BRPI0904817A2 - materiais de espuma de poliuretano, isentos de halogênio, ignìfugos, com reduzido ìndice de scorch - Google Patents
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Abstract
MATERIAIS DE ESPUMA DE POLIURETANO, ISENTOS DE HALOGENIO, IGNìFUGOS, COM REDUZIDO ìNDICE DE SCORCH. A presente invenção se refere a materiais de espuma de poliuretano ignífugas isentas de halogênio, com reduzido scorch (desbotamento), contendo como inibidores de combustão uma mistura de ao menos um poliarilfosfato e ao menos um monoarilfosfato, abrangendo também um processo para a produção de tais materiais de espuma e o seu emprego.
Description
MATERIAIS DE ESPUMA DE POLIURETANO, ISENTOS DE HALOGÊNIO, IGNÍFUGOS,COM REDUZIDO ÍNDICE DE SCORCH
A presente invenção se refere a materiais de espuma de poliuretano de baixoscorch, ignífugos e isentos de halogênio, contendo, como inibidores de combustão, umamistura de ao menos um poliarilfosfato e ao menos um monoarilfosfato, bem como abrangeum processo para a produção desses materiais de espuma e o seu emprego.
Materiais de espuma de poliuretano são empregados em muitos setores, comomóveis, colchões, transporte, construção e amortecedores técnicos como plásticos. Paraatender a elevadas exigências de proteção, ou seja, inibição, contra chamas, como ocorreno caso de materiais, entre outros, para a indústria automobilística, ferroviária e decoraçãointerna de aeronaves, bem como para o isolamento na construção, normalmente osmateriais de espuma de poliuretano precisam ser preparados com inibidores de combustão.
Para tanto, é conhecido e comercializado grande número de diferentes inibidores decombustão. O seu emprego encontra, todavia, freqüentemente consideráveis problemas noâmbito técnico, ou seja, ponderações no âmbito toxicológico.
Assim, no emprego de inibidores de combustão, como, por exemplo, melamina,polifosfato de amônia e sulfato de amônia, surgem problemas técnicos de dosagem, emvirtude de sedimentação ou agregação, e estes problemas freqüentemente tornamnecessárias modificações das instalações de espumação, isto é, complexas modificaçõesde construção e adaptações.
Não obstante, os inibidores de combustão freqüentemente empregados, tais comoTris (cloroetil) fosfato, Tris (clorisopropil) fosfato e Tris (diclorisopropil) fosfato representamlíquidos de fácil dosagem. Todavia, em tempo mais recente são formuladas exigências cadavez maiores aos sistemas de espumação macia de poliuretano, de células abertas, para adecoração interna de automóveis, no sentido de que as emissões gasosas (os chamadosvolatile organic compounds, VOQ)(compostos orgânicos voláteis), e especialmente asemissões condensáveis da espumação (Fogging), não ultrapassem valores de umbralreduzidos. Ocorre que os líquidos acima mencionados não mais atendem a essasexigências, haja vista a sua volatilidade demasiado elevada.
A expressão inglesa Fogging refere-se à condensação indesejada de componentesevaporados e voláteis, oriundos da decoração interna de veículos automotores, nos painéisde vidro, especialmente no pára-brisa. Este aparecimento poderá ser avaliado em termosquantitativos de acordo com o padrão DIN 75 201. Tipicamente, a indústria automobilísticaexige que o condensado do fogging, de acordo com o método DIN 75201B, pode ser menosdo que 1 mg.
Além disso, baseado em pontos de vista ecotoxicológicos, bem como emconseqüência de fenômenos colaterais aprimorados na combustão, relativamente àconcentração de gás fumegante e toxicidade de gás fumegante, são preferidos inibidores decombustão isentos de halogênio. Também devido a razões técnicas de emprego, podem serde especial interesse inibidores de combustão isentos de halogênio. Assim, observa-se, porexemplo, no emprego de inibidores de combustão halogenados, acentuados fenômenos decorrosão nos componentes da instalação, usados para o chamejamento de materialespumado de poliuretano. Isto pode ser atribuído às emissões de hidrogênio de halogênio,incidentes no chamejamento de espumas de poliuretano, com teor de halogênio.
A expressão chamejamento de material espumoso designa um processo para aligação de têxteis e materiais espumosos, no qual um lado de um laminado espumoso éfundido com o auxílio de uma chama e, em seqüência imediata, sendo prensado com umaseção têxtil.
A indústria automobilística e de móveis exige, progressivamente, o emprego deinibidores de combustão, os quais produzem o menor possível scorch, especialmente emmateriais de espuma de poliuretano de células abertas.
A expressão Scorch significa o desbotamento nuclear indesejado nos materiais deespumas de poliuretano. Este scorch supostamente é ocasionado pela decomposiçãotérmica e oxidativa da espuma de poliuretano na presença de água. Exames mecânicosrevelaram que o desbotamento nuclear deve ser atribuído aos produtos da oxidação dasaminas aromáticas, resultantes da hidrólise dos grupos isocianato. [Luda, M.P, Bracco, P.,Costa, L., Levchik, S.V. (2004), Discoloration in Fire Retardent Flexible Polyurethane Foam.Part /., Characterization, Polym, Degrad, Stab.,83: 215-220; Levchickl S.V., Luda, M.,P.,Bracco, P., Nada, P., Costa, L. (2005). Discoloration in Fire Retardent Flexible PolyurethaneFoam, J. Cellular Plast., 41, (3): 235-250]. O scorch é observado, especialmente, no centrodo bloco de espuma de poliuretano, visto que neste ponto a temperatura interna permaneceem níveis mais altos por espaço de tempo mais longo.
Inibidores de combustão podem exercer considerável influência sobre ocomportamento de scorch de uma espuma de poliuretano. Como inibidores de combustãocom reduzida formação de scorch são considerados éteres difenila bromados, éster doácido dialquílico tetrabromoftálico e arilfosfatos. A combinação de reduzido índice de scorche isenção de halogênio é, portanto, dada somente nos arilfosfatos.
O trifenilfostato é um arilfosfato facilmente disponível, sendo conhecido, porexemplo, do documento EP 0 170 206 Al como inibidor de combustão de alta eficácia emmateriais de espuma de poliuretano. Como desvantagem importante existe, todavia, o fatode que o trifenilfosfato possui um ponto de fusão de 49° C e, portanto, com umatemperatura de combustão de aproximadamente 20° C, apresenta inerentemente osproblemas já acima descritos do emprego de inibidores de combustão sólidos.
Arilfosfatos, alquila substituídos, como, por exemplo, fosfatocresil difenila (EP-A 0308 733), normalmente são líquidos e, portanto, podem ser processados satisfatoriamentecomo inibidores de combustão para espumas de poliuretano. No documento WO-A2006119369 é descrito um inibidor de combustão líquido para espumas de poliuretano queconsiste de uma combinação de trifenilfosfato, trifenilfosfatos alquilados e de um agentereticulador poliol. O documento EP-A 1 506 256 descreve misturas de triarilfosfatos alquilasubstituídos com inibidores de combustão, contendo fósforo, previstas para espumas depoliuretano. Espumas de poliuretano protegidas por inibidores de combustão com scorchreduzido, contendo fenilfosfatos alquilados com parcelas variáveis de fosfito, são descritosno documento WO 2006060573 A1.
Em comparação com trifenilfosfatos, arilfosfatos alquila substituídos contêm menosfósforo. O menor teor de fósforo resulta em menor inibição frente a ação de combustão.
Constitui objeto da presente invenção, oferecer materiais de espuma de poliuretano,isentos de halogênio e ignífugos, que se destacam por reduzidos valores de emissõescondensáveis de espuma (fogging), e, simultaneamente, reduzido índice de scorch (scorch).Os inibidores de combustão, para tanto necessários, devem estar facilmente disponíveis,representando líquidos de processamento simples, possibilitando alto grau de eficácia comreduzida quantidade empregada.
Esta tarefa será solucionada por materiais de espuma de poliuretano, com inibiçãocontra chamejamento, e que como inibidores de combustão, contêm uma mistura dea) ao menos um poliarilfosfato isento de halogênio, da fórmula geral (I)
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ondeR1, R2, R3, R5, R6 und R7 representam, independentes entre si, H ou um radicalalquila C1 a C4, de cadeia linear,ramificada ou cíclica ou fenila.
R representa H ou um radical de hidrocarbonetos C1 a C10 de cadeia linear,ramificada ou cíclica e
n representa um número de 1 a 20.
A expressão "isento de halogênio" significa que os poliarilfosfatos e monoarilfosfatonão contêm os elementos flúor, cloro, brometo e/ou iodo em uma parcela de massa superiora 0,1%.
Para melhor esclarecimento, deve-se notar que no contexto da invenção, todas asdefinições e parâmetros a seguir mencionados, gerais ou mencionados em áreaspreferenciais, estão cobertos em combinações aleatórias.
Os resíduos R1, R21R3, R5, R6 e R7, bem como resíduos alquilideno R4-CH formadorde ponte, de acordo com as fórmulas (I) e (II) podem estar situados, independentes entre si,na cadeia sêxtupla, relativamente à ligação C-O, em posição orto-, meta- e/ou para-.
De preferência,R1, R21R3, R5, R6 e R7 são independentes entre si para H ou metila,representando R1, R21R3, R5, R6 e R7, de modo especialmente preferido, H.
Preferencialmente, R4 representa H, metila ou fenila, especialmente preferido R4representa H.
De preferência trata-se nos fosfatos poliarila da fórmula (I) de misturas de várioscomponentes, estruturalmente semelhantes, que se diferenciam, por exemplo no número n,nos resíduos R1, R21R31 R4 R51 R6 e R7 e/ou nos tipos de substituições desses resíduos, ouseja, orto, meta ou para. Nessas misturas, além dos poliarilfosfatos lineares da fórmula (I),também outros poliarilfosfatos ramificados, estrelares, cíclicos ou reticulados de outra formapodem estar contidos.
Os materiais de espuma de poliuretano, protegidos contra chamejamento e scorch,relativamente aos materiais de espuma de poliuretano globais contêm, preferencialmente
a) 0,1 - 20 % em peso poliarilfosfatos da fórmula (I) e
b) 0,1 - 20% em peso monoarilfosfatos da fórmula (II).
Em uma forma especialmente preferida da invenção, os materiais de espuma depoliuretano contêm
a) 0,5 - 16% em peso de poliarilfosfatos da fórmula (I) e
b) 0,5 - 16% em peso monoarilfosfatos da fórmula (II).
De preferência, a mistura de poliarlfosfatos e monoarilfosfatos na temperatura decombustão terá a forma de líquido. Com a expressão "temperatura de combustão"compreende-se aqui a temperatura do processamento, na qual os materiais de espuma depoliuretano são alimentados aos grupos de dosagem e mistura das instalações deespumação. Normalmente, na dependência das viscosidades dos componentes econformação dos grupos dosadores, são selecionadas temperaturas situadas entre 20 e 80°C. Preferencialmente, a mistura líquido de poliarilfosfatos e de monoarilfosfatos, a 20° C1apresenta uma viscosidade entre 10 mPas e 5000 mPas, preferencialmente entre 50 mPase 2000m Pas.
Os poliarilfosfatos e monoarilfosfatos, contidos nos materiais de espuma depoliuretano de acordo com a invenção, são conhecidos especialmente do especialista,sendo de fácil disponibilidade. De modo especialmente vantajoso, podem ser obtidos, porexemplo, em forma de uma mistura, quando monoarilfosfatos da fórmula (II), ou os seusderivados são transformados mediante extração de água com quantidades estequiométricasde aldeídos R4-CHO, sendo que R4 tem o significado acima citado. Isto se acha descrito, porexemplo, na Patente Européia EP 0 001 215 Al.
Os materiais de espuma de poliuretano de acordo com a presente invenção,inibidores de combustão, serão, de preferência, produzidos, transformando-sepoliisocianatos orgânicos com compostos de ao menos dois átomos de hidrogênio, decapacidade recíproca contra isocianatos com agentes de expansão convencionais,estabilizadores, ativadores e/ou outros substâncias auxiliares e adicionais, na presença depoliarilfosfatos, isentos de halogênio, da fórmula (I) e monoarilfosfatos da fórmula (II).
No caso dos materiais de espuma de poliuretano, trata-se de material de espuma embase de isocianatos que apresentam, de modo preponderante, grupos uretano e/ouisocianurato e/ou alofanato e/ou uretdiona e/ou uréia e/ou carbodiimida. A produção demateriais de espuma em base de isocianato é conhecida, sendo descrita, por exemplo, nosdocumentos DE-OS 16 94 142(= GB 1 211 405) DE-OS 16 94 215 (= US3,580,890) e DE-OS 17 20 768 (=US 3,620,986, bem como sendo descritos no Manual de Plásticos, TomoVII, Polyurethane, publicado por G. Oertel, Carl Hauser Verlag, Munique, Viena 1993).
Materiais de espuma de poliuretano são, basicamente, diferenciados em materiaisde espuma macios e duros. Embora materiais de espuma macios e duros possam,basicamente, apresentar, aproximadamente, a mesma densidade e composição especial,as espumas macias de poliuretano são apenas pouco reticuladas e expostas à pressão,apresentam apenas reduzida resistência à deformação. Contrário a esta situação, aestrutura das espumas duras de poliuretano duras consiste de unidades altamentereticuladas e a espuma dura de poliuretano, submetida à pressão, apresenta umaresistência à deformação muito elevada. A espuma típica de poliuretano dura apresentacélulas fechadas e apresenta apenas um reduzido coeficiente térmico. Basicamente, naprodução de poliuretano, que decorre através da reação de polióis com isocianatos, atravésda estrutura e massa molar do poliol, bem como através de reatividade e número(funcionalidade) dos grupos hidroxila, contidos no poliol, serão influenciados a posteriorestrutura da espuma e as suas propriedades. Outros detalhes sobre materiais de espumaduros e macios, as substâncias de partida que podem ser empregadas para a suaobtenção, bem como processos para a sua produção, serão encontrados em Norbert Adam,Geza Avar, Herbert Blankenheim, Wolfgang Friederichs, Manfred Giersig, EckehardWeigand, Michael Halfmann, Friedrich-Wilhelm Wittbecker1 Donald-Richard Larimer, UdoMaier, Sven Meyer-Ahrens, Karl-Ludwig Noble e Hans-Georg Wussow, "Polyurethanes",Ullmann1S Encyclopedia of Industrial Chemistry Release 2005, Electronic Release, 7th Ed.,cap. 7 ("Foams"), Wiley-VCH, Weinheim 2005.
De preferência, os materiais de espuma de poliuretano, de acordo com a invenção,apresentam pesos específicosde 110 - 130 kg/m3. De modo especialmente preferidoapresentam pesos especiais de 15 - 40 kg/m3.
Para a produção dos materiais de espuma a serem protegidos de acordo com ainvenção, em base de isocianato, serão empregados os seguintes componentes de partida:
1 .Poliisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifaticos, aromáticos e heterocíclicos(p.ex. B.W Siefken em Justus Liebigs Annale der Chemie, 562, S.75-136), de preferênciaaqueles da fórmula Q(NCO)n, na qual η = 2 a 4, de preferência 2 a 3, e Q significa umradical alifático de hidrocarbonetos com 2 a 18, de preferência 6 a 10 átomos C, um radicalcicloalifático de hidrocarbonetos com 4 a 15, preferencialmente 5 a 10 átomos C, um radicalhidrocarboneto aromático com 6 a 15, de preferência 6 a 13 átomos C ou um radicalhidrocarboneto aralifático com 8 a 15, de preferência 8 a 13 átomos C. Especialmentepreferidos são, normalmente, os poliisocianatos, de fácil acesso técnico, que são derivadosde 2,4- e/ou 2,6 diisocianato de tolueno, ou seja, de 4,4' e/ou 2,4' difenilmetanodiisocianato.
2. Composições do ao menos dois átomos de hidrogênio com capacidade reacionalcontra isocianatos, tendo peso molecular de 400 a 8.000 g/mol ("Componente poliol"). Aquientende-se, composições apresentando, além de grupos amino, grupos tio ou gruposcarboxila. Preferencialmente composições apresentando grupos hidroxila, especialmentecomposições, apresentando de 2 a 8 grupos hidroxila. Caso a espuma de poliuretano deveser uma espuma macia, serão empregados, preferencialmente polióis com massas molaresde 2.000 a 8.000 g/mol e 2 a 6 grupos hidroxila por molécula. Se1 por outro lado, tiver queser produzida uma espuma dura, então serão empregados preferencialmente polióisaltamente ramificados com massas molares de 400 a 1.000 g/mol e 2 a 8 grupos hidroxilapor molécula. Nos polióis trata-se de poliéter e poliéster, bem como policarbonato epoliesteramidas, como são conhecidos para a produção de poliuretano homogêneas e deformato celular, sendo descritos nos documentos DE-OS 28 32 253 (=US 4,263,408) e nodocumento EP 1 555 275 A2 (=US 2005 159 500). Os poliéteres e poliésteres,apresentando ao menos dois grupos hidroxila, são preferidos de acordo com a invenção.Os materiais de espuma de poliuretano de acordo com a invenção podem, portanto,ser produzidos como materiais de espuma dura ou macia por uma solução correspondentedos materiais de partida e que podem ser facilmente depreendidos do estado da técnica.
Em uma forma de realização preferida, outros componentes de partida sãocomposições com ao menos dois átomos de hidrogênio, com capacidade reacional diantede isocianatos, e com peso molecular de 32 a 399. Também neste caso, entendem-se aquicomposições, contendo grupos hidroxila e/ou grupos amino e/ou grupos tio e/ou gruposcarboxila, de preferência grupos hidroxila e/ou grupos amino, que servem de agente deexpansão de cadeia ou reticulantes. Estas composições apresentam, normalmente, de 2 a8, de preferência 2 a 4, átomos hidrogênio com capacidade reacional contra isocianatos.
Exemplos aplicáveis também são descritos nos documentos DE-OS 28 32 253 (=US4,263,408).
3. Água e/ou substâncias de fácil volatilização como agentes de expansão, p.ex. n-pentano, i-pentano, ciclopentano, alcanos, contendo halogênios, como triclorometano,cloreto de metileno ou clorofluoralcanos, gases, como CO2 e outros. Também pode usadauma mistura de vários agentes de expansão.
4. Em outra forma de realização preferida, são usados conjuntamente agentesauxiliares ou aditivos, como catalisadores da espécie já conhecidos, aditivos tensoativos,como emulsificadores e estabilizados de espuma, retardantes reacionais, p.ex. substânciasde reação ácida, como ácido clorídrico ou halogenetos orgânicos ácidos, tambémreguladores de células da espécie conhecida, como parafinas ou alcoóis graxos epolisiloxanas de dimetila, bem como pigmento ou corantes e demais inibidores decombustão, como também estabilizadores contra influências por envelhecimento e detemperatura, inibidores de scorch nuclear, plastificantes e substâncias de açãofungostástica e bacteriostática, , bem como enchedores, como sulfato de bário.diatomito,fuligem ou ou greda branca (DE-OS 27 32 292 = US 4,248,930). Como inibidores de scorchde núcleo podem estar contidos especialmente trialquilfenóis, estericamente inibidos,alquiléster do ácido 3-(3,5-Di-terc.butil-4-hidrofenil)-propiônico, benzofuran-2-oa, aminasaromáticas secundárias, fosfitas, fenotiazinas ou tocoferóis.
Em uma forma de realização especialmente preferida, como outros inibidores decombustão, além da mistura de poliarilfosfatos e monoarilfosfatos, nos materiais de espumade poliuretano podem estar contidos
a) composições orgânicas de fósforo, especialmente trietiIfosfato, bifosfatosalifáticos, neopentilglicol-bis(difenilfosfato), ésteres do ácido fosfórico, contendo cloro, comop.ex. Tris(cloropropil)fosfato ou Tris(dicloropropil)fosfato, dimetilmetanofosfonato,dietiletanofosfonato, dimetilpropanofosfonato, fosfatos ou fosfonato oligômeros,composições fósforo, contendo grupos hidroxila, derivados de 5,5-dimetil-1,3,2-dioxafosforina-2-óxido,
b) composições fósforo, contendo sal, especialmente fosfato de amônia, polifosfatode amônia,fosfato de melamina, polifosfato de melamina, sais metálicos de ácidosdialquilfosfina, sais metálicos de ácidos alcanofosfônicos.
c) composições de nitrogênio, especialmente melamina, cianurato de melamina,
d) composições cloro e bromo, especialmente alquiléster de um ácidotetrabromobenzóico, dióis com teor de bromo, produzidos de ácido tetrabromoftálico, polióis,contendo bromo ou cloro,
e) inibidores de combustão inorgânicos, especialmente hidróxido de alumínio,boebmita, hidróxido de magnésio, grafite de inchamento ou minérios de argila.
Outros exemplos de substancias aditivas e estabilizadores de espuma,eventualmente a serem também utilizadas de acordo com a invenção, além de reguladoresde células, retardantes de reação, estabilizadores, substâncias inibidoras de combustão,plastificantes, corantes e enchedores, bem como substâncias de ação fungistática ebacteriostática, bem como detalhes sobre modo de emprego e ação desses aditivos sãodescritos no Manual de Plástica, tomo VII, Carl Hanser Verlag, Munique, 1993, nas páginas104 a 123.
A presente invenção abrange também um processo para a produção de materiais deespuma de poliuretano protegidos contra chamejamento, pela transformação deoliisocianatos orgânicos com composições com ao menos dois átomos de hidrogênio, comcapacidade reacional contra isocianatos e opcionalmente, agentes de expansão,estabilizadores, ativadores e demais substâncias auxiliares e aditivos a 20 a 80° C,caracterizado pelo fato de que como inibidor de combustão é empregada uma mistura de
a) 0,1 a 40 partes, preferencialmente 1 a 30 partes, referidas a 100 partescomponente poliol, ao menos um poliarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (I)
<formula>formula see original document page 9</formula>
b) 0,1 a 40 partes, preferencialmente de 1 a 30 partes, referidas a 100 partes decomponente poliol, ao menos um monoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (II)<formula>formula see original document page 10</formula>
é empregado, donde
R1,R2,R3,R5,R6,e R7 independentes entre si, representam H ou um radical alquila C, aC4, de cadeia linear, ramificada ou cíclica ou fenila,
R4 representa H ou um radical hidrocarboneto C1 a Ci0- de cadeia linear, ramificadaou cíclica e
η representa um número de 1 a 20.
Segundo uma forma de realização preferida do processo, poliarilfosfatos emonoarilfosfatos são empregados, nos quais, de acordo com as fórmulas (I) e (II), osresíduos R11R2, R31R5, R6 e R7 representam, independentes entre si, H ou metila. De modoespecialmente preferido, os radicais R11R2, R31R5, R6 e R7 representam H.
Em outra forma preferida de realização do processo, são empregadospoliarilfosfatos, nos quais, de acordo com a fórmula (I)1 o radical R4 representa H1 metila oufenila. Especialmente preferido, o radical R4 representa H.
De modo preferencial, nos poliarilfosfatos trata-se de mesclas de várioscomponentes de estrutura similar, que se diferenciam, por exemplo, no número n, nosradicais R11R21 R31 R4 R51 R61 e R7 e/ou nos tipos de substituição desses resíduos, ou seja,orto, meta ou para.
Os componentes reacionais acima descritos serão preferencialmente integrados aoprocesso de transformação de acordo com o conhecido processo de estágio único, oprocesso de prepolímero ou o processo de semiprepolímero, quando se recorre,freqüentemente, a instalações mecânicas, por exemplo aquelas que foram descritas napatente norte-americana US 2,764.565. Detalhes sobre as instalações para oprocessamento, também considerados de acordo com a invenção, são descritos, {a guisade exemplo, no Manual de Plástico, tomo VII, Polyurethane, editado pelo G. Oertel, CarlHanserVerIag Munique, Viena1 1993, nas páginas 139 até 192.
De acordo com a invenção podem também ser produzidos materiais de espuma deendurecimento a frio (GB-PS 11 62 517, DE-OS 21 53 086). Naturalmente, também podem
Realização do processo para a produção de materiais de espuma de poliuretano.ser produzidos materiais de espuma por espumação de bloco ou de acordo com oconhecido processo de esteira transportadora dupla. Materiais de espuma depoliisocianurato são produzidos segundo o processo específico conhecido.
O processo de acordo com a invenção permite a produção de espumas depoliuretano protegidas contra combustão como espumas duras ou macias em modo deprodução contínuo ou descontínuo ou como artigos moldados e espumados. De preferência,o processo de acordo com a invenção será empregado na produção de materiais deespuma macia, produzido no processo de espumação de bloco.
Os produtos obtidos de acordo com a invenção encontram, por exemplo, o seguinteemprego: acolchoamentos de móveis, guarnições têxteis, colchões, assentos, depreferência assentos de aeronaves ou de automóveis, descansos para o braço e elementosde construção como revestimentos de assentos e de armações.
Não obstante, a presente invenção também se refere ao emprego de uma mistura dea) ao menos um poliarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (I)
<formula>formula see original document page 11</formula>
b) é empregado ao menos um monoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral(II).
<formula>formula see original document page 11</formula>
onde
R1, R2, R3, R5, R6, e R7, independentes entre si, representam H ou um radical C1- a C4alquila ou fenila, de cadeia linear, ramificada ou cíclicaR4 representa H ou um radical de hidrocarbonetos Ci a C4 de cadeia linear,ramificada ou cíclica,e
η representa um número de 1 a 20,
para evitar o scorch e o fogging em ou a partir de materiais de espuma depoliuretano isentos de halogênios, inibidores de combustão.
Finalmente, a presente invenção também se refere a um processo para evitar ofogging, scorch em ou em materiais de espuma de poliuretano inibidoras de combustão,caracterizado por ser empregado, como inibidor de combustão, uma mistura de
a) ao menos um poliarilfosfato, isento de halogênio, da fórmuila geral (I)
<formula>formula see original document page 12</formula>
e
b) ao menos um monoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (II)(II)
<formula>formula see original document page 12</formula>
onde,
R1, R2, R3, R5, R6 und R7 representam, independentes, H ou um radical alquila oufenila Q a C4,de cadeia linear, ramificada ou cíclica,R4 representa H ou um radical hidrocarboneto C1 a C10 de cadeia linear,ramificada ou cíclica,
η representa um número de 1 a 20.
Baseado nos exemplos seguintes, a invenção será explicitada, sem que seproduzida qualquer restrição da invenção.
Exemplos.
As partes indicadas se referem ao peso.
Tabela 1: Materiais empregados.
<table>table see original document page 13</column></row><table><table>table see original document page 14</column></row><table>
Produção de materiais de espuma macia de poliuretano
Os componentes especificados na Tabela 1, à exceção do diisocianato (ComponenteG), de acordo com o tipo de espuma, foram mesclados para ob ter uma misturahomogênea, consoante as relações de massa indicadas na Tabela 2. Depois, o diisocianatofoi acrescentado, sendo feita na mistura rápida e intensiva. Após um tempo de partida de 15a 20 s e um tempo de expansão de 190 a 210 s, foram obtidos materiais de espuma depoliuretano com peso específico, de acordo com a receita de 26, ou seja, 33 kg/m3.
Determinação do efeito inibidor de combustão
Os materiais de espuma macia de poliuretano foram testados de acordo com asinstruções do padrão FMVSS-302 da Federal Motor Vehicle. No caso, corpos de ensaio dematerial espumoso da massa 210 mm χ 95 mm χ 15 mm (L χ B χ Η), presos em um retentorhorizontal, foram acesos na parte central na aresta mais curta durante 15 s com ummaçarico de gás de 40 mm de altura e após afastamento da chama de ignição, foiobservada a expansão das chamas. De acordo com a continuação ou não da combustão docorpo de ensaio, e a continuação de sua duração, foi alocado às classes de combustão SE(auto-apagamento inferior a 38 mm do ensaio com queimadura inicial), SE/NBR (auto-apagamento dentro de 60 s/sem indicação da taxa de combustão), SE/B (auto-apagamento/taxa de combustão mensurável), BR (queima até o fim da peça testada, taxade combustão mensurável), e RB (combustão rápida, taxa de combustão não mensurável).Os ensaios de combustão foram realizados cinco vezes para cada exemplo. A Tabela 2indica o pior resultado de cada série de cinco.Determinação do Fogging1
O comportamento do fogging dos materiais de espuma macia de poliuretano foiexaminado de acordo com o DIN 75201 B. No caso, corpos cilíndricos de ensaio do materialde espuma nas medidas de 80 mm χ 10 mm (0 χ Η) durante 16 h foram aquecidos para100° C e foram pesadas as quantidades de condensado, resfriados para 21 °C, eprecipitadas na folha de alumínio, posicionada acima dos corpos de ensaio. As quantidadesmedidas de condensado são reproduzidas na Tabela 2.
Determinação do Scorch
Os componentes foram misturados e depois vertidos em uma forma de papel de 20 χ20 χ 14 cm. 5 min. após o término do processo da esfumação (a temperatura no núcleo daespuma atinge aprox., 135° C), e a espuma foi irradiada em um forno microondas (Mars 5,CEM) durante 4 min. a 300 W. Depois foi retirada a lama (temperatura na lama aprox. 160°C) sendo deixado esfriar durante a noite. Em seguida, a espuma foi dividida na metade porum colorímetro (CR-400/410, Konica Minolta), sendo analisado. O colorímetro determinouas três características de cor Claridade (L), tons vermelho e verde (a), bem como amarelo eazul (b) da espuma analisada. Em comparação com uma espuma de referência isenta descorch foram determinadas as diferenças dL, da e dB. A partir desses dados foi, então,calculada a alteração da cor (dE) da espuma examinada, em comparação com a espuma dereferência dE = (dL2 + da2 + db20·5.
Tabela 2: Composição (partes) e resultados do ensaio dos exemplos consoante ainvenção B1 e B2 e dos exemplos comparativos Vl a V4, não consoante a invenção.
<table>table see original document page 15</column></row><table>
1 Fogging = condensações indesejadas de componentes evaporados e de componentes voláteis.<table>table see original document page 16</column></row><table>
Resultados
Na ausência de um inibidor de combustão, (exemplo comparativo V1, Tabela 2), omaterial de espuma macia de poliuretano queimou rapidamente (Classes de combustãoFMVSS RB), mas apresentou um valor fogging bastante reduzido. Um material espumosocom fosfato Tris(diclorisopropil) (exemplo comparativo V2) pôde preservar o valor foggingde máximo 1 mg de condensado, exigido pela indústria automobilística, alcançando amelhor classe de combustão SE (auto-extinção) em todas as repetições do ensaio decombustão FMVSS .Mas o fosfato tris(diclorisopropila) preservou as desvantagens, acimajá descritas, de um inibidor de combustão com teor de halogênio. Com a utilização doinibidor de combustão, isento de halogênio, difenilcresilfosfato (exemplo comparativo V3),este problema pôde ser circundado, e o testeFMVSS revelou aprovação com uma classereduzida, mas foi elevado o valor do fogging. O emprego de bisfenol-A-bis-(difenilfosfato)(Exemplo comparativo V 4) apresentou um valor fogging menor, mas o comportamento decombustão com a classificação RB foi insuficiente.
Os exemplos B1 e B2 revelaram que o material de espuma macia de poliuretano deacordo com a invenção, isentos de halogênio, se destacam em todas as repetições doensaio de combustão por uma classe de ignição BR Suficiente e por um valor fogging muitoreduzido.
Tabela 3: Composição (partes) e resultados do ensaio dos exemplos B3 até B4,consoante a invenção, e dos exemplos comparativos V.5 até V8 que não estão emconformidade com a invenção.
<table>table see original document page 16</column></row><table><table>table see original document page 17</column></row><table>
Na ausência de um inibidor de combustão, a espuma de poliuretano (V5, Tabela 3)apresentou apresenta um valor dE reduzido, isto, um desbotamento (scorch) reduzido. Como acréscimo de fosfato Tris(dicloroisopropila) (V6) resultou uma espuma com valor dE muitoelevado, isto é, scorch acentuado. Na utilização de um inibidor de combustão isento defosfato difenilcresila (V7) e bisfenol-A-bis-(difenilfosfato) (V8) a espuma apresentou scorchapenas reduzido.
Os exemplos B3 e B4 revelaram que os materiais de espuma macia de poliuretanoconsoante a invenção, isentos de halogênio, se destacaram por reduzido índice de scorch.
Claims (13)
1. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, e que, como inibidores decombustão, contêm uma mistura dea) ao menos um poliarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (I)<formula>formula see original document page 18</formula>e b) ao menos um monoarilfosfato da fórmula geral (II)<formula>formula see original document page 18</formula>onde,R1, R2, R3, R5, R6 e R7 representam, independentes entre si, H ou um radical alquilaC1 a C4, de cadeia linear,ramificada, cíclica ou um grupo fenila.R4 representa H ou um radical de hidrocarbonetos C1 a C10 de cadeia linear,ramificada ou cíclica eη representa um número de 1 a 20.
2. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizados pelo fato de que R1, R2, R3, R5, R6 e R7 representam, independentesentre si, H ou metila.
3. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos de acordo com asreivindicações 1 ou 2, caracterizados pelo fato de que R4 representa H, metila ou fenila.
4. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, ao menos de acordo com umadas reivindicações de 1 a 3, caracterizados pelo fato de que contêm de 0,1 - 20% empeso de poliarilfosfatos da fórmula (I) e 0,1 - 20% em peso de monoarilfosfatos da fórmula(II).
5. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, ao menos de acordo comuma das reivindicações de 1 a 4, caracterizados pelo fato de que contêm de 0,5 - 16% empeso de poliarilfosfatos da fórmula (I) e 0,5 - 16% em peso de monoarilfosfatos da fórmula (II).
6. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, ao menos de acordo com umadas reivindicações de I a 5, caracterizados pelo fato de que na mistura de poliarilfosfato emonoarilfosfato na faixa de temperatura entre 20° C e 80° C, se trata de um líquido.
7. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, de acordo com reivindicação-6, caracterizados pelo fato de que a mistura do poliarilfosfato e monoarilfosfato a 20° C,apresenta uma viscosidade entre 10 mPas e 5000 mPas.
8. Materiais de espuma de poliuretano ignífugos, ao menos de acordo com umadas reivindicações de 1 a 7, caracterizados pelo fato de que se trata de materiais deespuma macios.
9. Materiais de espuma de poliuretano, ignífugos, ao menos de acordo com umadas reivindicações de 1 a 8, caracterizados pelo fato de que contêm outros inibidores decombustão.
10. Processo para a produção de materiais de espuma de poliuretano ignífugospela reação de poliisocianatos orgânicos com compostos com ao menos dois átomos dehidrogênio com capacidade reacional contra isocianatos, e, opcionalmente, agentes deexpansão, estabilizadores, ativadores ou outras substâncias auxiliares e aditivos a 20 a 80°C, caracterizado pelo fato de que, como inibidor de combustão, são empregadosa) 0,1 a 40 partes, referidas a 100 partes de componente poliol, ao menos umpoliarilfosfato isento de halogênio da fórmula geral (I), <formula>formula see original document page 19</formula>b) 0,1 a 40 partes, referidas a 100 partes de componente poliol de ao menos ummonoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral(ll),ondeR1, R2 ,R3, R5, R6 e R7 independentes entre si, representam H ou um radical alquilaC1 a C4 de cadeia linear, ramificado ou cíclica ou um grupo ou fenila,R4 representa H ou um radical hidrocarboneto Ci-C10 de cadeia linear, ramificada oucíclica,e η representa um número de I a 20.
11. Emprego de materiais de espuma de poliuretano de acordo com ao menos umadas reivindicações de I a 9 em acolchoamentos de móveis, guarnições têxteis, colchões,assentos, apoios de braço, elementos de construção bem como revestimentos de assentose de armações.
12. Emprego de uma mistura dea) ao menos um poliarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (I)<formula>formula see original document page 20</formula>b) ao menos um monoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (II)<formula>formula see original document page 21</formula> ondeR11 R2 ,R3, R5, R6 e R7 representam, independentes entre si, H ou um radical alquilaC1 a C4, de cadeia linear,ramificada, cíclica ou um grupo fenila.R4 representa H ou um radical de hidrocarbonetos C1 a C10 de cadeia linear,ramificada ou cíclica eη representa um número de 1 a 20.para evitar o scorch (desbotamento) e o fogging (condensações indesejadas decomponentes evaporados e voláteis) em ou a partir de materiais de espuma de poliuretanoignífugos isentos de halogênio.
13. Processo para evitar o fogging e/ou scorch a partir de ou em materiais deespuma de poliuretano ignífugos, caracterizado pelo fato de que como inibidores decombustão é usada uma mistura dea) ao menos um poliarilfosfato isento de halogênio da fórmula geral (I)<formula>formula see original document page 21</formula> b) ao menos um monoarilfosfato, isento de halogênio, da fórmula geral (II)<formula>formula see original document page 22</formula> onde,R1, R2 , R3, R5, R6 e R7 independentes entre si representam H ou um radical C1 -C4 alquila de cadeira linear, ramificada ou cíclica ou um grupo fenila,R4 representa H ou um radical hidrocarboneto C1 a C10 , de cadeia linear,ramificada ou cíclica, eη representa um número de 1 a 20.
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