poliméricas pirorretardadas comienza a incrementarse, pero entonces disminuye. En efecto, cuando un nivel se incrementa por encima de 0.3% en peso, el LOI de la formulación polimérica pirorretardada realmente es peor que el LOI de una formulación polimérica pirorretardada que contiene FR únicamente. De este modo, el inventor de la presente ha descubierto que existe una cantidad preferida de hidrotalcita . Además, el inventor de la presente ha descubierto que la combinación de hidrotalcita y dicumilo proporciona una mejora del LOI sobre el FR solo y sobre la formulación polimérica pirorretardada que contiene la misma cantidad de hidrotalcita. El inventor de la presente atribuye esta mejora a un efecto sinérgico entre la hidrotalcita y el dicumilo. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (55)
- REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Una composición pirorretardante que tiene mejor estabilidad térmica y eficacia pirorretardante en una espuma de poliestireno extruida, caracterizada porque comprende: a) en el intervalo de aproximadamente 60% en peso hasta aproximadamente 95% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de pirorretardante I; b) en el intervalo de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de un componente (A) seleccionado de i) zeolitas naturales, ii) zeolitas sintéticas, iii) epóxidos aromáticos halogenados, iv) oligómeros de epoxi halogenados, v) oligómeros epoxi no halogenados, vi) hidrotalcitas y vii) mezclas de i) -vi); y opcionalmente c) un sinergista seleccionado de (i) compuestos de antimonio; (ii) compuestos de estaño; (iii) compuestos de molibdeno; (iv) compuestos de zirconio; (v) compuestos de boro; (vi) hidrotalcitas; (vii) talco; (viii) dicumilperóxido; (ix) dicumilo; (x) antioxidantes fenólicos impedidos; (xi) fotoestabilizadores; y xii) mezclas de i)-xi). 2. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (A) es un compuesto epoxi seleccionado de epóxidos aromáticos halogenados representados por la fórmula (I): donde X representa, independientemente un átomo de cloro o bromo; i y j representan cada uno un número entero de 1 a 4; n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.01 a 100; y Ti y T2 son, seleccionados independientemente de:
- —CH —CH CHo —CH2 2—C!H CH22—O-Ph OH en las cuales Ph representa un grupo fenilo halogenado sustituido o no sustituido, y en el cual el anillo está sustituido por al menos un átomo de cloro o bromo.
- 3. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los epóxidos aromáticos halogenados son seleccionados de diglicidil éteres de bisfenol A halogenado, en el cual aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 átomos de halógeno están sustituidos sobre la porción de bisfenol A y los átomos de halógeno son cloro, bromo y mezclas de los mismos.
- 4. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque los átomos de halógeno son todos sustancialmente átomos de bromo.
- 5. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (A) es un compuesto epoxi seleccionado de oligómeros epoxi halogenados .
- 6. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el oligómero epoxi halogenado es al menos uno de: a) una resina epoxi de bisfenol A bromada representada por la fórmula (II): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. b) un oligómero epoxi halogenado representado por la fórmula (III) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. c) un oligómero epoxi halogenado representado por la fórmula (IV) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. d) una resina epoxi de bisfenol A bromada en la cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (V) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. e) una resina epoxi de bisfenol A bromada en la cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (VI): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100.
- 7. La composición pirorretardante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 6, caracterizada porque los (i) compuestos de antimonio son seleccionados de trióxido de antimonio, tetróxido de antimonio, pentóxido de antimonio y antimoniato de sodio; los (ii) compuestos de estaño son seleccionados de óxido de estaño o hidróxido de estaño; (iii) los compuestos de molibdeno son seleccionados de óxido de molibdeno y amonio molibdeno; los (iv) compuestos de zirconio son seleccionados de óxido de zirconio e hidróxido de zirconio; y los (V) compuestos de boro son seleccionados de borato de zinc y metaborato de bario.
- 8. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (A) es una zeolita natural o sintética.
- 9. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente (A) es un oligómero epoxi no halogenado.
- 10. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la zeolita sintética es seleccionada de Zeolita y Zeolita A.
- 11. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el oligómero epoxi no halogenado es seleccionado de aquéllos que tienen la fórmula (I) hasta (VI) donde los átomos de Br de las fórmulas (I) hasta (VI) han sido reemplazados por átomos de hidrógeno.
- 12. La composición pirorretardante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 6, caracterizada porque incluye un sinergista.
- 13. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el sinergista es dicumilo.
- 14. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resinas epoxi de bisfenol A bromadas representadas por la fórmula (II), y c) mezclas de las mismas.
- 15. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resinas epoxi de bisfenol A bromadas representadas por la fórmula (II), y c) mezclas de las mismas.
- 16. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 17. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.5% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 18. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque la relación del sinergista a la cantidad total del pirorretardante I está en el intervalo de aproximadamente 1:1 hasta 1:7.
- 19. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque la relación del sinergista a la cantidad total del pirorretardante I está en el intervalo de aproximadamente 1:2 hasta 1:4.
- 20. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 21. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 22. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el componente A es hidrotalcita y el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 23. Una formulación polimérica pirorretardada, caracterizada porque comprende: a) más de aproximadamente 50% en peso de espuma de poliestireno extruida, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada; y b) una cantidad pirorretardante de una composición pirorretardante que comprende: i) en el intervalo de aproximadamente 60% en peso hasta aproximadamente 95% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de una N-2, 3-Dibromopropil-4, 5-dibromohexahidroftalimida; ii) en el intervalo de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de un componente (A) es seleccionado de i) zeolitas naturales, ii) zeolitas sintéticas, iii) epóxidos aromáticos halogenados, iv) oligómeros de epoxi halogenados, v) oligómeros epoxi no halogenados, vi) hidrotalcitas y vii) mezclas de i) -vi); y opcionalmente, iii) un sinergista seleccionado de (i) compuestos de antimonio; (ii) compuestos de estaño; (iii) compuestos de molibdeno; (iv) compuestos de zirconio; (v) compuestos de boro; (vi) hidrotalcitas; (vii) talco; (viii) dicumilperóxido; (ix) dicumilo; (x) antioxidantes fenólicos impedidos; (xi) fotoestabilizadores; y xii) mezclas de i)-xi).
- 24. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la formulación polimérica pirorretardada comprende más de aproximadamente 75% en peso, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada, de espuma de poliestireno extruida.
- 25. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la formulación polimérica pirorretardada comprende de aproximadamente 90% en peso hasta aproximadamente 99.5% en peso de la espuma de poliestireno extruida, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada.
- 26. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la cantidad pirorretardante es aquella cantidad de composición pirorretardante suficiente para proporcionar especímenes de prueba de las formulaciones poliméricas pirorretardantes que pueden lograr un valor en la prueba UL 94 de al menos V-2 con especímenes de 3.1 mm (1/8 de pulgada) de espesor o una prueba DIN 4102 de al menos B2 para un espécimen de 10 mm de grueso (para EPS y XPS) .
- 27. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la cantidad pirorretardante es aquella cantidad necesaria para proporcionar un contenido total de halógeno de la formulación polimérica pirorretardada en el intervalo de aproximadamente 0.3 hasta aproximadamente 10% en peso sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada.
- 28. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la cantidad pirorretardante está en el intervalo de aproximadamente 0.01% en peso hasta aproximadamente 50% en peso, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada .
- 29. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada porque la cantidad pirorretardante está en el intervalo de aproximadamente 0.01% en peso hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada.
- 30. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada porque la cantidad pirorretardante es de aproximadamente 0.5% en peso hasta aproximadamente 7% en peso, sobre la base del peso de la formulación polimérica pirorretardada.
- 31. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la formulación polimérica pirorretardada comprende además adyuvantes de extrusión como estearato de bario o estearato de calcio, organoperóxidos, tintes, pigmentos, cargas, estabilizadores térmicos, antioxidantes, agentes antiestáticos, agentes de refuerzo, depuradores o desactivadores de metal, modificadores de impacto, adyuvantes de procesamiento, adyuvantes de liberación del molde, lubricantes, agentes antibloqueadores, otros pirorretardantes, estabilizadores de UV, plastificantes, adyuvantes de flujo, agentes nucleantes como el silicato de calcio o índigo, y similares.
- 32. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el componente A de la composición pirorretardante es un compuesto epoxi seleccionado de epóxidos aromáticos halogenados representados por la fórmula (I): donde X representa, independientemente, un átomo de cloro o bromo, i y j representan cada uno un número entero de 1 a 4, n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.01 a 100; y Ti y T2 son, seleccionados independientemente de: — CH2 — CH CH2 o — CH2 — CH CH2— O— Ph V ¿H en las cuales Ph representa un grupo fenilo halogenado sustituido o no sustituido, y en las cuales el anillo está sustituido por al menos un átomo de cloro o bromo .
- 33. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada porque los epóxidos aromáticos halogenados son seleccionados de diglicidil éteres de bisfenol A halogenado, en los cuales de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 átomos de halógeno están sustituidos sobre la porción de bisfenol A y los átomos de halógeno son cloro, bromo y mezclas de los mismos.
- 34. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el componente (A) es un compuesto epoxi seleccionado de oligómeros epoxi halogenados, los oligómeros epoxi halogenados son seleccionados de al menos una de: a) una resina epoxi de bisfenol A bromada representada por la fórmula (II): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. b) un oligómero epoxi halogenado representado por la fórmula (III) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. c) un oligómero epoxi halogenado representado por la fórmula (IV) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. d) una resina epoxi de bisfenol-A bromada en la cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (V) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. e) una resina epoxi de bisfenol-A bromada en la cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (VI) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100.
- 35. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque el componente (A) es una zeolita natural o sintética o un oligómero epoxi no halogenado.
- 36. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con la reivindicación 34, caracterizada porque el oligómero epoxi no halogenado es seleccionado de aquéllos que tienen las fórmulas (I) hasta (VI) donde los átomos de Br de las fórmulas (I) hasta (VI) han sido reemplazados por átomos de hidrógeno.
- 37. La formulación polimérica pirorretardada de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 23, 32 o 34, caracterizada porque la composición pirorretardante incluye un sinergísta.
- 38. La composición pirorretardada de conformidad con la reivindicación 37, caracterizada porque el sinergísta es dicumilo.
- 39. La composición pirorretardada de conformidad con la reivindicación 37, caracterizada porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resina epoxi de bisfenol A bromada representada por la fórmula (II), c) mezclas de las mismas, donde el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 40. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 38, caracterizada porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resina epoxi de bisfenol A bromada representada por la fórmula (II), y c) mezclas de las mismas, donde el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 41. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 37, caracterizada porque el sinergista está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 5% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante I.
- 42. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 40, caracterizada porque el sinergísta está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.5% en peso, sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 43. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 37, caracterizada porque el componente A es hidrotalcita y el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 44. La composición pirorretardante de conformidad con la reivindicación 38, caracterizada porque el componente A es hidrotalcita y el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6% en peso sobre la base del peso de la composición pirorretardante.
- 45. Un proceso para producir un producto de poliestireno extruído, pirorretardado, moldeado, caracterizado porque comprende mezclar poliestireno, un agente de soplado y una composición pirorretardante de conformidad con la presente invención para formar un producto mezclado y extrudir un producto mezclado a través de una matriz, donde la composición pirorretardante comprende: a) en el intervalo de aproximadamente 60% en peso hasta aproximadamente 95% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de N-2, 3-Dibromopropil-4 , 5-dibromohexahidroftalimida; y b) en el intervalo de aproximadamente 1% en peso hasta aproximadamente 40% en peso, sobre la base de la composición pirorretardante, de un componente (A) seleccionado de i) zeolitas naturales, ii) zeolitas sintéticas, iii) epóxidos aromáticos halogenados, iv) oligómeros de epoxi halogenados, v) oligómeros epoxi no halogenados, vi) hidrotalcitas y vii) mezclas de i) -vi); y opcionalmente c) un sinergista seleccionado de (i) compuestos de antimonio; (ii) compuestos de estaño; (iii) compuestos de molibdeno; (iv) compuestos de zirconio; (v) compuestos de boro; (vi) hidrotalcitas; (vii) talco; (viii) dicumilperóxido; (ix) dicumilo; (x) antioxidantes fenólicos impedidos; (xi) fotoestabilizadores; y xii) mezclas de i)-xi).
- 46. El proceso de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque se usan adyuvantes de extrusión como estearato de bario o estearato de calcio, organoperóxidos, tintes, pigmentos, cargas, estabilizadores térmicos, antioxidantes, agentes antiestáticos, agentes de refuerzo, depuradores o desactivadotes de metal, modificadores de impacto, adyuvantes de procesamiento, adyuvantes de liberación del molde, lubricantes, agentes antibloqueadores, otros pirorretardantes, estabilizadores de UV, plastificantes, adyuvantes de flujo, agentes nucleantes, como el silicato de calcio o índigo, y similares en la producción del producto mezclado.
- 47. El proceso de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el componente (A) de la composición pirorretardante es un compuesto epoxi seleccionado de epóxidos aromáticos halogenados representados por la fórmula (I) : donde X representa, independientemente un átomo de cloro o bromo, i y j representan cada uno un número entero de 1 a 4; n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.01 a 100, y Ti y T2 son, independientemente seleccionados de: —CH2—CH—CH2 —CH2—CH CH2—O-Ph OH en las cuales Ph representa un grupo fenilo halogenado sustituido o no sustituido, y en el cual el anillo está sustituido por al menos un átomo de cloro o bromo.
- 48. El proceso de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque los epóxidos aromáticos halogenados son seleccionados de diglicidil éteres de bisfenol A halogenado, en los cuales aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4 átomos de halógeno están sustituidos en la porción de bisfenol A y los átomos de halógeno son cloro, bromo y mezclas de los mismos.
- 49. El proceso de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el componente (A) es un compuesto epoxi seleccionado de oligómeros epoxi halogenados, los oligómeros epoxi halogenados son seleccionados de al menos uno de: a) una resina epoxi de bisfenol A bromada representada por la fórmula (II): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100; b) un oligómero epoxi halogenado representado por la fórmula (III ) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100; c) un oligómero de epoxi halogenado representado por la fórmula (IV): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. d) una resina epoxi de bisfenol A bromada, en el cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (V) : donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100. e) una resina epoxi de bisfenol A bromada, en la cual el polímero tiene un agente bloqueador en un extremo y es representada por la fórmula (VI): donde n representa un grado promedio de polimerización en el intervalo de 0.5 a 100.
- 50. El proceso de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el componente (A) es una zeolita natural o sintética o un oligómero epoxi no halogenado.
- 51. El proceso de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el oligómero epoxi no halógenado es seleccionado de aquéllos que tienen las fórmulas (I) hasta (VI), donde los átomos de Br de las fórmulas (I) hasta (VI) han sido reemplazados por átomos de hidrógeno.
- 52. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 45, 47 ó 49, caracterizado porque la composición pirorretardante incluye un sinergista.
- 53. El proceso de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el sinergista es dicumilo.
- 54. El proceso de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resinas epoxi de bisfenol A bromada representadas por la fórmula (II), y c) mezclas de las mismas, donde el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 25% en peso, sobre la base del peso del pirorretardante .
- 55. El proceso de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque el componente A es seleccionado de a) hidrotalcita, b) resinas epoxi de bisfenol A bromada representadas por la fórmula (II), y c) mezclas de las mismas, donde el componente A está presente en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15% en peso, sobre la base del peso del pirorretardante .
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