SISTEMA DE POLIMERO COLOREADO CON BRILLO DE COLOR MEJORADO.

Procedimiento para mejorar el brillo del color de un sistema de polímero coloreado que consiste en una matriz y partículas discretas de polímeros,

distribuidas acorde a una estructura reticular espacial definida en la matriz, y que se obtiene por la formación de una película de un polimerizado por emulsión con una estructura de núcleo/revestimiento, en el cual el polimerizado por emulsión se obtiene por polimerización de monómeros en, al menos, un primer paso (monómero del núcleo) y una posterior polimerización de monómeros en, al menos, un segundo paso (monómeros del revestimiento), asimismo, la relación en peso de los monómeros del núcleo respecto de los monómeros del revestimiento es de 1 : 0,05 a 1 : 20, asimismo, la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del revestimiento es, al menos, 10ºC más baja que la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del núcleo, caracterizado porque la polimerización de los monómeros del núcleo se realiza en presencia de un absorbente para ondas electromagnéticas, especialmente, un absorbente de UV

Sistema de polímero coloreado con brillo de color mejorado.

La presente invención comprende un procedimiento para mejorar el brillo del color de un sistema de polímero que consiste en una matriz y partículas discretas de polímeros, distribuidas acorde a una estructura reticular espacial definida en la matriz, y que se obtiene mediante la formación de una película de un polimerizado por emulsión con una estructura de núcleo/revestimiento, en el cual el polimerizado por emulsión se obtiene por polimerización de monómeros en, al menos, un primer paso (monómero del núcleo) y posterior polimerización de monómeros en, al menos, un segundo paso (monómeros del revestimiento), asimismo, la relación en peso de los monómeros del núcleo respecto de los monómeros del revestimiento es de 1 : 0,05 a 1 : 20, asimismo, la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del revestimiento es, al menos, 10ºC más baja que la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del núcleo, caracterizado porque la polimerización de los monómeros del núcleo se realiza en presencia de un absorbente para ondas electromagnéticas, especialmente, un absorbente de UV.

Además, la presente invención comprende sistemas de polímeros coloreados que se pueden obtener según este procedimiento y la utilización de sistemas de polímeros coloreados para el revestimiento de, por ejemplo, plásticos, papel o en indicadores visuales.

Por las memorias DE-19717879, DE-19820302 y DE-19834194 y DE-A-10321083 se conocen sistemas de polímeros coloreados en los cuales las partículas discretas de polímeros se encuentran dispersas en una matriz.

En la memoria DE 10229732 (PF 53679) está descrita la utilización de dichas capas de polímeros en indicadores visuales.

El objeto de la presente invención es la mejora del brillo del color de los sistemas de polímeros coloreados o de las películas de polímeros obtenidas a partir de ellos. Además, las películas de polímeros deberían ser lo más resistentes posible a las exigencias mecánicas, por ejemplo, en la utilización de películas de polímeros en unidades de visualización. Correspondientemente, se halló el procedimiento definido al comienzo.

Los sistemas de polímeros coloreados consisten, esencialmente, en una matriz y partículas discretas de polímeros, distribuidas acorde a una estructura reticular espacial definida en la matriz.

La utilización de polimerizados por emulsión con estructura de núcleo/revestimiento para la obtención de dichos sistemas de polímeros ya está descrita en el estado actual de la técnica (véase DE-A-19820302, DE-A-19834194).

Los sistemas de polímeros coloreados se obtienen mediante la formación de una película de un polimerizado por emulsión con estructura núcleo/revestimiento.

El revestimiento del polimerizado por emulsión puede formar una película y conforma la matriz, mientras que los núcleos del polimerizado por emulsión están distribuidos como partículas discretas de polímeros en la matriz.

El polimerizado por emulsión se obtiene, correspondientemente, por una polimerización por emulsión de varios pasos, en la cual primeramente, al menos en un primer paso, son polimerizados los monómeros que conforman el núcleo y luego, en, al menos, un segundo paso, se polimerizan los monómeros que conforman el revestimiento que puede formar una película.

La composición de los monómeros del núcleo es diferente respecto de los monómeros del revestimiento.

La mezcla de monómeros del primer paso (núcleo) presenta, preferentemente, una temperatura de transición vítrea (Tg) calculada según la ecuación de Fox de 0 a 150, de modo preferido, de 0 a 120ºC, de modo especialmente preferido, de 0 a 110ºC.

La Tg calculada según Fox, de la mezcla de monómeros del segundo paso (revestimiento), es, preferentemente, de -50 a 110ºC, de modo especialmente preferido, de -40 a 25ºC. La Tg de la mezcla de monómeros del segundo paso es, al menos, 10ºC inferior, preferentemente, 20ºC inferior a la Tg de la mezcla de monómeros del primer paso.

Una característica fundamental de la presente invención es que la polimerización de los monómeros del primer paso se realiza en presencia de un absorbente de ondas electromagnéticas, especialmente, un absorbente de UV. Correspondientemente, el polímero contiene un absorbente de ese tipo, especialmente, un absorbente de UV.

La polimerización del primer paso (núcleo) se lleva a cabo en presencia del absorbente.

Como absorbente de UV se pueden utilizar, por ejemplo, hidroxibenzofenonas o hidroxifenilbenzotriazoles.

Dichos absorbentes de UV se conocen, por ejemplo, con la denominación comercial Uvinul ® 3033P.

La cantidad de absorbentes es, especialmente, de de 0,1 a 5% en peso, preferentemente, de 0,2 a 3% en peso, en relación a la cantidad total de polímero. La cantidad total se utiliza en la polimerización del primer paso.

En un modo de ejecución preferido de la presente invención, la mezcla de monómeros del primer paso también contiene monómeros con una Tg inferior a 0ºC, preferentemente, inferior a -20ºC, de modo especialmente preferido, inferior a -30ºC.

La proporción de estos monómeros en relación con todos los monómeros del primer paso es de, al menos, 5% en peso, preferentemente, de, al menos, 10% en peso, de modo especialmente preferido, de, al menos, 20% en peso, especialmente, al menos 30 o 40% en peso. Los demás monómeros del primer paso se seleccionan de modo que se cumple el área superior de la Tg del primer paso.

Los monómeros preferidos con una Tg baja son los alquil(met)acrilatos, especialmente, n-butilacrilato y 2-etilhexilacrilato. En el caso de los demás monómeros se trata, especialmente, de estireno, monómeros reticulantes y, eventualmente, monómeros auxiliares como ácido acrílico, ácido metacrílico.

Por el estado actual de la técnica se sabe que el núcleo está reticulado, mientras que el revestimiento no lo está.

En el marco de la presente invención, se prefiere que también los monómeros del segundo paso (revestimiento) contengan monómeros reticulantes.

Los monómeros reticulantes son, especialmente, monómeros con dos grupos polimerizables, por ejemplo, dos grupos vinilo o alquilo. Mencionaremos el divinilbenzol, alcandioldiacrilatos o dialilftalatos.

La proporción de monómeros reticulantes en la mezcla de monómeros del primer paso es, preferentemente, de 0,5 a 25, de modo preferido, de 1 a 7% en peso, de modo especialmente preferido, de 2 a 6% en peso, en relación a los monómeros del primer paso.

La proporción de monómeros reticulantes en la mezcla de monómeros del segundo paso es, preferentemente, de 0,01 a 10, de modo preferido, de 0,1 a 5% en peso, de modo especialmente preferido, de 0,1 a 3% en peso, en relación con los monómeros del segundo paso.

La cantidad en peso de los monómeros reticulantes del primer paso es, preferentemente, de, al menos, el doble de la cantidad en peso de los monómeros reticulantes del segundo paso.

En el marco de la presente invención, se prefiere, además, que la polimerización de los monómeros del primer y/o del segundo paso se lleve a cabo en presencia de diferentes emulsionantes. Si en la polimerización de los monómeros del núcleo se utilizan emulsionantes con un grupo iónico (emulsionantes iónicos), entonces, en la polimerización de los monómeros del revestimiento se utilizan, preferentemente, emulsionantes sin grupos iónicos (emulsionantes no iónicos). A la inversa, en la polimerización de los monómeros del revestimiento se utilizan emulsionantes iónicos si en la polimerización de los monómeros del núcleo se utilizan emulsionantes no iónicos.

Para el tipo de emulsionantes y la cantidad son válidas las siguientes indicaciones.

En un modo de ejecución preferido para la obtención del polimerizado por emulsión, los monómeros del revestimiento son agregados por dosificación durante la polimerización en menos de 90, de modo especialmente preferido, en menos de 60 minutos y, especialmente, en menos de 30 minutos. De modo especialmente preferido, la polimerización de los monómeros del revestimiento se lleva a cabo en una ejecución en lotes (batch), es decir, todos los monómeros del revestimiento son agregados al recipiente de polimerización, en lo posible, al mismo tiempo, en general, en el lapso de pocos minutos, por ejemplo,...

1. Procedimiento para mejorar el brillo del color de un sistema de polímero coloreado que consiste en una matriz y partículas discretas de polímeros, distribuidas acorde a una estructura reticular espacial definida en la matriz, y que se obtiene por la formación de una película de un polimerizado por emulsión con una estructura de núcleo/revestimiento, en el cual el polimerizado por emulsión se obtiene por polimerización de monómeros en, al menos, un primer paso (monómero del núcleo) y una posterior polimerización de monómeros en, al menos, un segundo paso (monómeros del revestimiento), asimismo, la relación en peso de los monómeros del núcleo respecto de los monómeros del revestimiento es de 1 : 0,05 a 1 : 20, asimismo, la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del revestimiento es, al menos, 10ºC más baja que la temperatura de transición vítrea de la mezcla de los monómeros del núcleo, caracterizado porque la polimerización de los monómeros del núcleo se realiza en presencia de un absorbente para ondas electromagnéticas, especialmente, un absorbente de UV.

2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque los monómeros del núcleo consisten en, al menos, 5% en peso de monómeros con una temperatura de transición vítrea inferior a 0ºC.

3. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los monómeros del revestimiento consisten en 0,01 a 10% en peso en monómeros reticulantes.

4. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque durante la polimerización de los monómeros del núcleo se utilizan emulsionantes iónicos y en la polimerización de los monómeros del revestimiento, emulsionantes no iónicos, o al revés.

5. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los monómeros del revestimiento son agregados durante la polimerización en menos de 90 minutos.

6. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el caso de las partículas de polímeros del sistema de polímero coloreado se trata de uno o múltiples tipos de partículas con un diámetro medio de partículas en el rango de 0,05 a 5 µm, asimismo, cada tipo de partículas presenta un índice de polidispersidad (PI) inferior a 0,6, calculado según la fórmula

P.I. =(D₉₀-D₁₀)/D₅₀

en la cual D₉₀, D₁₀ y D₅₀ indican diámetros de partículas, para la cual vale lo siguiente:

7. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 a 6, caracterizado porque en el caso de las partículas de polímeros del sistema de polímero coloreado se trata de un solo tipo de partículas.

8. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el polimerizado por emulsión están conformado por, en total, al menos 40% en peso de los denominados monómeros principales, seleccionados de alquil(met)acrilatos C₁ a C₂₀, ésteres de vinilo de ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de C, sustancias vinilaromáticas con hasta 20 átomos de C, nitrilos insaturados etilénicamente, halogenuros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que contienen 1 a 10 átomos de C, hidrocarburos alifáticos con 2 a 8 átomos de C y uno o dos dobles enlaces o mezclas de dichos monómeros.

9. Procedimiento acorde a la reivindicación 1 a 8, caracterizado porque las partículas de polímeros del sistema de polímero coloreado y la matriz se diferencian en el índice de refracción.

10. Procedimiento acorde a la reivindicación 9, caracterizado porque la diferencia en el índice de refracción es de, al menos, 0,01, especialmente, de, al menos, 0,1.

11. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el índice de polidispersidad de las partículas discretas de polímeros es inferior a 0,45.

12. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el núcleo del polimerizado por emulsión es reticulado.

13. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la distancia entre las partículas discretas polímeros de la capa de polímero coloreado es de 20 000 a 50 000 nanómetros.

14. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el polímero de la matriz está conformado por, en total, al menos 40% en peso de los denominados monómeros principales, seleccionados de alquil(met)acrilatos C₁ a C₂₀, ésteres de vinilo de ácidos carboxílicos que contienen hasta 20 átomos de C, sustancias vinilaromáticas con hasta 20 átomos de C, nitrilos insaturados etilénicamente, halogenuros de vinilo, éteres de vinilo de alcoholes que contienen 1 a 10 átomos de C, hidrocarburos alifáticos con 2 a 8 átomos de C y uno o dos dobles enlaces o mezclas de dichos monómeros.

15. Sistema de polímero coloreado, que se obtiene acorde a una de las reivindicaciones 1 a 14.

16. Utilización de un sistema de polímero coloreado acorde a la reivindicación 15 como material de revestimiento, o incluido en él, por ejemplo, para el revestimiento de plásticos, láminas plásticas, sistemas fibrosos, como textiles o papel, embalajes, etc. o en indicadores visuales cuyos colores de la capa de polímero se modifican o para incrementar el rendimiento lumínico en indicadores visuales o para la obtención de pigmentos de color o para la obtención de cuerpos moldeados, que pueden ser obtenidos, por ejemplo, por extrusión y que pueden ser utilizados con las diferentes finalidades, para las que se desean utilizar los cuerpos moldeados de color, por ejemplo, en la construcción de automóviles o en el hogar.

17. Procedimiento para la obtención de sustratos, revestidos con un sistema de polímero coloreado acorde a la reivindicación 15, caracterizado porque el sistema de polímero es aplicado sobre un soporte temporal, por ejemplo, a través de la formación de una película de un sistema de polímero acuoso o por extrusión, y el soporte revestido obtenido es transferido luego con la cara revestida sobre el sustrato, por ejemplo, por laminado o prensado, y, eventualmente, se retira luego el soporte temporal.