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MX2013010824A - Pirorretardantes con contenido de fosforo para espumas de poliuretano. - Google Patents

Pirorretardantes con contenido de fosforo para espumas de poliuretano.

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Publication number
MX2013010824A
MX2013010824A MX2013010824A MX2013010824A MX2013010824A MX 2013010824 A MX2013010824 A MX 2013010824A MX 2013010824 A MX2013010824 A MX 2013010824A MX 2013010824 A MX2013010824 A MX 2013010824A MX 2013010824 A MX2013010824 A MX 2013010824A
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MX
Mexico
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polyol
phosphorus
flame retardant
containing flame
carbon atoms
Prior art date
Application number
MX2013010824A
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English (en)
Inventor
Xiangyang Tai
Yu Dong Qi
Original Assignee
Dow Global Technologies Llc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Global Technologies Llc filed Critical Dow Global Technologies Llc
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Abstract

Las modalidades de la invención incluyen un pirorretardante con contenido de fósforo el cual puede ser el producto de reacción de una mezcla de reacción, donde la mezcla de reacción incluye al menos un primer poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo que tiene la fórmula general (1), (2) o una combinación de las mismas.

Description

"PIRORRET ARPANTES CON CONTENIDO DE FÓSFORO PARA ESPUMAS DE POLIURETANO Campo de la Invención Las modalidades de la invención se refieren a espumas de poliuretano, más específicamente a espumas de poliuretano flexibles.
Antecedentes de la Invención Los poliuretanos son adecuados para un gran número de aplicaciones. Para modificar el comportamiento de los poliuretanos cuando se expone al fuego, normalmente se añaden agentes pirorretardantes normalmente se añaden a estos materiales de poliuretano. Los compuestos de fósforo, tales como fosfatos, fosfonatos, y fosfitos, son agentes pirorretardantes eficaces para la espuma de poliuretano. En general, los compuestos de fósforo proporcionan actividad ignífuga a través de una combinación de reacciones de fase condensada, promoción de carbonización del polímero y formación de residuo carbonoso.
Sin embargo, muchos compuestos de fósforo no son solubles en las formulaciones de poliol utilizadas para producir los poliuretanos. Por lo tanto, existe una necesidad de compuestos de fósforo que sean más compatibles con las formulaciones de poliuretano.
Breve Descripción de la Invención Las modalidades de la invención incluyen un pirorretardante con contenido de fósforo que incluye el producto de reacción de una primera mezcla de reacción. La mezcla de reacción incluye al menos un primer poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo que tiene la fórmula general (1), (2) o una combinación de las mismas: ¾ ) Ri~ x (2> R2-d R2-o en la que X es un grupo de salida, y R2 son, independientemente uno de otro, un alquilo con molécula de 1 a 8 átomos de carbono, alcoxietiío con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, radical de arilo con molécula de 6 a 10 átomos de carbono sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, arilo sustituido con alquilo, alquilo sustituido con arilo, nitroalquilo, hidroxilalquilo, alcoxialquilo, hidroxilo alcoxialquilo, o RT y R2 juntos forman R en un anillo integrado por seis miembros, en el que el anillo integrado por seis miembros tiene la fórmula general (3), (4) o una combinación de las mismas: en la que R es un grupo alquileno. divalente lineal o ramificado que contiene de 3 a aproximadamente 9 átomos de carbono.
Las modalidades incluyen también un método para elaborar un pirorretardante con contenido de fósforo. El método incluye reaccionar al menos un primer poliol con al menos un compuesto con contenido de fósforo que tiene la fórmula general (1), (2) o una combinación de las mismas: en la que X es un grupo de salida, Ri y R2 son, independientemente uno de otro, un alquilo con molécula de 1 a 8 átomos de carbono, alcoxietilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, radical de arilo con molécula de 6 a 10 átomos de carbono sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, arilo sustituido con alquilo, alquilo sustituido con arilo, nitroalquilo, hidroxilalquilo, alcoxialquilo, hidroxilo alcoxialquilo, o y R2 juntos forman R en un anillo integrado por seis miembros, en el que el anillo integrado por seis miembros tiene la fórmula general (3), (4) o una combinación de las mismas: en la que R es un grupo alquileno divalente lineal o ramificado que contiene de 3 a aproximadamente 9 átomos de carbono.
Descripción Detallada de la Invención Las modalidades de la invención incluyen compuestos de fósforo que son compatibles con las formulaciones de poliuretano y son pirorretardantes eficaces. Los pirorretardantes pueden incorporarse en las formulaciones usadas para elaborar productos de poliuretano tales como espumas. Los pirorretardantes son productos de reacción de al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo.
Los polioles son bien conocidos en la materia e incluyen aquellos descritos en la presente y cualquier otro poliol comercialmente disponible. Los polioles generalmente tienen una funcionalidad nominal que varía de 2 a 10, un peso molecular promedio en número de 100 a 10000, tal como 200 a 7000, un índice de hidroxilo promedio qué varía de 20 a 800 mg de KOH / g. También pueden utilizarse mezclas de uno o más polioles.
Los polioles representativos incluyen polioles de poliéter, polioles de poliéster, resinas de acetal con grupos terminales de polihidroxi, polioles a base de carbonato de polialquileno, y aminas y poliaminás con grupos terminales de hidroxilo. Ejemplos de estos y otros materiales reactivos al isocianato adecuados se describen más detalladamente en, por ejemplo, la patente de E.U.A. núm. 4,394,491.
Las modalidades abarcan polioles de poliéter preparados al añadir un óxido de alquileno, tal como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, o una combinación de los mismos, a un iniciador que tiene de 2 a 8 átomos de hidrógeno activo. La catálisis para esta polimerización puede ser aniónica o catiónica, con catalizadores tales como KOH, CsOH, trifluoruro de boro, o un catalizador de complejo de cianuro doble (DMC, por sus siglas en inglés) tal como hexacianocobaltato de zinc Los iniciadores para la producción de los polioles pueden tener de 2 a 8 grupos funcionales que reaccionarán con óxidos de alquileno. Los ejemplos de moléculas iniciadoras adecuadas son agua, ácidos dicarboxílicos orgánicos, tales como ácido succínico, ácido adípico, ácido itálico y ácido tereftálico y alcoholes polihídricos, en particular dihídricos a pentahídricos o dialquilenglicoles, por ejemplo, etanodiol, 1,2- y 1 ,3-propanodiol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1 ,4-butanodiol, 1 ,6-hexanodiol, glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, sorbitol y sacarosa o mezclas de los mismos. Otros iniciadores incluyen compuestos lineales y compuestos cíclicos que contienen una amina terciaria tal como etanoldiamina, trietanoldiamina, y diversos isómeros de toluendiamina.
Las modalidades pueden abarcar polioles iniciados con amina que se inician con una alquilamina tal como se expresa por la fórmula mostrada a continuación o que contiene una alquilamina como parte de la cadena de poliol.
HmA-(CH2)n-N(R)-(CH2)p-AHm en donde n y p son independientemente números enteros de 2 a 6, A en cada incidencia es independientemente oxígeno o hidrógeno, m es igual a 1 cuando A es oxígeno y es 2 cuando A es nitrógeno.
En una modalidad, al menos un poliol incluye al menos un poliol de polioxialquileno que tiene un peso equivalente de aproximadamente 50-2500. Tales polioles pueden tener una funcionalidad nominal combinada de aproximadamente 2-10. El polioxialquileno p uede incluir polioxietileno, polioxipropileno, o una combinación de ambos. En algunas modalidades, los polioles pueden iniciarse con glicerol, sacarosa, sorbitol, novolaca o una combinación de al menos dos de ellas. En algunas modalidades, 'los polioles pueden ser polioxialquileno terminado y tienen un porcentaje de polioxietileno de aproximadamente 5-70%. Los ejemplos incluyen SPECFLEX NC630, SPECFLEX NC632, VORALUX HF 505, VORANOL 280, VORANOL CP260, VORANOL CP450, VORANOL CP 6001, VORANOL IP585, VORANOL RA800, VORANOL RA640, VORANOL RH630, VORANOL RN411, VORANOL RN482, y VORANOL RN490, todos disponibles por The Dow Chemical Company. Las modalidades incluyen la utilización de una mezcla de diferentes modalidades de estos polioles.
Las modalidades abarcan polioles de polioxipropileno iniciado con sorbitol con un peso equivalente de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200, tal como VORANOL RN482 disponible por The Dow Chemical Company.
Las modalidades abarcan polioles de polioxipropileno de polioxietileno iniciados con una mezcla de glicerol y sacarosa y que tienen un peso equivalente de entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 2500 y un porcentaje de polioxietileno de entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40%, tal como VORANOL 280 disponible por The Dow Chemical Company.
Los polioles de poliéster representativos incluyen aquellos obtenidos a partir de ácidos policarboxilico y alcoholes polihídricos. Los ejemplos de ácidos policarboxílícos incluyen ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido maléico, ácido fumárico, ácido glutacónico, ácido a-hidromucónico, ácido ß-hidromucónico, ácido a-butil-a-etil-glutárico, ácido a-ß-dietilsuccínico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido hemimelítico y ácido 1,4-ciclohexano-dicarboxílico. Puede utilizarse cualquier alcohol polihídrico adecuado que incluya tanto alifáticos como aromáticos tales como etilenglicol, 1 ,3-propilenglicol, 1 ,2-propilenglicol, 1 ,4-butileng I icol , 1,3-butileng licol , 1 ,2-butilenglicol, 1 ,5-pentanodiol, 1 ,4-pentanodiol, 1,3-pentanodiol, 1 ,6-hexanodiol, 1 ,7-heptanodiol, glicerol, 1,1,1-trimetilolpropano, 1 , 1 , 1 -trimetiloletano, hexane-1 ,2,6-triol, glucósido de a-metilo, pentaeritritol, sorbitol y sacarosa o mezclas de los mismos. También se incluyen los compuestos derivados de fenoles tales como 2,2-(4,4'-hidroxifenil)propano, conocido comúnmente como bisfenol A, bis(4,4'-hidroxifenil)sulfito y bis-(4,4'-hidroxifenil)sulfona.
Los compuestos con contenido de fósforo adecuados incluyen una o más de las fórmulas generales: en la que X es un grupo de salida, tal como por ejemplo CI", Br", I", y ésteres de sulfonato, tal como paratoluenosulfonato ("tosilato", TsO ); Ri y R2 son, independientemente uno de otro, un alquilo con molécula de 1 a 8 átomos de carbono, alcoxietilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, radical de arilo con molécula de 6 a 10 átomos de carbono sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, arilo sustituido con alquilo, alquilo sustituido con arilo, nitroalquilo, hidroxilalquilo, alcoxialquilo, hidroxilo alcoxialquilo, o R-, y R2 juntos forman R en un anillo integrado por seis miembros, sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono tal como en la siguiente fórmula: R\ A (3) ° -x w en la que R es un grupo alquileno divalente lineal o ramificado que contiene de 3 a aproximadamente 9 átomos de carbono, tal como propileno, 2-metilpropileno, neopentileno o 2-butil-2-etilpropileno. En una modalidad, el compuesto con contenido de fósforo es 2-cloro-5,5-dimetil-1 ,3,2-dioxafosfinano (donde R es neopentileno y X es Cl").
La reacción de al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo puede realizarse en presencia de un catalizador de amina. El catalizador de amina puede ser de la fórmula general N(R1)(R2)(R3), en donde tanto R1, R2, como R3 son cada uno independientemente un grupo alquilo lineal igual o diferente que contiene de uno a aproximadamente 8 átomos de carbono, grupo alquilo ramificado con contenido de desde 3 a 8 átomos de carbono, grupo alquenilo lineal o ramificado con contenido de hasta aproximadamente 8 átomos de carbono, grupo alquilo cíclico con contenido de desde 5 hasta 8 átomos de carbono, o un grupo arilo con contenido desde 6 hasta 10 átomos de carbono. En una modalidad no limitante en la presente, cada grupo R1, R2 y R3 de la fórmula general anterior del catalizador de amina es independientemente igual o diferente y se selecciona a partir del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo, butilo, isopropilo, isobutilo, sec-butilo, tere-butilo, isopentilo, neopentilo, isohexilo, isoheptilo, ciclohexilo y fenilo.
La reacción de al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo puede realizarse en presencia de al menos un solvente. Por ejemplo, cualquiera o tanto al menos un poliol como al menos un compuesto con contenido de fósforo pueden disolverse en el solvente. El solvente puede ser cualquier solvente que solvate o suspenda efectivamente (con agitación) el componente del compuesto con contenido de fósforo. La solvatación o suspensión efectiva puede variar enormemente dependiendo del solvente y la cantidad del compuesto con contenido de fósforo empleado en el método de la presente. Preferentemente, una solvatación/suspénsión efectiva puede comprender suficiente solvente para efectuar la solvatación/suspénsión de desde 50 por ciento en peso del compuesto con contenido de fósforo, con base en el peso total del compuesto con contenido de fósforo, a una cantidad de solvente que es hasta aproximadamente 100 por ciento más solvente que lo necesario para la disolución/suspensión completa del compuesto con contenido de fósforo total que se emplea, éste último porcentaje se basa en la cantidad de solvente total necesaria para solvatar/suspender completamente la cantidad de compuesto con contenido de fósforo que se emplea.
Los solventes adecuados pueden incluir tolueno, xileno, ciclohexano, n-heptano, hexano, acetato de metilo, acetato de etilo, clorometano, diclorometano, triclorometano, hidroxialquilfosfonato, xileno, tetrahidrofurano (THF, por sus siglas en ingles), dimetilformamida (DMF, por sus siglas en ingles), éter de petróleo, acetonitrilo, éter de tere-butilo de metilo, acetona, metiletilcetona, acetato butílico, y combinaciones de los mismos.
En a Igunas modalidades, la reacción de al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo puede realizarse a temperaturas reducidas, tal como entre aproximadamente -20°C y aproximadamente 40°C. En algunas modalidades, la temperatura de reacción se mantiene entre aproximadamente -10°C y aproximadamente 30°C.
Las modalidades abarcan añadir compuesto con contenido de fósforo disuelto al menos a un poliol el cual opcionalmente también puede disolverse en un solvente. Al menos un catalizador dé amina puede disolverse con al menos un poliol antes de que se añada el compuesto con contenido de fósforo. Opcionalmente, puede añadirse al menos un catalizador de amina a una mezeia disuelta de al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo.
La reacción de al menos un poliol con al menos un compuesto con contenido de fósforo puede proceder en un intervalo de tiempo de entre aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 10 horas. En algunas modalidades, el tiempo de reacción es de aproximadamente 2 horas.
Al menos un poliol y al menos un compuesto con contenido de fósforo pueden reaccionarse en relaciones molares de manera tal que la reacción tenga un índice de terminación de desde 0.1 hasta 1. El índice de terminación es la relación de los grupos funcionales de OH por molécula de p oliol que se reacciona o termina con un compuesto con contenido de fósforo, como se resume en la siguiente fórmula: Cl = Md/n * Mp donde Cl es el índice de terminación, d es la cantidad molar de. al menos un compuesto con contenido de fósforo, Mp es la cantidad molar de al menos un poliol, y n es la funcionalidad de OH nominal de al menos un poliol.
Un índice de terminación de cero es igual a un OH no terminado, y un índice de terminación de 1 es igual a todos los grupos OH terminados. Con los índices de terminación menores que 1, el pirorretardante con contenido de fósforo (FR, por sus siglas en inglés) aún tendrá grupos OH reactivos los cuales pueden reaccionar con un isocianato para formar un enlace de uretano de manera tal que el compuesto con contenido de fósforo se encuentre en una cadena lateral de la red de poliuretano a través de enlaces químicos. El índice de terminación puede ser cualquier número desde 0.05 hasta 1. Todos los valores individuales y subintervalos entre 0.05 y 1 se incluyen y describen en la presente; por ejemplo, el índice de terminación puede variar desde un límite inferior de 0.05, 0.01, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.67, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, o 0.9 hasta un límite superior de 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.67, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, o 1.
El fósforo de los compuestos de pirorretardante elaborados mediante la utilización de compuestos con contenido de fósforo de las fórmulas 2 y 4 pueden oxidarse opcionalmente utilizando agentes oxidantes tales como manganato, permanganatos y peróxidos, tales como peróxidos de hidrógeno.
El pirorretardante con contenido de fósforo puede incluirse en al menos una mezcla de poliol que se reacciona con el isocianato. Al menos una mezcla de poliol incluye materiales que tienen al menos un grupo que contiene un átomo de hidrógeno activo capaz de experimentar la reacción con un isocianato. Los polioles adecuados son bien conocidos en la materia e incluyen aquellos descritos con anteripridád y cualquier otro poliol comercialmente disponible. También pueden utilizarse las mezclas de uno o más polioles y/o uno o más polioles poliméricos para producir productos de poliuretano de acuerdo con modalidades de la presente invención.
Los polioles pueden ser, por ejemplo, homopolímeros de po)i(óxido de propileno), copolímeros aleatorios de óxido de propileno y óxido de etileno en los cuales el contenido de poli(óxido de etileno), por ejemplo, varía desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30% en peso, polímeros de poli(óxido de propileno) terminados en óxido de etileno y copolímeros aleatorios terminados en óxido de etileno de óxido de propileno y óxido de etileno. Para aplicaciones de material esponjado en bloques, tales poliésteres contienen preferentemente 2-5, en particular 2-4, y preferentemente desde 2-3, principalmente grupos hidroxilo secundarios por molécula y tienen un peso equivalente por grupo hidroxilo de desde aproximadamente 400 hasta aproximadamente 3000, en particular desde aproximadamente 800 hasta aproximadamente 1750. Para aplicaciones de material esponjado en bloques de alta resil iencia y de espuma moldeada, tales poliéteres contienen preferentemente 2-6, en particular 2-4, grupos hidroxilo principalmente primarios por molécula y tienen un peso equivalente por un grupo hidróxilo de desde aproximadamente 1000 hasta aproximadamente 3000, en particular desde aproximadamente 1200 hasta aproximadamente 2000. Cuando se utilizan mezclas de polioles, la funcionalidad promedio nominal (número de grupos hidróxilo por molécula) variará preferentemente en los intervalos especificados con anterioridad. Para espumas viscoelásticas se utilizan polioles de cadena más corta con índices de hidróxilo superiores a 150. Para la producción de espumas semirrígidas, se prefiere utilizar un poliol trifuncional con un índice de hidróxilo de 30 a 80.
Los polioles de poliéster puede contener baja insaturación terminal (por ejemplo, menor que 0.02 meq/g o menor que 0.01 meq/g), tal como aquellos elaborados utilizando catalizadores de DMC. Típicamente, los polioles de poliéster contienen aproximadamente 2 grupos hidróxilo por molécula y tienen un peso equivalente por grupo hidróxilo de aproximadamente 400-1500.
Los polioles pueden ser polioles poliméricos. En un poliol polimérico, las partículas del polímero se dispersan en el poliol a base de petróleo convencional. Tales partículas son ampliamente conocidas en la materia e incluyen partículas de estireno-acrilonitrilo (SAN, por sus siglas en inglés), acrilonitrilo (ACN, por sus siglas en inglés), poliestireno (PS, por sus siglas en inglés), metacrilonitrilo (MAN, por sus siglas en inglés), poliurea (PHD), o metacrilato de metilo (MMA). En una modalidad, las partículas poliméricas son partículas de SAN.
Además de los polioles descritos con anterioridad, la mezcla de polioles también puede incluir otros ingredientes tales como catalizadores, surfactantes de silicona, conservantes y antioxida tes.
La mezcla de polioles también puede utilizarse en la producción de productos de poliuretano, tales como espumas de poliuretano, elastómeros, espumas microcelulares, adhesivos, recubrimientos, etc. Por ejemplo, la mezcla de polioles puede utilizarse en una formulación para la producción de espuma de poliuretano flexible o rígido. Para la producción de una espuma de poliuretano, la mezcla de polioles puede combinarse con ingredientes adicionales tales como catalizadores, reticuladores, emulsionantes, surfactantes de silicona, conservantes, pirorretardantes, colorantes, antioxidantes, agentes de refuerzo, materiales de relleno, incluyendo espuma de poliuretano reciclado en forma de polvo.
Puede utilizarse cualquier catalizador de uretano adecuado, incluyendo compuestos de aminas terciarias, aminas con grupos reactivos al isocianato y compuestos organometálicos. Los compuestos de aminas terciarias a manera de ejemplo incluyen trietilendiamina, N-metilmorfolina, ?,?-dimetilciclohexilamina, pentametildietilentriamina, tetrametiletilendiamina, bis(dimetilaminoetil)éter, 1-metil-4-dimetilamínoetil-piperazina, 3-metoxi-N-dimetilpropilamina, N-etilmorfolina, dimetiletanolamina, N-cocomorfolina, N,N-dimetil-N',N'-dimetilisopropilpropilend ¡amina, N,N-dietil-3-dietilamino-propilamina y dimetilbencilamina. Los catalizadores organometálicos a manera de ejemplo incluyen catalizadores de organomercurio, órganoplomo, organoférricos y de organoestaño, siendo preferidos los catalizadores de organoestaño entre estos. Los catalizadores de estaño adecuados incluyen cloruro estañoso, sales de estaño de ácidos carboxilicos tales como dilaurato de dibultilestaño. Un catalizador para la trimerización de isocianatos, que da como resultado un isocianurato, tal como un alcóxidos de metal alcalino también puede emplearse opcionalmente en la presente. La cantidad de catalizadores de amina puede variar desde 0 hasta aproximadamente 5 por ciento en la formulación o pueden utilizarse catalizadores organometálicos desde aproximadamente 0.001 hasta aproximadamente 1 por ciento en la formulación.
Pueden proporcionarse uno o más reticuladores, además de los polioles descritos con anterioridad. Este es particularmente él caso cuando se elabora material esponjado en bloques o espuma moldeada de alta resiliencia. Si se utilizan, las cantidades adecuadas de reticuladores varían desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 partes en peso, tal como desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3 partes en peso, por 100 partes en peso de polioles.
Los reticuladores pueden tener tres o más grupos reactivos al isocianato por molécula y un peso equivalente por grupo reactivo al isocianato menor que 400. Preferentemente, los reticuladores pueden incluir desde 3-8, en particular desde 3-4 grupos hidroxilo de amina primaria o de amina secundaria por molécula y tienen un peso equivalente de desde 30 hasta aproximadamente 200, especialmente desde 50-125. Los ejemplos de reticuladores adecuados incluyen dietanolamina, monoetanolamina, trietanolamina, mono- di- o tri(isopropanol)amina, glicerina, trimetilolpropano, pentaeritritol y sorbitol.
También es posible utilizar uno o más extensores de cadena en la formulación de espuma. El extensor de cadena puede tener dos grupos reactivos al isocianato por molécula y un peso equivalente por grupo reactivo al isocianato menor que 400, especialmente desde 31-125. Los grupos reactivos al isocianato preferentemente son grupos hidroxilo, de amina alifática o aromática primaria o de amina alifática o aromática secundaria. Los grupos reactivos al isocianato son preferentemente grupos hidroxilo, de amina alifáticas o aromáticas primaria o de amina alifáticas o aromáticas secundaria. Los extensores de cadena representativos incluyen etilenglicol de aminas, dietilenglicol, 1,2-propilenglicol, d ipropi lengl icol , tripropilenglicol, etilendiamina, fenilendiamina, bis(3-cloro-4-aminofen¡l)metano y 2,4-diamiho-3,5-dietiltolueno. Si se utilizan, los extensores de cadena típicamente una cantidad de desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50, en especial aproximadamente 3 a aproximadamente 25 partes en peso por sin partes en peso de poliol de alto peso equivalente.
También puede incluirse un poliol de poliéter en la formulación, es decir, como parte de al menos un poliol convencional a base de petróleo, a fin de promover la formación de una espuma de poliuretano de células abiertas o suavizado. Tales abridores de células generalmente tienen una funcionalidad de 2 a 12, preferentemente 3 a 8, y un peso molecular de al menos 5000 a aproximadamente 100000. Tales polioles de poliéster contienen al menos 50 por ciento en peso de unidades de oxietileno, y suficientes unidades de oxipropileno para volverse compatibles con los componentes. Los abridores de células, cuando son utilizados, generalmente se encuentran presentes en una cantidad desde 0.2 hasta 5, preferentemente desde 0.2 hasta 3 partes en peso del poliol total. Los ejemplos de abridores de células comercialmente disponibles son VORANOL Polyol CP 1421 y VORANOL Polyol 4053; VORANOL es una marca registrada de The Dow Chemical Company.
Las formulaciones pueden reaccionarse después con, al menos un isocianato para formar un producto de poliuretano. Los isocianatos que pueden utilizarse en la presente invención incluyen isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, arilalifáticos y aromáticos.
Los ejemplos de isocianatos aromáticos adecuados incluyen los 4,4'-, 2,4' y 2,2'-¡sómeros de diisocianato de difenilmetano (MDI, por sus siglas en inglés), mezclas de los mismos y mezclas de MDI polimérico y monomérico, tolueno-2,4- y 2,6- diisocianato (TDI, por sus siglas en inglés), m- y p-fenilendiísocianato, clorofenilen-2,4-diisocianato, d if en i len-4, 4 '-di isocianato, 4,4'-diisocianato-3,3'-dimetildifenilo, 3-metildifenil-metano-4,4'-diisocianato y difeniléterdiisocianato y 2,4,6-triisocianatotolueno y 2,4,4'-triisocianatodifeniléter.
Pueden utilizarse mezclas de isocianatos, tales como las mezclas comercialmente disponibles de 2,4- y 2,6-isómeros de diisocianato de tolueno. También puede utilizarse un poliisocianato crudo en la práctica de esta invención, tal como diisocianato de tolueno crudo obtenido por la fosgenación de una mezcla de toluendiamina o el diisocianato de difenilmetano crudo obtenido por la fosgenación de difemlamina de metileno crudo. También pueden utilizarse mezclas de TDI/MDI.
Los ejemplos de poliisocianatos alifáticos incluyen diisocianato de etileno, diisocianato de 1 ,6-hexametileno, diisocianato de isoforona, ciclohexano, 1 ,4-diisocianato, diisocianato de 4,4*-diciclohexilmetano, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-bis(isocianatometil)ciclohexano, análogos saturados de los isocianatos aromáticos mencionados con anterioridad, y mezclas de los mismos.
Se añade al menos un isocianato a la mezcla para un índice de isocianato de entre aproximadamente 30 y aproximadamente 150, preferentemente entre aproximadamente 50 y aproximadamente 120, más preferentemente entre aproximadamente 60 y aproximadamente 110. El índice de isocianato es la relación de grupos isocianato sobre átomos de hidrógeno reactivos al isocianato en una formulación, proporcionado como porcentaje. Consecuentemente, el índice de isocianato expresa el porcentaje de isocianato utilizado actualmente en una formulación con respecto a la cantidad de isocianato requerida en teoría para reaccionar con la cantidad de hidrógeno reactivo al isocianato utilizado en una formulación.
Para la producción de espumas flexibles, los poliisocianatos pueden ser a menudo los tolueno-2,4- y 2,6-düsocianatos o MDI o combinaciones de TDI/MDI o prepolímeros elaborados a partir de los mismos.
También puede utilizarse prepolímero sellado con isocianato en la formulación de poliuretano. Tales prepolímeros se obtienen por la reacción de un exceso de poliol.
El procesamiento para producir productos de poliuretano es bien conocido en la materia. En general, los componentes de la mezcla de reacción de formación de poliuretano pueden mezclarse conjuntamente de cualquier manera conveniente, por ejemplo, utilizando cualquier equipo de mezcla descrito en la técnica anterior para fines tales como los descritos en "Polyurethane Handbook" ("Manual de poliuretanos"), por G. Oertel, Hanser Publisher.
En general, la espuma de poliuretano se prepara al mezclar la composición de poliisocianato y poliol en presencia del agente de soplado, el(los) catalizador(es) otros ingredientes opcionales, según se desee, bajo condiciones tales que la mezcla de poliisocianato y poliol reaccionan para formar un polímero de poliuretano y/o póliurea, mientras que el agente de soplado genera un gas que expande la mezcla de reacción. La espuma puede formarse por el llamado método de prepolímero, en el cual un exceso estequiométrico del poliisocianato se reacciona primeramente con el(los) poliol(es) de alto peso equivalente a fin de formar un prepolímero, el cual se encuentra en una segunda etapa reaccionado con un extensor de cadena y/o agua para formar la espuma deseada. También son adecuados los métodos de espumado. Pueden ser preferidos los llamados métodos de un disparo. En tales métodos de un disparo, el poliisocianato y todos los reactivos al poliisocianato se combinan simultáneamente y se les hace reaccionar. Tres métodos de disparo ampliamente utilizados que son adecuados para su uso en esta invención incluyen procesos de material esponjado en bloques, procesos de material esponjado en bloques de alta resiliencia, y métodos de espuma moldeada.
El material esponjado en bloques se prepara convenientemente al mezclar los ingredientes de espuma y distribuirlos en una cubeta de otra región en donde reaccione la mezcla de reacción, se eleva libremente hacia la atmósfera (algunas veces bajo una película u otra cubierta flexible) y se endurece. En la producción común de materiales esponjados en bloques a escala comercial, los ingredientes de espuma (o diversas mezclas de los mismos) se bombean independientemente a un cabezal de mezcla en donde se mezclan y distribuyen sobre una banda transportadora que se encuentra revestida con papel o plástico. El espumado y endurecimiento ocurren sobre la banda transportadora para formar una masa de espuma. Típicamente, las espumas resultantes varían desde aproximadamente 10 kg/m3 hasta 100 kg/m3, en particular desde aproximadamentel 5 kg/m3 hasta 90 kg/m3, preferentemente desde aproximadamente 17 kg/m3 hasta 80 kg/m3 de densidad.
En una modalidad, una formulación de material esponjado en bloques puede contener desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 6, preferentemente se utilizan aproximadamente 1.5 hasta aproximadamente 5 partes en peso de agua por 100 partes en peso de poliol de alto peso equivalente a presión atmosférica. Con una presión reducida, estos niveles disminuyen.
En la producción de espuma de poliuretano rígido, el agente de soplado incluye agua, y mezclas de agua con un hidrocarburo, o un hidrocarburo alifático parcial o totalmente halogenando. La cantidad de agua puede variar en el intervalo entre aproximadamente 2 y aproximadamente 15 partes en peso, preferentemente entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10 partes en peso con base en 100 partes. del poliol. La cantidad de hidrocarburo, el hidroclorofluorocarburo, o hidrofluorocarburo a combinarse con agua se selecciona convenientemente dependiendo en la densidad deseada de la espuma, y puede ser menor que aproximadamente 40 partes en peso, preferentemente menor que aproximadamente 30 partes en peso con base en 100 partes en peso del poliol. Cuando el agua se encuentra presente como un agente de soplado adicional, puede estar presente en una cantidad entre aproximadamente 0.5 y 10, preferentemente entre aproximadamente 0.8 y aproximadamente 6, preferentemente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 4, y preferentemente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 3 partes en el peso total de la composición de poliol total.
La espuma moldeada puede elaborarse de acuerdo con la invención al transferir los reactantes (composición de poliol que incluyen copoliéster, poliisocianato, agente de soplado y surfactante) un molde cerrado en el que tiene lugar la reacción de espumado para producir una espuma formada. Puede utilizarse cualquier proceso llamado de "moldeado en frío", en el cual el molde no se precalienta significativamente sobre la temperatura ambiente, o un proceso de "moldeado en caliente", en el cual el molde se calienta para generar el endurecimiento. Los procesos de moldeado en frío son preferidos para producir espuma moldeada de alta resiliencia. Las densidades para espumas moldeadas generalmente varían de 30 a 80 kg/m3.
El pirorretardante con contenido de fósforo puede estar incluido en la mezcla con un total en concentraciones de entre aproximadamente 0.1% en peso y 35% en peso de la mezcla de poliol total. Todos los valores individuales y subintervalos entre 0.1% en peso y 35% en peso se incluyen y describen en la presente; por ejemplo, el pirorretardante con contenido de fósforo puede variar desde un límite inferior de 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 25, 26, 28, o 30% en peso de la mezcla de poliol total, hasta un límite superior de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 25, 26, 28, 30, o 35% en peso de la mezcla de poliol total.
Cuando se utilizan como se describe en la presente, los productos elaborados mediante la utilización de las modalidades del pirorretardante con contenido de fósforo pueden presentar mejores propiedades pirorretardantes que los productos elaborados mediante la utilización de pirorretardantes comparativos tales como tricloropropilfosfato, aunque mantienen simultáneamente buenos valores para diversas propiedades físicas el tales como resistencia a la tracción, elongación a la tracción, y resistencia al desgarro. Por ejemplo, los productos descritos en la presente proporcionan un mejor rendimiento de FR a una concentración más baja en comparación con los productos elaborados mediante la utilización del tricloropropilfosfato con contenido de halógeno.
Por ejemplo, los productos incorporados pueden superar pruebas a la llama desarrolladas por la Oficina de Mobiliario y Aislamiento Térmico Domésticos, Departamento de Asuntos del Consumidor, Estado de California, Boletín Técnico 117 (Requisitos, Procedimiento de pruebas y aparato para probar la retardancia a la llama de los materiales de relleno resiliente utilizados en el mobiliario tapizado) de marzo de 2000, párrafo A parte 1 (Cal 117).
Ejemplos Se proporcionan los siguientes ejemplos para ilustrar las modalidades de la invención, pero no se pretende limitar el alcance de la misma. Todas las partes y porcentajes se proporcionan en peso a menos que se indique de manera diferente.
Se utilizaron los siguientes materiales: VORANOL* RN482 Un poliol de polioxipropileno iniciado con sorbitol con un peso equivalente de 117, un valor de OH de 480 mg de KOH/g, y una funcionalidad nominal de 6. Disponible por The Dow Chemical Company.
VORANOL* 280 Un poliol de polioxipropileno de polioxietileno con un peso equivalente de aproximadamente 1795 iniciado con una mezcla de glicerol y sacarosa, que tiene una funcionalidad nominal de 6.9, un porcentaje de polioxietileno de aproximadamente 25.6%, y un valor de OH de 280 mg de KOH/g. Disponible por The Dow Chemical Company.
VORANOL* 3010 Un poliol de polioxipropileno terminado en polioxipropileno de polioxietileno con un peso equivalente de aproximadamente 994 iniciado con glicerol, que tiene una funcionalidad nominal de 3, un porcentaje de polioxietileno de aproximadamente 8%, y un valor de OH de 56 mg de KOH/g. Disponible por The Dow Chemical Company.
VORANOL* CP 1421 Un poliol de polioxipropileno terminado en polioxietileno/polioxipropileno con un peso equivalente de aproximadamente 1675 iniciado con glicerol, que tiene una funcionalidad nominal de 3, un porcentaje de polioxietileno de aproximadamente 78%, y un índice de hidróxi lo de aproximadamente 32 mg de KOH/g. Disponible por The Dow Chemical Company.
VORALUX* HF505HA Un poliol de polioxipropileno terminado en polioxietileno con un peso equivalente de aproximadamente 1902 iniciado con sorbitol, un porcentaje de polioxietileno de aproximadamente 16%, y un índice de hidróxilo de aproximadamente 29.5 mg de KOH/g. Disponible por The Dow Chemical Company. 2-cloro-5,5-dimetil-1 ,3,2-dioxafosfinano Disponible por Sigma Aldrich Trietilamina Disponible por Sigma Aldrich TCPP Pirorretardante de tricloropropilfosfato de Zhangjiagang Changyu Chemical Co., Ltd H20 Agua desionizada de The Dow Chemical Company.
DEOA ?,?-dietanolamina, valor de OH 1602, de Changzhou Jushun Chemical Company TEGOSTAB B-8681 Un surfactante de silicona, comercialmente disponible por Evonik Industries NIAX L 620 Un surfactante de silicona disponible por Momentive Performance Materials.
DABCO 33-LV Una solución al 33% de trietilendiamina en propilenglicol disponible por Air Products & Chemicals Inc.
NIAX A-1 Un catalizador de bis(2-dimetilaminoetilo)éter al 70% y dipropilenglicol al 30% disponible en Momentive Performance Materials.
DABCO T-9 Un catalizador de octoato estañoso disponible por Air Products & Chemicals Inc.
VORANATE* T-80 Una composición de diisocianato de tolueno (diisocianato de 2,4-tolueno al 80% y diisocianato de 2,6-tolueno al 20% en peso) disponible por The Dow Chemical Company. *VORAI_UX, VORANATE y VORANOL son marcas registradas de The Dow Chemical Company.
Ejemplo 1 Se cargaron VORANOL RN482 (210 g, 0.3 mol), trietilamina (151.5 g, 1.5 mol) y diclorometano (600 mi) en un matraz de tres cuellos equipado con un agitador mecánico. Se añadió 2-cloro-5,5-dimetil-1 ,3,2-dioxafosforinano (202.3 g, 1.2 mol) en diclorometano (200 mi) gota a gota en el matraz mantenido en un intervalo de temperatura de -10°C a 10°C. La reacción se mantuvo en este intervalo de temperatura durante 2 horas, tras lo cual se extrajo el derivado de trietilamina-sal de HCI por filtración. El solvente del filtrado se extrajo por evaporador giratorio. El residuo se enjuagó con agua primeramente, y después se extrajo el agua. El producto obtenido se disolvió en diclorometano (600 mi) seguido por enjuague con agua. La capa de agua se extrajo y la capa de solvente se secó adicionalmente con MgS04 anhidro durante toda la noche. El MgS04 se filtró y el solvente de diclorometano se extrajo para obtener un poliol FR A que tiene en promedio dos grupos OH y cuatro grupos con contenido de fosfitos por molécula como se confirma por RMN protónica y de fósforo.
Las espumas de poliuretano se prepararon mediante pruebas mezcladas a mano en una tasa de plástico. Para el Ejemplo 1, el poliol FR A se mezcló con VORALUX HF505HA, VORANOL CP 1421, y DEOA (cantidades proporcionadas en la Tabla 1), seguido por 1 minuto de mezcla para 3000 rpm. Después, se añadieron los demás aditivos (TEGOSTAB B-8681, agua, DABCO T-9 y DABCO 33LV y NIAX A1 en una relación de 3:1), seguidos por mezcla durante un minuto a 3000 rpm. Finalmente, se añadió VORANATE T-80 a una alta velocidad de mezclado (aproximadamente 3000-4000 rpm) durante aproximadamente 6 segundos. La composición obtenida se vertió en una caja abierta para el espumado. Los Ejemplos Comparativos 1-3 se prepararon de manera similar, pero con TCPP (Ejemplos Comparativos 2 y 3) o sin pirorretardante (Ejemplo Comparativo 1) en lugar del poliol FR A.
Las espumas se aprobaron de acuerdo con la información divulgada por la Oficina de Mobiliario y Aislamiento Térmico Domésticos, Departamento de Asuntos del Consumidor, Estado de California, Boletín Técnico 117 (Requisitos, Procedimiento de pruebas y aparato para probar la retardancia a la llama de los materiales de relleno resiliente utilizados en el mobiliario tapizado) de marzo de 2000, párrafo A parte 1 (Cal 117). Las espumas flexibles se cortaron en muestras (304.8 mm * 76.2 mm * 12.7 mm) utilizando una sierra eléctrica. Para cada formulación, se probaron 10 muestras (cinco antes del envejecimiento, 5 después del envejecimiento). Las muestras se sometieron a una flama durante 12 segundos y después se registro el tiempo de combustión residual (AFT, por sus siglas en inglés) y el largo del residuo carbonoso.
Las espumas se cortaron en muestras para el ensayo de tracción ASTM D3574-95 E de prueba a la tracción y la prueba de resistencia a las rasgaduras ASTM D3574-95-F. La prueba de resistencia y elongación a la tracción para la espuma flexible se realizaron en un Instron 5565 con una velocidad ascendente de 500 mm/min. Para cada formulación, se probaron de 3 a 4 muestras.
Como se muestra en la Tabla 1 para la prueba Cal 117, la adición del poliol FR A al sistema de espuma de PU incrementa significativamente el rendimiento del FR (Ejemplo 1). El Ejemplo 1 que tiene 8 partes de poliol FR A tiene un mejor rendimiento de FR que el Ejemplo Comparativo 2 con 15 partes de TCPP y el Ejemplo Comparativo 3 con 18 partes de TCPP. Todos los Ejemplos Comparativos 1-3 no superaron la prueba Cal 117. Los resultados muestran que el poliol FR A proporciona un mejor rendimiento de FR con cargas menores en comparación con el TCPP con contenido de halógeno. Además, la adición del poliol FR A no tiene un efecto negativo sobre las propiedades mecánicas medidas de la espuma de PU.
Tabla 1 Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo Comparativo Comparativo Comparativo 1 1 2 3 Componentes VORALUX HF505HA 100 100 00 00 VORANOL CP 1421 2.5 2.5 2.5 2.5 DEOA 1.67 1 .67 1.67 1.67 TEGOSTAB B-8681 1.2 1.2 1.2 1.2 DABCO 33LV, NIAX A1 (3:1) 0.2 0.2 0.2 0.2 Agua 3.3 3.8 4 3.4 DABCO T-9 0.07 0.07 0.07 0.07 TCPP 15 18 Poliol FR A 8 VORANATE T-80 44.1 49.4 51.5 46.4 índice 108 108 108 108 Propiedades Densidad (kg/mJ) 31.15 30.6 31 .55 31 Resistencia a la tracción (KPa) 46.0 45.2 49.0 46.7 Elongación a la tracción (%) 98.5 101 .2 103.5 101 Resistencia al desgarro (N/m) 132.9 139.6 153.1 162.3 Cal 117 >25 9 0 0 AFT antes >25 14 5 Ó del(los) >25 0 7.5 0 envejecí miento(s) >25 0 0 0 >25 0 2.5 0 AFT después >25 >20 4 0 del(los) >25 0 1 0 envejecimiento(s) >25 4 13 0 >25 7 3 0 Largo del residuo Combustión 170 60 45 carbonoso antes Combustión 195 155 65 del Combustión 54 150 55 envejecimiento Combustión 78 20 60 (mm) Combustión 66 50 55 Largo del residuo Combustión Combustión 200 35 carbonoso Combustión Combustión 105 40 después del Combustión 72 100 40 envejecimiento Combustión 90 190 50 (mm) Combustión 100 90 55 Supera o no No supera No supera No supera Supera supera Ejemplo 2 Se cargaron VORANOL 280 (136.2 g, 0.1 mol), trietilamina (104.5 g, 1.035 mol) y diclorometano (600 mi) en un matraz de tres cuellos equipado con un agitador mecánico. Se añadió 2-cloro-5,5-dimetil-1 ,3,2-dioxafosforinano (116.3 g, 0.69 mol) en diclorometano (200 mi) gota a gota en el matraz mantenido en un intervalo de temperatura de -10°C a 10°C. La reacción se mantuvo en este intervalo de temperatura durante 2 horas, tras lo cual se extrajo el derivado de trietilamina-sal de HCI por filtración. El solvente del filtrado se extrajo por evaporador giratorio. El residuo se enjuagó con agua primeramente, y después se extrajo el agua. El producto obtenido se disolvió en diclorometano (600 mi) seguido por enjuague con agua. La capa de agua se extrajo y la capa de solvente se secó adicionalmente con MgS04 anhidro durante toda la noche. El gS0 se filtró y el solvente de diclorometano se extrajo para obtener un fosfito intermediario, no reactivo, el precursor del FR B. El precursor se oxido adicionalmente utilizando peróxido de hidrógeno (30% en agua) añadido gota a gota bajo agitación durante 2 horas para obtener el FR B. La NMR protónica y de fósforo confirmó una conversión total de los grupos OH de poliol.
Las espumas de poliuretano se prepararon mediante pruebas mezcladas a mano en una tasa de plástico. Para el Ejemplo 2, el poliol FR B se mezcló con VORANOL 3010, agua, NIAX L 620, y DABCO T-9 y DABCO 33LV y NIAX A1 en una relación de 3:1 (cantidades proporcionadas en la Tabla 2), seguido por un minuto de mezcla para 3000 rpm. Finalmente, se añadió VORANATE T-80 a una alta velocidad de mezclado (aproximadamente 3000-4000 rpm) durante aproximadamente 6 segundos. La composición obtenida se vertió en una caja abierta para espumado. La composición obtenida se vertió en una caja abierta para el espumado. Los Ejemplos Comparativos 4-5 se prepararon de manera similar, pero con TCPP (Ejemplo Comparativo 5) o sin pirorretardante (Ejemplo Comparativo 4) en lugar del poliol FR B.
Como se muestra en la Tabla 2 para la prueba Cal 117, la adición del poliol FR B al sistema de espuma de poliuretanó incrementa significativamente el rendimiento del FR (Ejemplo 2). El Ejemplo 2, que tiene 10 partes de poliol FR B tiene un mejor rendimiento de FR que el Ejemplo Comparativo 5 con 30 partes de TCPP. Ninguno de los Ejemplos Comparativos superó la prueba Cal 117 FR. Los resultados muestran que el poliol FR B proporciona un mejor rendimiento de FR con cargas menores en comparación con el TCPP con contenido de halógeno. Además, la adición del poliol FR B no tiene un efecto negativo sobre las propiedades mecánicas medidas de la espuma de PU.
Tabla 2 Ejemplo Ejemplo Ejemplo Comparativo Comparativo 2 4 5 VORANOL 3010 00 100 100 DABC0 33LV, NIAX A1 (3: 1 ) 0.36 0.36 0.27 Agua 4 4 4 NIAX L 620 1 .2 1 .2 1 .2 DABCO T-9 0.22 0.22 0.22 TCPP 30 FR B 10 VORANATE T-80 51 .1 51.1 51.1 Indice TDI 95 95 95 Propiedades Densidad (kg/mJ) 27.5 33.2 26.8 Tiempo de ascenso (seg) 85 105 86 Resistencia a la tracción (KPa) 81 .7 85.8 95.4 Elongación a la tracción (%) 130.1 155.5 164.2 Resistencia al desgarro (N/m) 377.0 360.4 389.0 Cal 117 >10 0 7 AFT antes >10 0 0 del(los) >10 0 0 envejecimiento(s) >10 0 2 >10 0 3 del(los) >10 >10 2 envejecimiento(s) >10 >10 1 >10 3 1 Largo del residuo Combustión 35 125 carbonoso antes Combustión 25 50 del Combustión 30 65 envejecimiento Combustión 20 95 (mm) Combustión 35 85 , Largo del residuo Combustión Combustión 90 carbonoso Combustión Combustión 90 después del Combustión Combustión 85 envejecimiento Combustión Combustión 85 (mm) Combustión 70 80 Supera o no No supera No supera Supera supera Aunque lo anterior se refiere a modalidades de la presente invención, pueden contemplarse modalidades alternas y adicionáles sin apartarse de la esencia fundamental de la misma, y el alcance de la misma se determina por las siguientes reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un pirorretardante con contenido de fósforo que comprende el producto de reacción de una primera mezcla de reacción, la mezcla de reacción comprende: al menos un primer poliol; y al menos un. compuesto con contenido de fósforo que tiene la fórmula general (1), (2) o una combinación de las mismas: en la que X es un grupo de salida, Ri y R2 son, independientemente uno de otro, un alquilo con molécula de 1 a 8 átomos de carbono, alcoxietilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, radical de arilo con molécula de 6 a 10 átomos de carbono sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, arilo sustituido con alquilo, alquilo sustituido con arilo, nitroalquilo, hidroxilalquilo, alcoxialquilo, hidroxilo alcoxialquilo, o y R2 juntos forman R en un anillo integrado por seis miembros, en el que el anillo integrado por seis miembros tiene la fórmula general (3), (4) o una combinación de las mismas: en la que R es un grupo alquileno divalente lineal o ramificado que contiene de 3 a aproximadamente 9 átomos de carbono.
2. Un método para elaborar un pirorretardante con contenido de fósforo, el método comprende reaccionar al menos: al menos un primer poliol; y al menos un compuesto con contenido de fósforo que tiene la fórmula general (1), (2) o una combinación de las mismas: en la que X es un grupo de salida, y R2 son, independientemente uno de otro, un alquilo con molécula de 1 a 8 átomos de carbono, alcoxietilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, radical de arilo con molécula de 6 a 10 átomos de carbono sustituido con alquilo con molécula de 1 a 4 átomos de carbono, arilo sustituido con alquilo, alquilo sustituido con arilo, nitroalquilo, hidroxilalquilo, alcoxialquilo, hidroxilo alcoxialquilo, o y R2 juntos forman R en un anillo integrado por seis miembros, en el que el anillo integrado por seis miembros tiene la fórmula general (3), (4) o una combinación de las mismas: en la que R es un grupo alquileno divalente lineal o ramificado que contiene de 3 a aproximadamente 9 átomos de carbono.
3. El pirorretardante con contenido de fósforo según la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, en la que R es al menos uno de entre propileno, 2-metilpropileno, neopentileno, y 2-butil- 2-etilpropileno.
4. El pirorretardante de fosfonato según la reivindicación 1 p 3 o el método según la reivindicación 2 o 3, en el que X se selecciona a partir del grupo que consiste en CI", Br", e G, y sulfonato.
5. El pirorretardante con contenido de fósforo según la reivindicación 1 o el método según la reivindicación 2, en el que el compuesto con contenido de fósforo es 2-cloro-5,5-dimetil-1 ,3,2-dioxafosfinano.
6. El pirorretardante con contenido de fósforo según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3-5, o el método según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en donde el al menos un primer poliol comprende al menos uno de entre poliol de polioxialquileno que tiene uri peso equivalente de aproximadamente 50-2500 y una funcionalidad nominal combinada de aproximadamente 2-10.
7. El pirorretardante con contenido de fósforo o el método según la reivindicación 6, en donde al menos un poliol de polioxialquileno se inicia con glicerol, sacarosa, sorbitol, o una combinación de los mismos, y el polioxialquileno comprende al menos uno de entre polioxietileno y polioxipropileno.
8. El pirorretardante con contenido de fósforo o el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el primer poliol comprende un poliol de polioxipropileno iniciado con sorbitol con un peso equivalente de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 200.
9. El pirorretardante con contenido de fósforo o el método I ? 37 según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el primer poliol comprende un poliol de polioxipropileno de polioxietileno iniciado con una mezcla de glicerol y sacarosa y que tiene un peso equivalente de entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 2500 y un porcentaje de polioxietileno de entre aproximadamente 15% y aproximadamente 40% con base en el peso del poliol de polioxipropileno de polioxietileno.
10. El pirorretardante con contenido de fósforo o método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el pirorretardante con contenido de fósforo tiene un índice de terminación de manera tal que el menos un primer poliol tiene en promedio al menos un compuesto con contenido de fósforo reaccionado con un sitio de OH de poliol.
11. El pirorretardante con contenido de fósforo o método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el pirorretardante con contenido de fósforo tiene un índice de terminación de manera tal que al menos un primer poliol tiene en promedio al menos la mitad de sus sitios de OH de poliol terminados por al menos un compuesto con contenido de fósforo.
12. El pirorretardante con contenido de fósforo o método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el pirorretardante con contenido de fósforo tiene un índice de terminación de manera tal qué al menos un primer poliol tiene en promedio prácticamente todos sus sitios de OH de poliol protegido por el al menos un compuesto con contenido de fósforo.
13. Un producto de poliuretano que comprende el producto de reacción de una segunda mezcla de reacción, la segunda mezcla de reacción comprende: al menos un isocianato; y una mezcla de polioles, la mezcla de polioles comprende: al menos un pirorretardante con contenido de fósforo según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3-12; y al menos un segundo poliol.
14. El producto de poliuretano según la reivindicación 13, que supera la prueba Cal 117.
15. El producto de poliuretano según la reivindicación 13 o 14, en donde el pirorretardante con contenido de fósforo comprende entre aproximadamente 0.1% en peso y 35% en peso de la mezcla de polioles.
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