dietilfosfinato de aluminio

_El dietilfosfinato de aluminio es un compuesto químico con la fórmula Al (C₄H₁₀O₂P ₎ ₃ _. Es la sal de aluminio del ácido dietilfosfínico . _Se utiliza como retardante de llama libre de halógenos para algunos polímeros .

Se descompone por encima de los 300  °C.

En la familia de sales de ácido dialquilfosfínico, el dietilfosfinato de aluminio ha demostrado ser un excelente retardante de llama para su uso en plásticos de ingeniería como poliamidas , poliésteres, termoestables y elastómeros. Fue desarrollado por Hoechst AG , y posteriormente por Clariant Chemicals y Ticona. ^{[ 1 ]} En 2004 y 2012, Clariant Chemicals inauguró sus primeras y segundas líneas 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 calor y el ataque del oxígeno. Paralelamente, actúa en la fase gaseosa mediante reacciones de radicales, 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 piezas de aviones, entre otros, contienen el producto. Otras aplicaciones incluyen resinas termoestables y adhesivos , así como revestimientos de cables y aislamiento hecho de elastómeros termoplásticos. El dietilfosfinato de aluminio puede proporcionar a estos plásticos propiedades ignífugas que de otro modo solo se pueden lograr con plásticos de alto rendimiento costosos, que son más difíciles de trabajar. El dietilfosfinato de aluminio se utiliza a menudo en combinación con otros aditivos ignífugos libres de halógenos, como el polifosfato de melamina o el cianurato de melamina .

En formulaciones de poliamida 6 ( Nylon 6 ) y 66 ( Nylon 66 ) reforzadas con fibra de vidrio (GF), así como en poliésteres como el tereftalato de polibutileno (PBT) y el 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 aparatos. ^{[ 7 ]} Aquí, las formulaciones con dietilfosfinato de aluminio cumplen la prueba de ignición de hilo incandescente (GWIT) ^{[ 8 ]} a 775  °C y la prueba de inflamabilidad de hilo incandescente (GWFI) ^{[ 9 ]} a 960  °C. Otro criterio importante en aplicaciones E&E es el Índice de Seguimiento Comparativo (CTI), ^{[ 10 ] [ 11 ]} que determina el riesgo de seguimiento eléctrico del material aislante que está expuesto a entornos contaminantes y condiciones de superficie. Con formulaciones que contienen dietilfosfinato de aluminio, se alcanza el requisito máximo de 600 V (valor numérico del voltaje máximo 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 su baja densidad de humo, lo que los hace adecuados para aplicaciones en material rodante según la norma EN 45545, ^{[ 12 ]} así como una buena estabilidad a la luz, necesaria para aplicaciones en exteriores.

La Directiva de la UE sobre Restricción de Sustancias Peligrosas obligó a los fabricantes de E&E a adoptar sistemas de soldadura sin plomo  que operan a temperaturas aproximadamente 30 °C superiores a las de los sistemas tradicionales. En particular, en la denominada tecnología de montaje superficial (SMT), utilizada para conectar componentes semiconductores mecánica y eléctricamente a placas de circuito impreso, las resinas deben soportar temperaturas máximas de 260  °C o más durante el proceso de soldadura. Esto impulsó el rápido crecimiento de las resinas poliméricas basadas en poliamidas con puntos de fusión superiores a 300  °C, en particular las PPA y el Nylon 46. La aplicación requiere que la resina cumpla con las clasificaciones GWIT y UL94 mencionadas anteriormente. El dietilfosfinato de aluminio confiere esta resistencia a la llama a las poliamidas, al tiempo que 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 sobre salud humana y medio ambiente del dietilfosfinato de aluminio se resumen en una ficha informativa. ^{[ 13 ]} Se proporcionan datos adicionales en el Estudio Arcadis realizado en nombre de la DG Salud y Consumidores de la Comisión Europea, Contrato número 17.020200/09/549040: “Identificación y evaluación de datos sobre retardantes de llama en productos de consumo. Informe final” del 26 de abril de 2011, Capítulo 5.23, pág.  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 FP7 Enfiro. ^{[ 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.