POLIURETANO ANTIESTATICO.

Poliuretano celular que contiene un líquido iónico

Poliuretano antiestático.

La presente invención comprende un poliuretano celular que contiene un líquido iónico. Además, la presente invención comprende un procedimiento para la obtención de dicho poliuretano, poleas, revestimientos para pisos, componentes de interiores de automóviles, películas y suelas antiestáticas para calzado, que contienen un poliuretano acorde a la invención, y la utilización de un líquido iónico como aditivo antiestático.

Otros modos de ejecución de la presente invención se desprenden de las reivindicaciones, la descripción y los ejemplos.

Las cargas estáticas pueden presentarse en materiales no conductores o a través de elementos aislados o personas y a menudo son indeseadas, provocan daños y, en parte, son peligrosas. Por ejemplo, puede ser necesario trabajar en atmósferas reducidas en polvo en algunas aplicaciones en el sector de la medicina, o en la fabricación de componentes electrónicos. Sin embargo, las cargas electroestáticas de personas o elementos provocan un aumento de la adhesión de las partículas de polvo en dichas personas o elementos, lo cual, en esos casos, puede provocar complicaciones. Además, en las cargas electroestáticas se pueden provocar descargas abruptas, por lo cual se pueden ver afectados, por ejemplo, los componentes electrónicos. En sectores con peligro de explosión, las descargas electroestáticas incluso pueden originar explosiones. Por ello, se intenta reducir el peligro de una carga electroestática mediante la puesta a tierra de estos elementos o personas.

En muchos casos, los materiales no conductores son polímeros. Dado que dichos polímeros generalmente no pueden ser reemplazados por materiales conductores, se intenta incrementar la conductividad de los polímeros mediante la adición de aditivos antiestáticos y poner a tierra, de esta manera, los elementos o materiales correspondientes. Los polímeros que contienen aditivos antiestáticos se denominan, en adelante, polímeros antiestáticos.

Dichos polímeros antiestáticos son conocidos. Por ejemplo, en la memoria DE 3531660 se describen suelas antiestáticas de poliuretano para zapatos. El efecto antiestático es alcanzado gracias a 0,01 a 0,3% en peso de grupos sulfonato enlazados químicamente. Las resistencias de paso alcanzadas son de <108 O/cm.

Además, en la memoria EP 270 009 se describen suelas antiestáticas de poliuretano para calzado que contienen fenilborato de sodio como aditivo antiestático.

La implementación de diferentes sales de amonio cuaternarias para incrementar la conductividad de polímeros está descrita en la memoria EP 1134268. Se trata, en este caso, de modificaciones de antiestáticos usuales en el mercado, como Catafor F® o Catafor PU® de Rhodia. De esta manera se alcanzan resistencias de paso de, aproximadamente, 107 O/cm. Los ejemplos de la memoria EP 1134268 muestran una notable dependencia de la resistencia de paso de la humedad del aire.

La memoria DE 3528597 describe la implementación de negro humo como mejorador de la conductividad. Se alcanzan resistencias de paso de 109 O/cm. La desventaja de ello es la coloración negra del producto y las cualidades mecánicas reducidas en la implementación de mayores cantidades.

Una desventaja del estado actual de la técnica es la resistencia de paso parcialmente elevada de dicho polímero de 107 O/cm y más, y la dependencia de las resistencias de paso de la humedad del aire. Esto puede provocar una carga estática a pesar de los aditivos conductores.

Otra desventaja de los aditivos antiestáticos propuestos en el estado actual de la técnica es el efecto duradero parcialmente deficiente, por lo cual en determinados casos ya tras algunos días se incrementa la resistencia de paso de los polímeros.

Por último, el elevado agregado de aditivos antiestáticos conocidos provoca un desmejoramiento de las cualidades del material.

El objeto de la invención es, por ello, presentar poliuretanos celulares antiestáticos con una resistencia de paso inferior a 107 O/cm y que no presentan las desventajas descritas anteriormente.

Este objetivo se logra gracias a los poliuretanos celulares que contienen un líquido iónico.

Los líquidos iónicos acorde a la presente invención son (A) preferentemente, sales de la fórmula general (I)

en la cual n representa 1, 2, 3 o 4, [A]⁺ es un catión amonio cuaternario, un catión oxonio, un catión sulfonio o un catión fosfonio y [Y]^n- es un anión mono, bi, trio o tetravalente;

(B) sales mixtas de las fórmulas generales (II)

en la cual n = 4 y, en la cual [A1]⁺, [A2]⁺, [A3]⁺ y [A4]⁺ están seleccionados, independientemente entre sí, de los grupos mencionados para [A]⁺ y [Y]^n- posee el significado mencionado en (A); o

(C) sales mixtas de las fórmulas generales (III)

en la cual [A1]⁺, [A2]⁺ y [A3]⁺ están seleccionados, independientemente entre sí, de los grupos mencionados para [A]⁺, [Y]^n- posee el significado mencionado en (A) y [M¹]⁺, [M²]⁺, [M³]⁺ son cationes metálicos monovalentes, [M⁴]²⁺ son cationes metálicos bivalentes y [M⁵]³⁺ son cationes metálicos trivalentes.

Los líquidos iónicos presentan un punto de fusión en el rango de -50ºC a 150ºC, preferentemente, en el rango de -20ºC a por debajo de 100ºC y, además, preferentemente, de -20ºC a por debajo de 80ºC. De modo especialmente preferido, el punto de fusión del líquido iónico es inferior a 50ºC, especialmente, los líquidos iónico son líquidos a temperatura ambiente. Los líquidos iónicos líquidos a temperatura ambiente se pueden procesar fácilmente y presentan un excelente efecto antiestático.

Los compuestos adecuados para la formación del catión [A]⁺ de líquidos iónicos se conocen, por ejemplo, por la memoria DE 102 02 838 A1. Dichos compuestos pueden presentar átomos de oxígeno, fósforo, azufre o especialmente, átomos de nitrógeno, por ejemplo, al menos, un átomo de nitrógeno, preferentemente, 1-10 átomos de nitrógeno, de modo preferido, 1-5 átomos de nitrógeno, de modo especialmente preferido, 1-3 y, especialmente, 1-2 átomos de nitrógeno. Eventualmente, también pueden presentar otros heteroátomos, como átomos de oxígeno, azufre o fósforo. El átomo de nitrógeno es un portador adecuado de la carga positiva en el catión del líquido iónico, del cual, en el equilibrio, se puede pasar un protón o un radical alquilo al anión, para generar una molécula eléctricamente neutra.

En el caso de que el átomo de nitrógeno sea el portador de la carga positiva en el catión del líquido iónico, en la síntesis de los líquidos iónicos puede ser generado un catión por cuaternización en el átomos de nitrógeno, por ejemplo, de una amina o de un heterociclo de nitrógeno. La cuaternización puede llevarse a cabo a través de la alquilación del átomo de nitrógeno. Según el reagente de alquilación utilizado, se obtienen sales con diferentes aniones. En los casos en los que no sea posible formar el anión deseado ya en la cuaternización, esto puede llevarse a cabo en otro paso de síntesis. Partiendo, por ejemplo, de un halogenuro de amonio, el halogenuro puede ser convertido con un ácido de Lewis, asimismo, a partir del halogenuro y el ácido de Lewis se forma un anión complejo. De modo alternativo, es posible el intercambio de un ión halogenuro por el anión deseado. Esto puede efectuarse agregando una sal metálica, mediante la precipitación del halogenuro metálico obtenido, a través de un intercambiador iónico o por expulsión del ión halógeno a través de un ácido fuerte (liberando el ácido de hidrógeno halogenado). Los procedimientos adecuados están descritos, por ejemplo, en Angew. Chem. (Química aplicada) 2000, 112, pág. 3926-3945 y en la literatura allí citada.

Los radicales alquilo adecuados con los cuales puede estar, por ejemplo, cuaternizado el átomo de nitrógeno en las aminas o los heterociclos de nitrógeno,...

1. Poliuretano celular que contiene un líquido iónico.

2. Poliuretano celular acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido iónico no presenta un enlace por covalencia con la matriz de polímero.

3. Poliuretano celular acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el líquido iónico es líquido a temperatura ambiente.

4. Poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como catión para el líquido iónico se utiliza un catión seleccionado entre el grupo conformado por 1,2,3-trimetilimidazolio, 1,3,4,5-tetrametilimidazolio, 1,3,4-dimetilimidazolio, 1,3,4-trimetilimidazolio, 1,3-dibutil-2-metilimidazolio, 1,3-dibutilimidazolio, 1,2-dimetilimidazolio, 1,3-dimetilimidazolio, 1-benzil-3-metilimidazolio, 1-butil-2,3-dimetilimidazolio, 1-butil-2-etil-5-metilimidazolio, 1-butil-2-etilimidazolio, 1-butil-2-metilimidazolio, 1-butil-3,4,5-trimetilimidazolio, 1-butil-3,4-dimetilimidazolio, 1-butil-3-etilimidazolio, 1-butil-3-metilimidazolio, 1-butil-4-metilimidazolio, 1-butilimidazolio, 1-decil-3-metilimidazolio, 1-dodecil-3-metilimidazolio, 1-etil-2,3-dimetilimidazolio, 1-etil-3-metilimidazolio, 1-hexadecil-2,3-dimetilimidazolio, 1-hexadecil-3-metilimidazolio, 1-hexil-2,3-dimetilimidazolio, 1-hexil-3-metilimidazolio, 1-metil-2-etilimidazolio, 1-metil-3-octilimidazolio, 1-metilimidazolio, 1-pentil-3-metilimidazolio, 1-fenilpropil-3-metilimidazolio, 1-propil-2,3-dimetilimidazollum, 1-tetradecil-3-metilimidazolio, 2,3-dimetilimidazolio, 2-etil-3,4-dimetilimidazolio, 3,4-dimetilimidazolio, 1,2-dimetilpiridinio, guanidinio, hexametilguanidinio, N,N,N',N'-tetrametil-N''-etilguanidinio, N-pentametil-N-isopropilguanidinio, N-pentametil-N-propilguanidinio, benziltrifenilfosfonium, tetrabutilfosfonio, trihexil(tetradecil) fosfonio y tri-iso-butil(metil)fosfonio.

5. Poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como anión para el líquido iónico se utiliza un anión seleccionado entre el grupo conformado por acetato, bis(2,4,4-trimetilpentil)fosfinato, bis(malonato)borato, bis(oxalato)borato, bis(pentafluoroetil)fosfinato, bis(ftalato)borato, bis(salicilato)borato, bis (trifluorometansulfonil)imidato, bis(trifluorometansulfonil)metano, bis(trifluorometil)imidato, borato, bromuro, aluminato de bromo, carbonato, cloroaluminatos, decilbenzolsulfonato, diclorocuprato, dicianamida, didecilbenzolsulfonato, didodecilbenzolsulfonato, dietilfosfato, dihidrogenofosfato, dodecilbenzolsulfonato, etilsulfato, etilsulfonato, fluoruro, hexafluorofosfato, carbonato de hidrógeno, fosfato de hidrógeno, sulfato de hidrógeno, sulfito de hidrógeno, ioduro, metilsulfato, metilsulfonato, nitrato, nitrito, fosfato, sulfito, tetracianoborato, tetrafluoroborato, tetrakis(hidrogenosulfato) borato, tetrakis(metilsulfonato)borato, tiocianato, tosilato, triclorozincato, trifluoroacetato, trifluorometilsulfonato, tris(heptafluoropropil)trifluorofosfato, tris(nonafluorobutil)trifluorofosfato, tris(pentafluoroetil) trifluorofosfato, tris(pentafluoroetilsulfonil)trifluorofosfato.

6. Poliuretano celular acorde a la reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el líquido iónico está seleccionado entre el grupo conformado por 1-etil-3-metilimidazoliometilsulfonato, 1-etil-3-metilimidazoliodicianamid, 1-etil-3-metilimidazolioetilsulfato, 1-etil-3-metilimidazoliotiocianato, 1-etil-3-metilimidazoliotetrafluoroborato, 1-etil-3-metilimidazoliohexafluorofosfato, 1-etil-3-metilimidazoliodietilfosfato, 1-etil-3-metilimidazoliobromuro, 1-etil-3-metilimidazolio-p-toluolsulfonato, 1-butil-3-metilimidazoliometansulfonato, 1-butil-3-metilimidazoliodicianamida, 1-butil-3-metilimidazolioetilsulfato, 1-butil-3-metilimidazoliotiocianato, 1-butil-3-metilimidazoliodimetilfosfato, 1-butil-3-metilimidazoliobromuro, 1-butil-3-metilimidazolio-p-toluolsulfonato, 1-butil-3-metilimidazoliotetrafluoroborato y 1-butil-3-metilimidazoliohexafluorofosfato.

7. Poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el líquido iónico se encuentra presente en una cantidad de 0,001-30% en peso, en relación al peso total del polímero.

8. Polea, caracterizada porque contiene un poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 7.

9. Película, caracterizada porque contiene un poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 7.

10. Revestimimiento para pisos caracterizado porque contiene un poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 7.

11. Componentes para el interior de automóviles, caracterizados porque contiene un poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 7.

12. Suela antiestática para calzado, caracterizada porque contiene un poliuretano celular acorde a las reivindicaciones 1 a 7.

13. Zapato de seguridad que contiene una suela antiestática acorde a la reivindicación 12 como suela intermedia y/o como suela exterior.

14. Procedimiento para la obtención de un producto antiestático de poliadición de poliisocianato, en el cual se convierten

15. Utilización de líquidos iónicos como aditivos antiestáticos para poliuretanos celulares.