Retardantes de llama a base de fosfato

Los retardantes de llama de fosfato (fosfonato) sin halógenos son relativamente poco comunes. Entre los fosfatos más utilizados en la producción de espumas de poliéster se encuentran el dimetilmetilfosfonato (DMMP) y el dietiletilfosfonato (DEEP).

Dimetilmetilfosfonato (DMMP)

El DMMP es un líquido transparente, incoloro o amarillo pálido. Con un peso molecular de 124 y un contenido de fósforo del 25 %, es un retardante de llama líquido con alto contenido de fósforo y libre de halógenos. Sus propiedades incluyen:

·Índice de color (APHA): ≤10

·Densidad relativa (25°C): 1,16

·Viscosidad: ~175 mPa·s

·Acidez: <1,0 mgKOH/g

Las características principales de DMMP incluyen:

·Alto contenido de fósforo y excelente resistencia a la llama.

·Dosis baja requerida

·Relación coste-eficacia

·Facilidad de uso, con buena solubilidad en agua y diversos disolventes orgánicos.

·Baja viscosidad

El DMMP tiene una temperatura de descomposición superior a 187 °C, lo que le proporciona una buena estabilidad térmica. Es eficaz en espumas de poliuretano tanto flexibles como rígidas, especialmente en productos de espuma de color claro y aplicados por pulverización.

Mecanismo retardante de llama

Al exponerse a la llama, el DMMP se descompone a altas temperaturas. El proceso de descomposición produce ácido fosfórico, que luego pierde agua para formar ácido pirofosfórico, ácido metafosfórico y ácido polifosfórico. Estos compuestos de fósforo no volátiles crean una capa protectora de ácido fosfórico sobre la superficie en combustión, aislando el material del aire y el calor para detener la combustión.

Además, el ácido polifosfórico promueve la carbonización de los materiales poliméricos durante la combustión, lo que reduce las reacciones oxidativas y produce agua en el proceso. A temperaturas más altas, el DMMP se descompone térmicamente en pentóxido de fósforo, dióxido de carbono y agua, diluyendo los gases inflamables y evitando las emisiones de gases tóxicos. Esto distingue al DMMP de los retardantes de llama de fosfato halogenado.

Aplicaciones

·La adición de un 5–10% de DMMP a la espuma flexible consigue un comportamiento autoextinguible cuando se elimina la fuente de incendio.

Para espumas rígidas, un 5 % de DMMP alcanza un índice de oxígeno similar (24,5) al de un 14 % de TCEP o un 18 % de fosfato de tris(2,3-dicloropropilo). Un contenido de DMMP del 5 al 8 % permite que la espuma rígida alcance un rendimiento ignífugo de primer nivel.

Otros compuestos de fosfato

Otros compuestos de fosfato, como el fosfato de trimetilo, el fosfato de tri(m-tolilo) y el fosfato de difeniloctilo, cumplen una doble función como plastificantes y retardantes de llama.