FLUOROPOLÍMEROS Y PROCEDIMIENTOS PARA USARLOS Y UTILIZARLOS.

Una composición que comprende un fluorotelómero, en el que dicho fluorotelómero es dicha composición o comprende unidades repetidas derivadas de (a) un fluoroalqueno,

y (b) opcionalmente un comonómero, y un grupo terminal derivado de un hidrofluorocarburo y un alcohol secundario o uno de sus derivados y en el que dicho fluorotelómero tiene la fórmula H(CX2)pBqDr o una mezcla de H(CX2)pBq y H(CX2)pDr; X es H o F; p es un número de 36 a 1500; B representa un grupo terminal derivado de dicho hidrofluorocarburo; q es un número de 0,02 a 0,4; D representa un grupo terminal derivado de dicho alcohol secundario o uno de sus derivados ; y r es un número de 0,2 a 1,0

Campo de la invención

Esta invención se refiere a una clase de fluorotelómeros con extremos protegidos con hidrofluorocarburos y alcoholes secundarios o sus éteres o ésteres, a un procedimiento para producir el polímero, y a un procedimiento para usar el polímero como lubricantes insolubles y química y térmicamente estables, agentes desmoldeantes, abrillantadores, y revestimientos.

Antecedentes de la invención

Los fluorotelómeros céreos se describen en el documento US 3 067 262. Tales fluorotelómeros se basan predominantemente en una cadena principal de fluorotelómero de politetrafluoroetileno (PTFE) formado por telomerización de tetrafluoroetileno (TFE) en 1,1,2-tricloro-1,22-trifluoroetano (TCTFE) en presencia de un iniciador de radicales libres peróxido en el que el TCTFE sirve tanto como disolvente y como telógeno. La telomerización puede definirse como una reacción entre dos sustancias en la que una sustancia proporciona los grupos terminales (telógeno) y las otras las uniones internas del telómero.

Los documentos US 5 552 500 y US 5 665 838 describen un procedimiento para producir un fluorotelómero en el que se usa un hidroclorofluorocarburo como telógeno y como disolvente. Los fluorotelómeros, dispersados en 1,1-dicloro-1fluoroetano (HCFC-141b), se han usado comercialmente como lubricantes de película seca, y vendidos por E.I. du Pont de Nemours & Co. bajo las marcas DryFilm DF y DryFilm 1000.

Un acuerdo internacional en los años 1980 prohibió muchos usos de los clorofluorocarburos tal como TCTFE y se minimizaron con el paso del tiempo los usos de hidroclorofluorocarburos (HCFC) tal como HCFC-141b, debido a la amenaza de la capa de ozono en la atmósfera alta y su implicación en el calentamiento global. El documento US 5 310 870 describe un procedimiento para producir un fluorotelómero al reaccionar el TFE o hexafluoropropileno con un telógeno hidrofluorocarburo en solución, en presencia de un iniciador de radicales libres. Este telógeno hidrofluorocarburo consiste esencialmente en un compuesto orgánico acíclico que tiente un punto de ebullición a presión atmosférica entre 25ºC y 150ºC.

Muchas operaciones industriales requieren el uso de agentes desmoldeantes para reducir la tendencia de un producto moldeado a pegarse al molde, o la de una herramienta a pegarse al objeto sobre el que se está trabajando. En algunos casos, donde un lubricante típico sería insatisfactorio o antiestético, por ejemplo, un marco de ventana, también puede usarse un agente desmoldeante como un lubricante de película seca para hacer más fácil a una parte móvil el deslizarse sobre una pieza estacionaria de un equipo. Los agentes desmoldeantes pueden ser una solución, dispersión o sólido, y típicamente formar una película delgada generalmente invisible sobre uno o ambos de los objetos anteriores mencionados .

Por ejemplo, la solicitud de patente japonesa JP6-157614A describe un procedimiento de polimerización usando 2,3-dihidro-decafluoropentano como medio de polimerización; el documento JP10-158335A describe un fluoropolímero que contiene un grupo hidroxilo que tiene un contenido en flúor del 20% en peso o más y un peso molecular de 500-1000; el documento US 5 789 504 describe un procedimiento para producir un politetrafluoroetileno de bajo peso molecular que tiene un punto de ebullición de 250 ºC -325ºC; y el documento EP 0723979A1 describe un procedimiento comparable en el que el disolvente se elige entre un grupo que también incluye hidrofluorocarburos. Sin embargo, estas patentes y solicitudes de patentes no describen un procedimiento o composición para usar como agentes desmoldeantes o lubricantes.

El documento WO 98/51649 describe un hidrocarburo saturado fluorado que contiene 10%-95% de un trihidrofluorocarburo y útil como disolvente o que forma un revestimiento polimérico para promover la limpieza, lubricación o repelencia de superficies. También el documento US 5 476 603 describe una composición que se licua bajo presión, y comprende ciertos hidrofluorocarburos no-poliméricos y un agente que tiene una acción desmoldeante elegido entre el grupo de ciertos ésteres céreos que tienen 34 a 50 átomos de carbono, una cera de parafina, una cera de polietileno y un jabón metálico.

Existe una necesidad constante de proporcionar agentes desmoldeantes y lubricantes mejorados que sean respetuosos con el medio ambiente, es decir, que no se basen en fluorocarburos que contienen cloro.

Resumen de la invención Una composición, que puede usarse, por ejemplo, como agente desmoldeante,

o lubricante, que comprende un fluorotelómero que comprende unidades repetidas derivadas de un fluoroalqueno, y opcionalmente un comonómero, que tiene un grupo terminal derivado de un hidrofluorocarburo y un alcohol secundario o uno de sus derivados y en el que dicho fluorotelómero tiene la fórmula de H(CX2)pBqDr o una mezcla de H(CX2)pBq y H(CX2)pDr; X es H o F; p ; p es un número de 36 a 1500; B representa un grupo terminal derivado de dicho hidrofluorocarburo; q es un número de 0,02 a 0,4; D representa un grupo terminal derivado de dicho alcohol secundario o uno de sus derivados; y r es un número de 0,2 a 1,0.

Un procedimiento que comprende poner en contacto un fluoroalqueno, y opcionalmente un comonómero, en un hidrofluorocarburo, con un iniciador de radicales libres y al menos un alcohol secundario o uno de sus derivados.

Detalles de la invención

La composición que comprende un fluorotelómero puede usarse como agente desmoldeante. Por ejemplo, una dispersión del fluorotelómero en un disolvente o agua, cuando se aplica a un molde y se deja evaporar el disolvente, proporciona un revestimiento que lleva a múltiples desmoldeos de un artículo del molde. El revestimiento puede usarse a temperaturas en un intervalo que va de temperatura ambiente a por encima de 300 ºC.

La composición puede usarse también como lubricante. Por ejemplo, un revestimiento del fluorotelómero aplicado sobre una superficie proporcionará un revestimiento muy lubricante con un bajo coeficiente de fricción. La superficie puede ser un molde u otro objeto hecho de madera, metal, plástico, goma, piedra, cemento, vidrio, o fibra. Estas superficies son bien conocidas por el experto en la técnica.

Se puede usar cualquier fluoroalqueno que puede producir un fluorotelómero que tiene la propiedad descrita en este texto. El monómero fluoroalqueno preferido contiene 2 a 10, preferentemente 2 a 3, átomos de carbono. Los ejemplos de fluoroalquenos adecuados incluyen, sin ser limitantes, 1,1-difluoroetileno, 1,2difluoroetileno, tetrafluoroetileno (TFE), 3,3,3-trifluoropropeno, hexafluoropropileno (HFP), y combinaciones de dos o más de ellos. El fluoroalqueno más preferido es TFE.

Los fluorotelómeros preferidos son homotelómeros, pero también puede producirse un cotelómero (copolímero) que contiene una unidad repetida derivada de un comonómero. El comonómero es generalmente un compuesto etilénicamente insaturado, que puede ser fluorado o perfluorado. La cantidad de unidades repetidas derivadas de un comonómero puede estar en el intervalo de 0,1 a 10, preferentemente 0,3 a 3,0% en peso del copolímero.

Los comonómeros adecuados incluyen, sin ser limitantes, etileno, propileno, butileno, deceno, 1,1-difluoroetileno, 1,2-difluoroetileno, TFE, 3,3,3-trifluoropropeno, HFP, y combinaciones de dos o más de ellos. Los comonómeros preferidos son comonómeros perfluorados. El comonómero más preferido es TFE, HFP, o una de sus combinaciones.

Tal como se describe a continuación, un hidrofluorocarburo se usa en un procedimiento para producir el fluorotelómero de la composición, también se incorpora un hidrofluorocarburo en el fluorotelómero como un grupo terminal. Los hidrofluorocarburos adecuados incluyen, sin ser limitantes, cualquiera de los descritos en la patente de EEUU 5 310 870. Los ejemplos de hidrofluorocarburos adecuados incluyen, sin ser limitantes, 2,3-dihidrodecafluoropentano, perfluorobutil-metil éter, perfluorobutil-etil éter, 2,4-dihidrooctafluorobutano, 1,1,2,3,3,3-hexafluoropropil-metiléter, 2-trifluorometil-2,3-dihidrononafluoropentano, 1,1,1,3,3-pentafluorobutano, o una de sus combinaciones. Estos hidrofluorocarburos pueden obtenerse comercialmente. Por ejemplo, 2,3-dihidrodecafluoropentano está disponible en E. I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware y perfluorobutil-metil-éter y perfluorobutil-etil-éter están disponibles en 3M Co., Minneapolis, Minnesota.

Generalmente,...

1. Una composición que comprende un fluorotelómero, en el que dicho fluorotelómero es dicha composición o comprende unidades repetidas derivadas de (a) un fluoroalqueno, y (b) opcionalmente un comonómero, y un grupo terminal derivado de un hidrofluorocarburo y un alcohol secundario o uno de sus derivados y en el que dicho fluorotelómero tiene la fórmula H(CX2)pBqDr o una mezcla de H(CX2)pBq y H(CX2)pDr; X es H o F; p es un número de 36 a 1500; B representa un grupo terminal derivado de dicho hidrofluorocarburo; q es un número de 0,02 a 0,4; D representa un grupo terminal derivado de dicho alcohol secundario o uno de sus derivados ; y r es un número de 0,2 a 1,0.

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho fluoroalqueno es tetrafluoroetileno, hexafluoropropileno, o una de sus combinaciones y es preferentemente dicho tetrafluoroetileno.

3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicho alcohol secundario tiene 4 a 12 átomos de carbono.

4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la que dicho alcohol secundario tiene un hidrógeno º. es preferentemente 2-butanol, 2-pentanol, 2hexanol, 2-heptanol, 2-butilacetato, ciclohexanol, 1-metoxi-2-propanol, 1-metoxi-3butanol, 1-metoxi-2-pentanol, 1-metoxi-2-propanol acetato éster, o combinaciones de dos o más de ellos; y es más preferentemente 2-butanol, 2-pentanol, o una de sus combinaciones .

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 3, ó 4, en la que dicho fluorotelómero comprende además un grupo terminal derivado de un hidrofluorocarburo, que es preferentemente 2,3-dihidrodecafluoropentano, perfluorobutil-metil éter, perfluorobutil-etil éter, 2,4-dihidrooctafluorobutano, 1,1,2,3,3,3hexafluoropropil-metil éter, 2-trifluorometil-2,3-dihidrononafluoropentano, 1,1,1,3,3pentafluorobutano, o una de sus combinaciones.

6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 5, en la que dicho hidrofluorocarburo es 2,3-dihidrodecafluoropentano, teniendo dicho fluorotelómero un grupo terminal derivado de 2-butanol o 2-pentanol.

5 7. Un fluorotelómero que comprende unidades repetidas de tetrafluoroetileno y que tiene un grupo terminal derivado de 2-butanol o 2-pentanol.

8. Un procedimiento que comprende poner en contacto un fluoroalqueno en un hidrofluorocarburo con un iniciador de radicales libres y un alcohol secundario, uno de sus éteres, uno de sus ésteres, o combinaciones de dos o más de ellos en el que dicho fluoroalqueno es tal como se ha descrito en la reivindicación 2, dicho alcohol secundario es tal como se ha descrito en la reivindicación 4, dicho hidrofluorocarburo es tal como se ha descrito en la reivindicación 5 ó 6.

9. Un procedimiento que comprende poner en contacto un sustrato con una composición en el que dicha composición es tal como se ha descrito en una cualquiera de las composiciones 1 a 7 y dicho sustrato es madera, metal, plástico, goma, piedra, cemento, vidrio, fibra, o combinaciones de dos o más de ellos .