Aditivos bromados - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Óxido de decabromodifenilo, éter de decabromodifenilo, (“Decabrom”) óxido de decabromodifenilo (DBDPO) o éter de decabromodifenilo es un polvo blanco que contiene 83% de Br, peso específico 3,25 y se funde a unos 300°C. En comparación con los materiales de la competencia, el "decabrom" ha sido el aditivo retardante de llama básico de bajo precio. Fue el aditivo retardante de llama dominante utilizado en poliolefinas y tiene la ventaja de una buena estabilidad térmica. DBDPO ha sido objeto de una intensa preocupación medioambiental y de numerosos estudios de riesgos y peligros. Parece mucho menos disperso y mucho menos biológicamente activo que el óxido de pentabromodifenilo y otros éteres difenílicos polibromados. Sin embargo, siguió siendo el objetivo de los esfuerzos ambientales para prohibirlo, que finalmente tuvieron éxito. En diciembre de 2009, los dos productores estadounidenses anunciaron compromisos para eliminar gradualmente su producción, importación y ventas en los Estados Unidos antes del 31 de diciembre de 2012. y poner fin a todos los usos para fines de 2013. Su uso en otros lugares está disminuyendo. Un sustituto de “gota a gota” es el decabromodifenil etano. A pesar de que el DBDPO no se produce ni se vende en América del Norte y Europa, lo revisaremos aquí porque sigue utilizándose en Asia y en algunas formulaciones militares difíciles de revisar. Además, los plásticos y elastómeros que contienen DBDPO se utilizarán durante mucho tiempo. Muchas formulaciones que requieren DBDPO pueden servir como pautas para el reemplazo directo con retardadores de llama bromados similares que se describen a continuación. En polietileno de baja densidad (LDPE), se puede alcanzar una clasificación de V2 con un 6% de DBDPO más un 2% de Sb2O3. Se han recomendado niveles de al menos 6% más 3% respectivamente para LDPE lineal (LLDPE) y 8% más 3% para HDPE. La cantidad exacta se verá influenciada por la densidad y el índice de fusión (el flujo de fusión favorece el modo de extinción V2). Para alcanzar el V0 en cualquiera de estos tipos de PE, un buen punto de partida ha sido el 22% de DBDPO, más el 6% de Sb2O3, más el 14% de un relleno mineral como arcilla o talco. En PE reticulado, a menudo ha sido preferible el 20% de DBDPO más el 10% de Sb2O3. Para obtener una clasificación UL 94 de VTM-0 en película de polietileno, o una clasificación HF-1 en espuma de polietileno, generalmente han sido suficientes niveles más bajos de estos aditivos. En EVA, cuanto mayor es el contenido de acetato, menor es la cantidad de aditivo necesario. Se puede alcanzar una clasificación de V0 con 35 phr de DBDPO más 17,5 phr de Sb2O3 en un EVA con 18% de acetato de vinilo, pero solo se necesitan 30 phr y 7,5 phr, respectivamente, con 28% de acetato de vinilo. En PP, se requieren niveles de adición similares a los de PE. En EPDM, se han recomendado al menos 30% DBDPO y 10% Sb2O3, y 21% y 7%, respectivamente, en elastómeros olefínicos (ver más detalles a continuación). Además de Sb2O3, otros sinergistas pueden resultar útiles. Una formulación para una clasificación V0 en polietileno de baja densidad es 30 phr DBDPO, 10 phr Sb2O3, 5 phr de borato de zinc y 25 phr de talco. Sin el borato de zinc, se alcanza V2. Para alcanzar V2 en polipropileno tiene 4.8% DBDPO y 1.6% Sb2O3. Esto tiene poco efecto sobre el impacto o HDT. En polipropileno, para pasar el requisito de UL 94 V2 a 1,6 mm, normalmente se debe agregar 3 a 6% de Br aromático (como en DBDPO), junto con 1 a 3% de trióxido de antimonio.

Este es un polvo blanco con un punto de fusión de aproximadamente 380°C, con 82% de Br. Es un aditivo más especializado que se utiliza cuando se necesita una estabilidad térmica muy alta. Aunque se afirma que es útil en poliolefinas, se cree que su uso principal es en poliamidas. Ha estado disponible, pero recientemente se informó que está descontinuado.

Este es un sólido blanco que contiene 82,3% de Br y se funde a 361°C. Puede fabricarse mediante bromación directa de difeniletano. Tiene un rendimiento bastante parecido al del óxido de decabromodifenilo, pero permite componer una formulación "libre de decabromodifenil éter". También tiene menos tendencia a florecer que el óxido de decabromodifenilo.

Este es el retardante de llama bromado de mayor volumen, pero los usos principales son como reactivo en placas de circuito epoxi (placas de circuito impreso) y como aditivo principalmente para estirénicos como ABS o HIPS, pero ocasionalmente en algunos poliolefinas y elastómeros. También se utiliza para fabricar una importante familia de reactivos oligoméricos y aditivos. Es fácil de fabricar y lo fabrican muchos proveedores, por lo que se cotiza como un producto básico. Su uso como aditivo se limita a aplicaciones de bajo costo donde se puede tolerar la decoloración causada por la luz. El siguiente derivado es un aditivo retardante de llama importante.