Aditivos de fósforo - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Los principales usos de los compuestos de fósforo en el retardo de la llama han sido en polímeros formadores de carbón que contienen oxígeno, como poliuretanos, epoxis, poliamidas y poliésteres, donde la función del compuesto de fósforo es descomponerse en ácidos de fósforo que pueden atacar la funcionalidad del oxígeno. sobre el polímero, lo que lleva a carbonización. Dado que este modo de acción no suele funcionar bien en las poliolefinas que no se carbonizan, los aditivos de fósforo han tenido poca utilidad por sí mismos. En su mayor parte, los compuestos de fósforo se han utilizado como la parte generadora de ácido de los sistemas intumescentes donde también se agrega un componente formador de carbón.

Cuando los fosfatos de amonio se calientan en presencia de urea, se produce polifosfato de amonio relativamente insoluble en agua, que consta de largas cadenas de repitiendo –OP(O(ONH4) - unidades. Hay varias formas de cristal. El tipo I es de menor peso molecular, relativamente hidrolizable y se utiliza principalmente en el control de incendios forestales. El tipo II es de mayor peso molecular, mucho menos soluble y solo se hidroliza lentamente a temperatura ambiente. También se cree que la forma II de APP tiene una estructura parcialmente reticulada. Los productos comerciales, disponibles de varios fabricantes, difieren en peso molecular, tamaño de partícula, solubilidad y recubrimiento de la superficie. La APP recubierta hecha resistente al agua por medio de un recubrimiento de resina de aminoplástico termoendurecible duradero. Hay productos de aplicaciones similares disponibles de fuentes asiáticas. Los recubrimientos de superficie a base de resinas de melamina y aminoplástico también pueden proporcionar cierta acción intumescente para ayudar a retardar la llama.

Una serie de retardadores de llama compuestos, basados ​​en insolubles finamente divididos El polifosfato de amonio junto con resinas nitrogenadas formadoras de carbonilla, ha sido desarrollado para poliolefinas, etileno-acetato de vinilo, elastómeros y recubrimientos. En la mayoría de los casos, el componente carbonífero no se identifica explícitamente para las mezclas comerciales individuales. Se cree que una de las primeras IFR de Exolit usaba tris (hidroxietil) isocianurato como formador de carbonilla. Sin embargo, este aditivo es bastante soluble en agua. Algunas mejoras en el formador de carbón implican la esterificación de los grupos hidroxietilo, como por reacción con pentaeritritol espirobis (clorofosfato). Otro tipo de combinación de formadores de carbón con APP es un master , donde el formador de carbonos es un polímero con anillos de triazina unidos por una diamina. Otros componentes formadores de carbón usados ​​en estas mezclas que contienen APP pueden ser productos de condensación de ureaformaldehído o melamina-formaldehído. Los niveles típicos de adición están en el rango del 25 al 30% para alcanzar el V0 en las poliolefinas. El humo es bastante favorable en comparación con los sistemas de halógeno-antimonio y estos aditivos basados ​​en APP también son favorables en lo que respecta a la estabilidad UV. Una limitación es que estos sistemas relativamente hidrófilos no deben usarse en películas muy delgadas como <0,5 mm o en contacto prolongado con agua tibia. El contacto ocasional con el agua, como la lluvia, a temperatura ambiente no presenta ninguna dificultad; Las aplicaciones de revestimiento de techo y asientos de estadio son exitosas. Sin embargo, las aplicaciones eléctricas son las más importantes. Se introdujo una mejora patentada y este producto parece especialmente adecuado para conductos y bandejas para cables. Se dice que es el grado estándar de polifosfato de amonio para moldeo por inyección de polietileno y polipropileno. Un grado de APP con% P (21%) y N (18,0%) ligeramente más alto, proporciona una mejor estabilidad para la extrusión y una menor absorción de agua en el procesamiento. Una adición más reciente a esta serie de APP con 24.0% P y 15.4% N, que tiene una mayor eficiencia especialmente para polipropileno reforzado con fibra de vidrio.  Se dice que, además del efecto del agente carbonizante, estos sistemas contienen una fuente adicional de NH3 que ayuda a producir carbonilla más voluminosa. El último contiene componentes mezclables por fusión que ayudan con el procesamiento, mejoran el módulo y mejoran la temperatura de ignición del hilo incandescente. Un formador de carbonilla que ha estado disponible por separado para su uso con un aditivo de fósforo, como APP, es un producto de condensación de etilenurea-formaldehído. Recientemente, se introdujo un polímero formador de carbón de triazina-piperazinmorfolina, PPM Triazine HF como sinergista con APP. Se sugiere su uso con polifosfato de amonio y borato de zinc para obtener una calificación V0 en HDPE con carga reducida. Proporciona una clasificación de V0 en PP con una carga del 20% en peso. Las principales características ventajosas de estos sistemas basados ​​en APP son el bajo nivel de humo y la buena fotoestabilidad, pero la sensibilidad al agua sigue siendo un problema.