Aditivos de polímero con permanencia y afinidad superficial mejoradas.

Un estabilizador híperramificado o dendrítico de fórmula (I)**Fórmula**

donde

x e y son cada una independientemente mayores que, o iguales a, 1,

z es de 1 a 5, y

L es independientemente entre sí un grupo químico de unión,

en el que el estabilizador de fórmula

(I) se puede obtener por reacción de un compuesto aditivo de fórmula (a)

(resto de aditivo)p-(G)q (a)

con componentes de un polímero o copolímero híperramificado o dendrítico

donde

p y q son independientemente mayores que, o iguales a, 1, y

G es independientemente un grupo funcional reactivo (RFG) o un hidrocarbileno que comprende al menos un grupo funcional reactivo,

comprendiendo el procedimiento hacer reaccionar un aditivo con funcionalidad carboxi con poli(etilen)glicol monometil éter o poli(etilen)glicol y ácido dimetilolpropiónico.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/005195.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L101/00 (Composiciones de compuestos macromoleculares no específicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones antioxidantes; Composiciones que inhiben... > C09K15/30 (que contienen un ciclo heterocíclico con al menos un átomo de nitrógeno como miembro cíclico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G63/06 (derivados a partir de ácidos hidroxicarboxílicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones antioxidantes; Composiciones que inhiben... > C09K15/20 (que contienen nitrógeno y oxígeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08G83/00 (Compuestos macromoleculares no previstos por los grupos C08G 2/00 - C08G 81/00)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones antioxidantes; Composiciones que inhiben... > C09K15/08 (que contienen una fracción de fenol o quinona)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Composiciones antioxidantes; Composiciones que inhiben... > C09K15/24 (que contienen una fracción fenol o quinona)

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Fragmento de la descripción:

Aditivos de polímero con permanencia y afinidad superficial mejoradas La presente invención se refiere a nuevos aditivos que están comprendidos por restos conocidos de aditivos de polímeros unidos químicamente a polímeros o copolímeros híperramificados o dendríticos. Los nuevos aditivos exhiben una permanencia superior en sustratos orgánicos y una alta afinidad superficial y son útiles, por ejemplo, en polímeros naturales o sintéticos, medios de grabación y tintas.

Se conocen los polímeros aleatorios híperramificados. Los polímeros híperramificados se obtienen a partir de la polimerización aleatoria de monómeros en presencia de al menos un monómero polifuncional capaz de introducir la ramificación. Tal esquema sintético se muestra por Hawker y Devonport en "Step-Growth Polymers for High-Performance Materials: New Synthetic Methods, " Hedrick, J.L. y Labadie, J.W., Eds., Am. Chem. Soc., Washington, D.C., 1996, pp. 191-193. Hult, y col., en "Advances in Polymer Science, " Vol. 143 (1999) , Roovers, J., Ed., Springer, New York, pp. 1-34, presentan una revisión de polímeros híperramificados.

El documento de Patente de Estados Unidos Nº 3.441.953 enseña que los ésteres discretos de ciertos ácidos dihidroxicarboxílicos impedidos poseen propiedades deseables y que se pueden usar como ablandadores textiles, lubricantes, y agentes humectantes y rehumectantes y asistentes textiles y que pueden conferir propiedades tales como suavidad mejorada, resistencia a quemaduras, humectabilidad y rehumectabilidad, control estático, lubricidad, resistencias a la tracción y al rasgado y posibilidad de cosido a materiales textiles. Se da un ejemplo en el que se hace reaccionar polietilenglicol (PEG) con ácido dimetilolpropiónico (ácido 2, 2-bis (hidroximetil) propiónico o BMPA) para formar monoéster de PEG de BMPA. Este diol-éster se hace reaccionar posteriormente con un ácido sebo graso para formar un diéster de ácido sebo graso. De hecho, se cree que en la primera etapa no se forma un monoéster discreto de PEG-BMPA sino que se produciría cierta hiperramificación, dando como resultado un poliéster híperramificado.

Se conoce la funcionalización o protección de los extremos de polímeros híperramificados con diversos grupos.

El documento de Patente WO 97/23538 y el documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.990.260 desvelan poliésteres altamente ramificados con funcionalidad epóxido y con funcionalidad alquenilo, respectivamente. El poliéster se prepara por autocondensación de un monómero de ácido monocarboxílico di, tri, o polihidroxifuncional, conteniendo el poliéster al menos un grupo carboxilo y múltiples grupos hidroxilo. El poliéster se hace reaccionar con un compuesto que contiene epóxido tal como epiclorohidrina o un compuesto que contiene una insaturación capaz de oxidarse para introducir la funcionalidad epóxido. De forma análoga, se hace reaccionar con un compuesto que contiene grupos alílico o acrílico para introducir la funcionalidad alquenilo.

El documento de Patente de Estados Unidos Nº 3.669.939 desvela autocondensados altamente ramificados de ácidos polihidroximonocarboxílicos, por ejemplo ácido dimetilolpropiónico. Pueden estar presentes ácidos monocarboxílicos en la reacción de condensación. Las resinas resultantes son útiles en composiciones de revestimiento.

El documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.136.014 desvela polímeros y copolímeros de poliéster híperramificado que se pueden proteger, reticular, o copolimerizar químicamente con dioles o ácidos dicarboxílicos. Agentes de protección adecuados incluyen anhídridos, cloruros de ácido, isocianatos e isotiocianato de bencilo.

Schmaljohann, y col., Polymeric Materials Science and Engineering, 77 (1997) , p. 173, desvelan que se pueden funcionalizar poliésteres aromáticos híperramificados y un poliéster híperramificado basado en la autocondensación de ácido 2, 2-bis (hidroximetil) propiónico con cloruros de alquil ácidos de 2 a 18 átomos de carbono, dando como resultado poliésteres híperramificados con un carácter anfifílico.

Se conocen bien los polímeros dendríticos altamente ramificados, como se debate, por ejemplo, en "Polymeric Materials Enciclopedia", Vol. 5 (1996) , J.C. Salamone, Ed., CRC Press, Nueva York, pp. 3049-3053. Los polímeros dendríticos tiene una arquitectura no lineal y tienen una forma intrínsicamente globular. Se usan procedimientos sintéticos discretos etapa a etapa para preparar los compuestos puros altamente ramificados, o dendrímeros. Como debaten Hawker y Devonport en "Step-Growth Polymers for High-Performance Materials: New Synthetic Methods", Hedrick, J.L. y Labadie, J.W., Eds., Am. Chem. Soc., Washington, D.C., 1996, pp. 186-196, si la macromolécula tiene una ramificación altamente regular que sigue un patrón geométrico estricto, es un dendrímero. Los dendrímeros son por lo general monodispersos y se preparan en un enfoque de múltiples etapas con purificaciones en cada etapa.

Roovers y Comanita también debaten la arquitectura de los dendrímeros en "Advances in Polymer Science", Vol. 142 (1999) , Roovers, J., Ed., Springer, Nueva York, pp. 179-228. Los dendrímeros consisten en una molécula núcleo que define el centro de simetría de la molécula, y capas de ramificación. Tomalia, y col., en Angew. Chem. Int Ed. Eng., 29 (1990) , 138-175 desvelan dendrímeros de "explosión de estrella" que consisten en un núcleo iniciador y grupos de ramificación.

Se obtienen macromoléculas híperramificadas si la ramificación es aleatoria e irregular y, por lo tanto, no son monodispersas. Existen cantidades significativas de secuencias fallidas presentes en tales macromoléculas híperramificadas. Como debaten Malmstroem, y col., en Macromolecules, 28 (1995) , 1698-1703, un material híperramificado contiene una mezcla de unidades de repetición ABx lineales y completamente ramificadas y tiene un grado de ramificación menor que la unidad. Una sustancia dendrítica ideal tiene un grado de ramificación unidad.

En los documentos de Patente WO 99/00439 y WO 99/00440 se enseña que los dendrímeros son altamente simétricos, mientras que las macromoléculas similares diseñadas como híperramificadas y/o dendríticas pueden mantener un cierto grado de asimetría, manteniendo aún la estructura altamente ramificada de tipo árbol.

El documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.418.301 enseña macromoléculas dendríticas basadas en poliéster y su uso como alternativas a resinas alquídicas de poliéster convencionales. Las macromoléculas dendríticas se construyen a partir de una molécula iniciadora o polímero iniciador central simétrico y un prolongador de cadena monomérico que tiene un grupo carboxilo y dos grupos hidroxilo y está opcionalmente protegido con un interruptor de cadena. Las macromoléculas que se describen en el mismo se preparan por etapas. Las moléculas iniciadoras centrales mostradas a modo de ejemplo son ditrimetilolpropano, trimetilolpropano y pentaeritritol etoxilado. Se enseña que el compuesto iniciador central puede ser un polímero de alcoxilato tal como polietilenglicol o polipropilenglicol así como politetrahidrofurano.

El documento de Patente de Estados Unidos Nº 5.663.247 desvela macromoléculas basadas en poliéster híperramificadas dendríticas o casi dendríticas que comprenden un núcleo central, un prolongador de cadena monomérico o polimérico con al menos tres sitios reactivos y opcionalmente un interruptor de cadena. El núcleo central es un compuesto epóxido con al menos un grupo reactivo epóxido. El prolongador de cadena tiene al menos un grupo hidroxilo y al menos un grupo carboxilo o epoxi. El prolongador de cadena puede ser, por ejemplo, ácido dimetilolpropiónico. Los ejemplos dados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un estabilizador híperramificado o dendrítico de fórmula (I)

donde x e y son cada una independientemente mayores que, o iguales a, 1, z es de 1 a 5, y L es independientemente entre sí un grupo químico de unión, en el que el estabilizador de fórmula (I) se puede obtener por reacción de un compuesto aditivo de fórmula (a)

(resto de aditivo) p- (G) q (a)

con componentes de un polímero o copolímero híperramificado o dendrítico donde p y q son independientemente mayores que, o iguales a, 1, y G es independientemente un grupo funcional reactivo (RFG) o un hidrocarbileno que comprende al menos un grupo funcional reactivo, comprendiendo el procedimiento hacer reaccionar un aditivo con funcionalidad carboxi con poli (etilen) glicol monometil éter o poli (etilen) glicol y ácido dimetilolpropiónico.

2. Un estabilizador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el resto de aditivo es seleccionado entre el grupo que consiste en restos de antioxidante, absorbente de luz ultravioleta, estabilizador de luz de amina impedida, estabilizador de hidroxilamina, estabilizador de nitrona, estabilizador de óxido de amina, estabilizador de benzofuranona y estabilizador de fósforo orgánico.

3. Un estabilizador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que x es mayor que uno y que comprende dos restos de aditivos diferentes.

4. Un estabilizador de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los dos restos de aditivos diferentes son restos de absorbente de luz ultravioleta y estabilizador de luz de amina impedida.

5. Un estabilizador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el grupo de unión L es -COO-o es un hidrocarbileno que comprende el grupo -COO-.

6. Un procedimiento de preparación de un compuesto de fórmula (I)

que comprende hacer reaccionar un compuesto aditivo de fórmula (a)

(resto de aditivo) p- (G) q (a)

con componentes de un polímero o copolímero híperramificado o dendrítico, donde x e y son cada una independientemente mayores que, o iguales a, 1, z es de 1 a 5, y L es independientemente entre sí un grupo químico de unión, p y q son independientemente mayores que, o iguales a, 1, y G es independientemente un grupo funcional reactivo (RFG) o un hidrocarbileno que comprende al menos un grupo funcional reactivo, comprendiendo el procedimiento hacer reaccionar un aditivo con funcionalidad carboxi con poli (etilen) glicol

monometil éter o poli (etilen) glicol y ácido dimetilolpropiónico.

7. Una composición estabilizada que comprende

(i) un material orgánico sometido a los efectos perjudiciales del calor, la luz o la oxidación, y

(ii) una cantidad estabilizante eficaz de un estabilizador de acuerdo con la reivindicación 1.

8. Un procedimiento de estabilización de un material orgánico contra los efectos perjudiciales del calor, la luz o la oxidación, que comprende incorporar en el mismo, o aplicar al mismo, al menos un estabilizador híperramificado o dendrítico de acuerdo con la reivindicación 1.