METIL OXIRANO DIBENZOILRESORCINOL COMO ABSORBENTE DE UV.

EL DIBENZOILRESORCIONOL EPOXILATADO Y SUS DERIVADOS PRESENTAN UTILIDAD COMO ABSORBEDORES DE LOS RAYOS UV EN REVESTIMIENTOS,

DEBIDO A SU COMPATIBILIDAD Y SOLUBILIDAD. ESTOS REVESTIMIENTOS PUEDEN SER REVESTIMIENTOS DUROS A BASE DE ACRILICOS, EPOXIDOS O SILICONA, QUE SON TERMOENDURECIBLES O FOTOENDURECIBLES, O MATERIALES DE REVESTIMIENTO TERMOPLASTICOS DE UNA SERIE DE TIPOS DE DISOLVENTES. LOS ABSORBEDORES DE UV EXPUESTOS TIENEN TAMBIEN LA VENTAJA DE UN MAYOR PESO MOLECULAR Y UNA MENOR VOLATILIDAD QUE EL DIBENZOILRESORCINOL SOLO, PROPORCIONANDO ASI VENTAJAS PARA SU PROCESO

Metil oxirano dibenzoilresorcinol como absorbentes de UV.

Esta invención se relaciona con derivados de dibenzoilresorcinol que son capaces de absorber luz ultravioleta y con métodos para elaborar los compuestos, y con composiciones de recubrimiento que contienen los compuestos. Más particularmente, los compuestos de dibenzoilresorcinol incluyen dibenzoilresorcinol acoplado con un grupo epoxi (oxirano) sobre un metileno que sirve de puente y derivados del mismo. La invención también se relaciona con composiciones de recubrimiento que contienen a los compuestos de dibenzoilresorcinol que cuando se los aplica a artículos de resina termoplástica reducen la decoloración de la resina resultante de la exposición a la radiación ultra- violeta.

Antecedentes de la invención

Los sustratos termoplásticos tales como policarbonatos se caracterizan generalmente por propiedades ventajosas que incluyen claridad, alta ductilidad, alta temperatura de deflexión del calor, estabilidad dimensional. Muchos de estos materiales son transparentes y algunos son adecuados como reemplazos del vidrio en aplicaciones para automotores, aeroespaciales y arquitectónicas. Sin embargo, las resinas a menudo son susceptibles d degradación por la luz ultravioleta evidenciada por el desarrollo de decoloración. Esto trae como resultado la pérdida de transparencia, degradación mecánica del sustrato y erosión de la superficie del sustrato.

Ya que los sustratos termoplásticos, tales como el policarbonato, se aplican a usos al aire libre se hace importante mejorar la estabilidad del sustrato a la radiación ultravioleta. Esto se logra tratando la superficie del sustrato con un material de recubrimiento resistente a las condiciones climáticas, que contiene agentes absorbentes de luz ultravioleta. Los sistemas de recubrimiento resistentes a las condiciones climáticas se pueden preparar por medio de la incorporación de absorbentes de luz ultravioleta, tal como benzotriazoles y benzofenonas, y estabilizadores de luz de amina obstaculizada.

Sin embargo, los compuestos absorbentes de luz ultravioleta, a menudo denominados absorbentes de radiación UV, se descomponen o se volatilizan por exposición a la luz ultravioleta perdiendo por lo tanto la habilidad para proteger y causando a menudo la pérdida de propiedades necesarias. La exposición prolongada a la luz solar, la humedad y a condiciones térmicas cíclicas puede provocar amarillamiento, deslaminación y formación de microgrietas en el material de recubrimiento, disminuyendo la transparencia. Esto conduce a una degradación de las propiedades favorables del sustrato termoplástico que originalmente emplea los absorbentes de radiación UV para protección. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar nuevos y eficientes compuestos absorbentes de radiación UV.

Se ha encontrado que ciertos 4,6-dibenzoilresorcinoles (DBRs) son absorbentes efectivos de radiación UV para polímeros de haloetileno. Los DBR, como aditivos a granel, están descritos en las patentes estadounidenses Nos. 2.794.052 y 2.933.553. Sin embargo, un inconveniente en las composiciones actuales de los DBR es su peso molecular relativamente bajo, es decir, un peso molecular aproximadamente menor o igual a 400 daltons, que conduce a volatilidad durante el procesamiento de los sustratos termoplásticos o el curado de los recubrimientos. Esto puede conducir a contaminación del equipo de procesamiento. Los esfuerzos para incrementar el peso molecular de los DBR por medio de la adición de sustituyentes pueden resultar en la disminución de la efectividad del absorbente de radiación ultravioleta. Existe la necesidad de absorbentes de radiación UV, que se caractericen por la fotoestabilidad y efectividad del cromóforo DBR con baja volatilidad.

EP-A-0564981 describe compuestos de benzofenona como intermediarios para la preparación de xantonas, tioxantonas, composiciones que sirven de filtro solar, colorantes, resinas y polímeros.

EP-A-0672732 describe polibenzoilresorcinoles que son fotoestables y capaces de absorber luz UV. Los compuestos preferidos son 4,6-dibenzoilresorcinol, 4,6-di-(4'-t-butilbenzoil)resorcinol, 4,6-dibenzoil-2-propilresorcinol y 2,4,6-tribenzoilresorcinol.

EP-A-0668313 describe 4,6-dibenzoil-2-(trialcoxisilil)resorcinoles que tienen propiedades absorbentes de la radiación UV, que son fotoestables y compatibles con matrices de revestimiento duro de silicona.

US-A-5.574.162 describe compuestos de amina obstaculizada 1-hidrocarbiloxi sustituidos que también contienen un grupo funcional reactivo tal como hidroxi, amino, oxirano o carboxilo, que pueden ser unidos químicamente a sustratos poliméricos seleccionados por medio de reacciones de condensación para producir polímeros que contienen un estabilizador químicamente enlazado que no migra, que tiene una excelente eficacia de estabilización para la protección de dicho sustrato polimérico de los efectos adversos de la luz actínica.

EP-A-0693483 describe diferentes compuestos de triazina y 2,4-hidroxibenzofenona útiles como agentes absorbentes de la radiación UV que pueden ser utilizados para mejorar el factor de protección solar de materiales textiles.

Resumen de la invención

Se describe aquí un grupo de nuevos compuestos absorbentes de radiación UV derivados de 2-(metiloxirano)-4,6-dibenzoil-resorcinol y composiciones de recubrimiento absorbentes de la radiación UV que contienen estos compuestos.

Descripción detallada de la invención

Se describen aquí 2-(propil)-4,6-dibenzoilresorcinoles que tienen una sustitución de oxígeno en las posiciones 2 y 3 del grupo propilo, derivados de DBR, que son útiles como absorbentes de radiación UV en composiciones de polimetilmetacrilato y otras películas de recubrimiento. La sustitución de oxígeno incluye un grupo 2-(metilepoxi) que puede ser abierto y modificado para proporcionar los derivados descritos más adelante.

Los compuestos IV y V resultan de una reacción del DBR epoxilado en una solución de acetona/agua/ácido con y sin calor, respectivamente. Estos absorbentes de radiación UV han sido probados en películas de PMMA y se encontró que son estabilizantes efectivos para películas no estabilizadas de policarbonato como se muestra por medio de la proporción reducida de fotoamarillamiento del policarbonato, observada cuando se incluyen los compuestos I-V en un recubrimiento de polimetilmetacrilato aplicado al policarbonato antes de la exposición a un arco de xenón.

La presente invención proporciona nuevas composiciones de dibenzoilresorcinol capaces de absorber luz ultravioleta y métodos para elaborar las composiciones. Los nuevos derivados de dibenzoilresorcinol son compatibles en composiciones de recubrimiento para mejorar la resistencia a la intemperie de sustratos termoplásticos.

La presente invención está dirigida a nuevos derivados de dibenzoilresorcinol con un puente de metileno que tienen un grupo oxirano sobre la fracción 2-metilo que forma el puente que son útiles para absorber luz ultravioleta y que tienen la fórmula:

en la cual Ar₁ y Ar₂ son grupos arilo monocíclicos o policíclicos independientemente sustituidos o no sustituidos, R es hidrógeno o un grupo alifático de 1 a 8 carbonos y A es un grupo oxirano (epóxido). El oxirano puede ser un anillo abierto para proporcionar derivados como se describe aquí.

Los absorbentes de radiación UV de esta invención son 2-(propil)-4,6-dibenzoilresorcinoles que tienen sustitución de oxígeno en las posiciones 2 y 3 del grupo propilo.

Los compuestos de esta invención y los métodos para elaborarlos están resumidos en el siguiente diagrama de reacción.

Por conveniencia en la siguiente descripción de la invención, los nombres químicos de estos compuestos son los siguientes:

I. 2-(metiloxirano)-4,6-dibenzoilresorcinol,

IIA. 2-(3-hidroxi-2-metoxipropil)-4,6-dibenzoilresorcinol,

IIB. 2-(2-hidroxil-3-metoxipropil)-4,6-dibenzoilresorcinol,

III. 2-hidroximetil-5-hidroxi-6,8-dibenzoil-2,3-dihidrobenzofurano,

 

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Reivindicaciones:

1. Un compuesto que tiene la fórmula

en la cual Ar₁ y Ar₂ son grupos arilo monocíclicos o policíclicos independientemente sustituidos o no sustituidos, R es hidrógeno o un grupo alifático de 1 a 8 carbonos y A es

un compuesto que tiene la fórmula

2. Un compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 que tiene la fórmula

3. Un compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 que tiene la fórmula

4. Un compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 que tiene la fórmula

5. Un compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 que tiene la fórmula

6. Un compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 que tiene la fórmula

7. Un composición de recubrimiento para absorción de la radiación UV que contiene un material de matriz transparente y un compuesto para absorción de la radiación UV seleccionado entre

2-(metiloxirano)-4,6-dibenzoilresorcinol;

2-(3-hidroxi-2-metoxipropil)-4,6-dibenzoilresorcinol;

2-(2-hidroxil-3-metoxipropil)-4,6-dibenzoilresorcinol;

2-hidroximetil-5-hidroxi-6,8-dibenzoil-2,3-dihidrobenzofurano;

2-(2,3-dihidroxipropil)-4,6-dibenzoilresorcinol; y

2,2-dimetil-5-[(2,6-dihidroxi-3,5-dibenzoilfenil)metil]-1,3-dioxolano.

 

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