Polioles de poliéter especiales: polioles retardantes de llama

Los poliéter polioles ignífugos se utilizan principalmente para producir productos de resina de poliuretano ignífugos. Hay varios tipos y los siguientes son algunos ejemplos típicos de poliéter polioles retardantes de llama.

1. Polioles de poliéter que contienen fósforo y polioles de poliéter que contienen fósforo y cloro

   Los poliéterpolioles que contienen fósforo son polioles de poliéter retardantes de llama comúnmente utilizados para espumas rígidas. Por lo general, se fabrican con materiales a base de fósforo, como ésteres de fosfato, pentóxido de fósforo, oxicloruro de fósforo o hidróxido de tetraclorofosfonio. Estos reaccionan con etilenglicol, glicerina y compuestos similares como iniciadores, luego reaccionan aún más con óxido de propileno, óxido de etileno o epiclorhidrina para producir polioles que contienen fósforo (y a veces cloro).  

   Un ejemplo específico es un poliéter poliol de éster fosfato sintetizado en dos pasos usando oxicloruro de fósforo, glicerina y óxido de propileno (o epiclorhidrina) en presencia de un catalizador. Para reducir la viscosidad de este poliéter, la glicerina se puede sustituir parcial o totalmente por propilenglicol o dietilenglicol. La sustitución de la glicerina por sorbitol o pentaeritritol aumenta la viscosidad del producto, el valor de hidroxilo y mejora la estabilidad térmica y la estabilidad dimensional de los productos de poliuretano. Se puede sintetizar otro poliéter retardante de llama que contiene fósforo haciendo reaccionar una mezcla de ácido fosfórico y pentóxido de fósforo con una mezcla de hidroxilos como etilenglicol, seguido de polimerización con óxido de propileno.

2. Polioles de poliéter halogenados  

   En los polioles retardantes de llama que contienen halógenos, la fracción de masa de halógeno está generalmente entre el 10 y el 20 %, y puede alcanzar más del 30 %. Normalmente, se utilizan como monómeros óxidos de alqueno halogenados como 4,4,4-tricloro-1,2-epoxibutano (TCBO) o 4,4,4-tribromo-1,2-epoxibutano. Estos reaccionan bajo un catalizador ácido de Lewis mediante una polimerización con apertura de anillo para producir poliéterpolioles que contienen cloro o bromo.

3. Polioles de poliéter de antimonio-cloro

   Los poliéter polioles que contienen antimonio, preparados a partir de antimonio halogenado o trióxido de antimonio que reaccionan con diversos poliéteres halogenados o de uso general, son retardantes de llama reactivos de alto rendimiento con excelentes propiedades retardantes de llama.

4. Poliéter polioles de fósforo-antimonio-cloro

   Un método de preparación implica agregar tricloruro de antimonio a glicerina, agitar y calentar a 60-70°C hasta que se disuelva el tricloruro de antimonio. A los 70-80°C, se añade gradualmente oxicloruro de fósforo. A medida que avanza la reacción, el material se oscurece. Después de añadir el oxicloruro de fósforo se mantiene a 80-90°C durante 1 hora, seguido de eliminación al vacío del HCl hasta que el índice de acidez del material sea de aproximadamente 300 mg KOH/g. Luego se añade epiclorhidrina u óxido de propileno, con control de temperatura a 110-120°C, y la mezcla se mantiene durante 1-2 horas antes de eliminar al vacío los volátiles para producir un poliéter retardante de llama de baja acidez. Otro método sintetiza primero poliéter que contiene fósforo y luego lo hace reaccionar con tricloruro de antimonio. El último método, en el que primero se añade tricloruro de antimonio, da como resultado una mejor estabilidad, reactividad y calidad de la espuma.  

   Debido a la sinergia del fósforo, cloro y antimonio, los materiales de poliuretano fabricados con estos poliéteres exhiben un excelente rendimiento retardante de llama. El fósforo y el antimonio forman una densa capa de carbón en la superficie durante la combustión, lo que evita que se queme más, mientras que los poliéteres halogenados liberan gases halogenados a altas temperaturas, aislando el oxígeno del aire externo y mejorando la retardación de llama.

5. Poliéter ignífugo de espuma suave que contiene nitrógeno

   Desarrollado por Jiangyin Youbang Chemical Co., Ltd., este poliéter poliol retardante de llama de tipo injerto introduce unidades heterocíclicas que contienen nitrógeno en un poliéter de alta actividad. No contiene halógenos, fósforo ni antimonio; aparece como un líquido viscoso de color blanco lechoso; tiene un diámetro de partícula promedio de 0.2 μm, viscosidad alrededor de 2000 mPa·s, y baja acidez. Puede utilizarse en formulaciones de poliéter con una vida útil superior a seis meses. Los productos de espuma elaborados con ella tienen un índice de oxígeno de 26-28, llegando hasta 30, con bajo olor y densidad de humo durante la combustión (≤60%). Este poliéter es adecuado para asientos, muebles y materiales de embalaje ignífugos.