El dietilfosfinato de aluminio es un compuesto químico con fórmula Al ( C
4h
10oh
2P ) 3 . Se descompone por encima de 300 °C.
En la familia de las sales del ácido dialquilfosfínico, se ha descubierto que el dietilfosfinato de aluminio es un excelente retardante de llama para su uso en plásticos de ingeniería como poliamidas , poliésteres, termoestables y elastómeros. Fue desarrollado por Hoechst AG , posteriormente por Clariant Chemicals y Ticona. [1] En 2004 y 2012, Clariant Chemicals abrió su primera y segunda línea de producción comercial, respectivamente, en Huerth-Knapsack, cerca de Colonia. [2] El dietilfosfinato de aluminio actúa como retardante de llama en la fase condensada contribuyendo a la carbonización de la matriz polimérica y protegiendo así el sustrato contra el ataque del calor y el oxígeno. Paralelamente actúa en fase gas mediante reacciones radicalarias eliminando de la zona de combustión los radicales de alta energía H. y OH., que determinan la propagación de la llama y la liberación de calor. [3] El fosfinato se vaporiza parcialmente y se descompone parcialmente en ácido dietilfosfínico volátil y un residuo de fosfato de aluminio, que actúa como barrera para el transporte de combustible y calor. [4] El dietilfosfinato de aluminio se utiliza como retardante de llama libre de halógenos para poliamidas , poliésteres , resinas termoestables (por ejemplo, epoxis) en aplicaciones de ingeniería eléctrica y electrónica (E&E) para interruptores, enchufes, ventiladores de PC y componentes estructurales y de carcasa. Teléfonos móviles, lavadoras y repuestos de aviones, entre otros, contienen el producto. Otras aplicaciones incluyen resinas y adhesivos termoestables , así como cubiertas de cables y aislamientos hechos de elastómeros termoplásticos. El dietilfosfinato de aluminio puede conferir a estos plásticos propiedades ignífugas que, de otro modo, sólo se pueden lograr con plásticos costosos de alto rendimiento, con los que es menos fácil trabajar. El dietilfosfinato de aluminio se utiliza a menudo en combinación con otros aditivos retardantes de llama sin halógenos, como el polifosfato de melamina o el cianurato de melamina .
En formulaciones de poliamida 6 ( Nylon 6 ) y 66 ( Nylon 66 ) reforzada con fibra de vidrio (GF), así como en poliésteres como tereftalato de polibutileno (PBT) y PET, el dietilfosfinato de aluminio muestra un rendimiento excelente [5] en las pruebas de inflamabilidad UL 94 [ 6] ( se cumple la especificación UL 94 V0 hasta 0,4 mm), así como en las pruebas de hilo incandescente requeridas para los electrodomésticos. [7] En este caso, las formulaciones con dietilfosfinato de aluminio superan la prueba de ignición del hilo incandescente (GWIT) [8] a 775 °C y la prueba de inflamabilidad del hilo incandescente (GWFI) [9] a 960 °C. Otro criterio importante en aplicaciones de E&E es el Índice de Seguimiento Comparativo (CTI), [10] [11] que determina el riesgo de seguimiento eléctrico de material aislante que está expuesto a ambientes y condiciones superficiales contaminantes. Con formulaciones que contienen dietilfosfinato de aluminio, se alcanza el requisito más alto de 600 V (valor numérico del voltaje más alto al que un material aislante eléctrico soporta 50 gotas de solución de prueba electrolítica). Otras ventajas de las poliamidas y poliésteres que contienen dietilfosfinato de aluminio son la baja densidad del humo, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de material rodante según EN 45545, [12] así como la buena estabilidad a la luz, necesaria para aplicaciones en exteriores.
La Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas de la UE obligó a los fabricantes de E&E a cambiar a sistemas de soldadura sin plomo que funcionan a temperaturas aproximadamente 30 °C más altas que los sistemas tradicionales. En particular, en la llamada tecnología de montaje superficial (SMT), utilizada para conectar mecánica y eléctricamente componentes semiconductores a placas de circuito impreso, las resinas deben soportar temperaturas máximas de 260 °C y más durante el proceso de soldadura. Esto desencadenó el rápido crecimiento de resinas poliméricas basadas en poliamidas con puntos de fusión superiores a 300 °C, en particular PPA y Nylon 46 . La aplicación requiere que la resina pase las clasificaciones GWIT y UL94 mencionadas anteriormente. El dietilfosfinato de aluminio confiere este retardo de llama a las poliamidas y cumple con otros requisitos, como el CTI.
Se utiliza una gran variedad de sinergistas para ajustar las propiedades de los compuestos de poliamida y poliéster.
Los datos medioambientales y de salud humana relacionados con el dietilfosfinato de aluminio se resumen en una hoja informativa. [13] Se proporcionan más datos en el Estudio Arcadis realizado en nombre de la DG Salud y Consumidores de la Comisión Europea, número de contrato 17.020200/09/549040: “Identificación y evaluación de datos sobre retardantes de llama en productos de consumo. Informe Final” de 26 de abril de 2011, Capítulo 5.23, p. 168. [14] El dietilfosfinato de aluminio también se ha investigado en proyectos del programa Diseño para el Medio Ambiente (DfE) de la EPA de EE. UU. [15] y en el proyecto de investigación europeo Enfiro del 7PM. [16] Con la excepción de ser persistente y, por lo tanto, no fácilmente biodegradable, se ha demostrado que el dietilfosfinato de aluminio tiene un perfil ambiental y de salud favorable.