Una composición termoplástica disipadora electrostática comprendiendo:

(a) un copolímero de cicloolefinas obtenido a partir de al menos un monómero de olefina policíclica y al menos un monómero de 1-olefina acíclica, dicho monómero de olefina policíclica teniendo la fórmula en donde cada R1, R2, R3, R4, R5 y R6, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un radical hidrocarburo, y en donde dicha 1-olefina acíclica tiene la fórmula en donde cara R7, R8, R9 y R10, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un grupo arilo C6-C10 o un grupo alquilo C1-C8.(b) un poliuretano termoplástico obtenido a partir de uno o más monómeros de éter cíclico, al menos un diisocianato, y al menos un diol, en donde dicho monómero de éter cíclico tiene la fórmula en donde cada Ra, Rb, Rc, Rd, y Re, independientemente, son un átomo de hidrógeno, un alquilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo, aralquilo o alcarilo sustituido o no sustituido, y en donde dichos sustituyentes que pueden estar sustituidos dentro de los anteriores son ORf, SRf, CN o un halógeno, donde Rf es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo, aralquilo, alcarilo o carboxilo, y n es 0, 1, 2 ó 4, y(c) un agente compatibilizador comprendiendo un poliuretano termoplástico obtenido a partir de un diisocianato, un diol, y un intermedio sustancialmente hidrocarburo conteniendo al menos 20 átomos de carbono entre átomos que no sean carbono en el esqueleto del intermedio, o un intermedio hidrocarburo obtenido a partir de uno o más dienos teniendo un total de 4 a 8 átomos de carbono, y en donde dicho poliuretano termoplástico (b) tiene una resistividad superficial de 1x106 a 1x1012 ohm/cuadrado, medida mediante ASTM D-257

Mezcla termoplástica transparente de un copolímero de cicloolefinas y un poliuretano termoplástico.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una mezcla transparente de un elastómero termoplástico tal como un polímero intrínsecamente disipador basado en poliuretano (TPU-IDP), un copolímero de cicloolefinas, y un agente compatibilizador. La presente invención también se refiere a mezclas de poliuretanos termoplásticos (TPU) y copolímero de cicloolefinas que no son transparentes, y a otros polímeros intrínsecamente disipadores y copolímeros de cicloolefinas.

Antecedentes de la invención

Los polímeros intrínsecamente disipadores (IDP) son una clase de elástomeros de poliéter que tienen una resistividad volumétrica inherente en el intervalo de 1x10⁵ a 1x10¹² ohm-cm. Los ejemplos incluyen poliéter uretanos basados en óxido de polietileno, poliéter-amidas y poliéter-ésteres, y copolímeros de óxido de etileno tales como óxido de etileno/óxido de propileno u óxido de etileno/epiclorhidrina. Los IDPs se utilizan en aleaciones con otros termoplásticos como medio para comunicar un nivel de conductividad suficiente para hacer los plásticos disipadores de estática (resistividades superficial y volumétrica en el intervalo de 1x10⁵ a 1x10¹²). Por ejemplo, U.S.-A-5.574.104 se refiere a composiciones de polímero comprendiendo un poliéter poliuretano IDP que se puede mezclar con uno o más polímeros base. Las mezclas objeto tienen propiedades disipadoras de estática útiles y una excepcional limpieza, haciéndolas apropiadas para el manejo de componentes y dispositivos electrónicos sensibles. Sin embargo, las mezclas no son en general transparentes.

U.S.-A-6.140.405 tiene que ver con un oligómero de poliéter de bajo peso molecular, que es modificado con una sal, preferentemente conteniendo litio, durante una reacción de elongación de la cadena del oligómero de poliéter para formar productos IDP tales como poliuretanos, copolímeros de bloques de poliéter-amida y copolímeros de bloques de poliéter-éster. Los polímeros productos de la reacción exhiben menores resistividades superficial y volumétrica y tiempos de decaimiento de la estática, con respecto a otros IDPs, están todavía libres de cantidades excesivas de aniones extraíbles, particularmente cloro, nitrato, fosfato y sulfato.

U.S.-A-4.332.919, 4.302.558 y 4.384.078 describen polímeros acrílicos intrínsecamente disipadores, fabricados mediante un proceso núcleo-coraza. Esta clase de polímeros IDP es transparente, pero adolece de alta resistividad, tiempos de decaimiento de la estática lentos y alto desprendimiento de gases, haciéndola menos conveniente para aplicaciones para manejo electrónico sensible.

U.S.-A-6.225.407 tiene que ver con una mezcla de polímeros comprendiendo uno o más copolímeros de cicloolefinas y uno o más tipos de partículas núcleo-coraza o uno o más copolímeros que estén compuestos, hasta cierto punto, de cauchos con temperaturas de transición vítrea bajas, o una combinación de uno o más tipos de partículas núcleo-coraza y de uno o más copolímeros que estén compuestos, hasta cierto punto, de cauchos con temperaturas de transición vítrea bajas.

U.S.-A-6.054.533 se refiere a una mezcla compatibilizada de un elastómero termoplástico y una poliolefina. El compatibilizador es un poliuretano termoplástico formado mediante la reacción de un intermedio sustancialmente hidrocarburo, tal como un polibutadieno poliol, un diisocianato tal como MDI, y un extensor de cadenas amina o diol tal como neopentilglicol. El compatibilizador tiene cantidades altas de segmentos blandos, y comunica propiedades mejoradas a mezclas de un elastómero termoplástico y poliolefina tales como buena resistencia al impacto, buena resistencia a la tracción, buena resistencia al desgarro, y buena resistencia a la deslaminación. Estas composiciones no son transparentes.

U.S.-A-5.614.589 revela que los copolímeros termoplásticos transparentes de metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS) pueden ser suministrados con propiedades disipadoras electrostáticas (ESD), manteniendo o intensificando mientras las propiedades físicas del MABS, tales como resistencia al impacto, mezclando el MABS con un copolímero de uretano termoplástico intrínsecamente antiestático, el cual es el producto de reacción de un oligómero de polialquilén éter terminado en hidroxi, un alcanodiol C₂-C₆ y un diisocianato aromático, y compatibilizando la mezcla de MABS y uretano con un copolímero gomoso de acrilonitrilo-butadieno-estireno producido mediante polimerización en emulsión, conteniendo al menos un 40 por ciento en peso de monómero de butadieno y una proporción de estireno a acrilonitrilo que produzca un copolímero gomoso teniendo un índice de refracción en el intervalo de aproximadamente 1'53 a 1'55.

JP-A-10-050816 revela obtener resistividad volumétrica estable en una región antiestática, constituyendo este material de resina de olefina y uretano termoplástico antiestático en donde se disuelve una cantidad especificada de sal metálica, en estado ion, en una cantidad fija de uretano termoplástico, utilizando una cantidad establecida de ambos, respectivamente. Como sal metálica, se mezcla el 3'75% en peso de perclorato de litio hasta el 100% en peso de éter-uretano termoplástico para preparar el uretano termoplástico antiestático.

JP-A-2003-026752 revela proporcionar un material elástico, basado en poliuretano, satisfaciendo alta dureza y alta atenuación que son normalmente características contradictorias entre sí. El material elástico comprende, como ingrediente, un poliuretano obtenido mediante una reacción de poliadición de un compuesto poliol, teniendo como unidad repetitiva una estructura cíclica específica ejemplificada por la fórmula, a un compuesto poliisocianato.

Sumario de la invención

También se proporcionan mezclas de copolímeros de cicloolefinas y poliuretanos termoplásticos (TPU) que tienen excelentes propiedades físicas, y pueden ser fabricadas para que tengan propiedades disipadoras eléctricas mediante la selección del TPU. Los copolímeros de cicloolefinas también son mezclados con otros polímeros intrínsecamente disipadores (no TPU), para dar propiedades disipadoras eléctricas. Ejemplos de otros polímeros IDP que sean mezclados con los copolímeros de cicloolefinas incluyen poliéter-amidas, poliéter-ésteres, copolímeros de óxido de etileno y óxido de propileno, y copolímeros de óxido de etileno y epiclorhidrina.

En concreto, la presente invención tiene que ver con una composición termoplástica disipadora electrostática comprendiendo:

(a) un copolímero de cicloolefinas obtenido a partir de al menos un monómero de olefina policíclica y al menos un monómero de 1-olefina acíclica, dicho monómero de olefina policíclica teniendo la fórmula

en donde cada R¹, R², R³, R⁴, R⁵ y R⁶, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un radical hidrocarburo, y en donde dicha 1-olefina acíclica tiene la fórmula

en donde cara R⁷, R⁸, R⁹ y R¹⁰, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un grupo arilo C₆-C₁₀ o un grupo alquilo C₁-C₈.

(b) un poliuretano termoplástico obtenido a partir de uno o más monómeros de éter cíclico, al menos un diisocianato, y al menos un diol, en donde dicho monómero de éter cíclico tiene la fórmula

en donde cada R_a, R_b, R_c, R_d, y R_e, independientemente, son un átomo de hidrógeno, un alquilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo, aralquilo o alcarilo sustituido o no sustituido, y en donde dichos sustituyentes que pueden estar sustituidos dentro de los anteriores son OR_f, SR_f,...

1. Una composición termoplástica disipadora electrostática comprendiendo:

(a) un copolímero de cicloolefinas obtenido a partir de al menos un monómero de olefina policíclica y al menos un monómero de 1-olefina acíclica, dicho monómero de olefina policíclica teniendo la fórmula

en donde cada R¹, R², R³, R⁴, R⁵ y R⁶, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un radical hidrocarburo, y en donde dicha 1-olefina acíclica tiene la fórmula

en donde cara R⁷, R⁸, R⁹ y R¹⁰, independientemente, son iguales o diferentes, y son un átomo de hidrógeno o un grupo arilo C₆-C₁₀ o un grupo alquilo C₁-C₈.

(b) un poliuretano termoplástico obtenido a partir de uno o más monómeros de éter cíclico, al menos un diisocianato, y al menos un diol, en donde dicho monómero de éter cíclico tiene la fórmula

en donde cada R_a, R_b, R_c, R_d, y R_e, independientemente, son un átomo de hidrógeno, un alquilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo, aralquilo o alcarilo sustituido o no sustituido, y en donde dichos sustituyentes que pueden estar sustituidos dentro de los anteriores son OR_f, SR_f, CN o un halógeno, donde R_f es hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, arilo, aralquilo, alcarilo o carboxilo, y n es 0, 1, 2 ó 4, y

(c) un agente compatibilizador comprendiendo un poliuretano termoplástico obtenido a partir de un diisocianato, un diol, y un intermedio sustancialmente hidrocarburo conteniendo al menos 20 átomos de carbono entre átomos que no sean carbono en el esqueleto del intermedio, o un intermedio hidrocarburo obtenido a partir de uno o más dienos teniendo un total de 4 a 8 átomos de carbono, y en donde dicho poliuretano termoplástico (b) tiene una resistividad superficial de 1x10⁶ a 1x10¹² ohm/cuadrado, medida mediante ASTM D-257.

2. Una composición termoplástica disipadora electrostática conforme a la reivindicación 1, en donde dicho copolímero de cicloolefinas es obtenido a partir de norborneno o tetraciclododeceno, en donde dicho monómero de 1-olefina acíclica es etileno o propileno,

en donde en dicho poliuretano termoplástico (b) el monómero de éter cíclico es como se definió en la reivindicación 1, dicho diisocianato es 1,4-diisocianatobenceno (PPDI), 4,4'-metilenbis(fenil isocianato) (MDI), 4,4'-metilenbis(3-metoxifenil isocianato), diisocianato de isoforona (IPDI), 1,5-naftalen diisocianato (NDI), fenilen-1,4-diisocianato, diisocianato de tolueno (TDI), m-xileno diisocianato (XDI), 1,4-ciclohexil diisocianato (CHDI), diisocianato de 1,10-naftileno, y 4,4'-metilenbis(ciclohexil isocianato) (H₁₂-MDI), y dicho diol es etilenglicol, 1,3-propanodiol, propilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, dietilenglicol, 1,4-clicohexanodimetanol, neopentilglicol, hidroquinona bis(2-hidroxietil) éter, o combinaciones de los mismos.

3. Una composición termoplástica disipadora electrostática conforme a la reivindicación 2, en donde dicho copolímero de cicloolefinas es obtenido a partir de norborneno y etileno, en donde la cantidad de dicho monómero de etileno es del 45% al 85% en moles basado en los moles totales de monómeros de dicho etileno y de dicho norborneno, y

en donde dicho agente compatibilizador (c) es obtenido a partir de un diisocianato seleccionado de diisocianato de etileno, diisocianato de tolueno, bis-(4-fenilisocianato) de metileno (MDI), diisocianato de isoforona, diisocianato de hexametileno, diisocianato de naftaleno, diisocianato de ciclohexileno, difenilmetano-3,3'-dimetoxi-4,4'-diisocianato, diisocianato de meta-tetrametilxileno (m-TMXD1), diisocianato de paratretrametilxileno (p-TMXD1), diisocianato de m-xilileno (XD1), decano-1,10-diisocianato, diciclohexilmetano-4,4'-diisocianato, y combinaciones de los mismos, y a partir de un diol seleccionado de etilenglicol, 1,3-propanodiol, 2,3- ó 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, hidroquinona bis(2-hidroxietil) éter, 1,4-ciclohexanodiol, dietilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-clicohexanodimetanol, y combinaciones de los mismos.

4. Una composición termoplástica disipadora electrostática conforme a la reivindicación 3, en donde en dicho uretano termoplástico (b) el éter cíclico es óxido de etileno, en donde dicho diisocianato es MDI y en donde dicho diol es butanodiol, en donde dicho poliuretano termoplástico disipador electrostático tiene una resistividad superficial de 1x10⁸ a 1x10¹⁰ ohm/cuadrado, como se midió mediante ASTM D-257, y

en donde la cantidad de dicho agente compatibilizador es de 0'25 a 8 partes en peso por 100 partes en peso de dicho copolímero de cicloolefinas y dicho uretano termoplástico disipador electrostático.

5. Una composición termoplástica disipadora electrostática conforme a la reivindicación 4, en donde la cantidad de dicho monómero de etileno en dicho copolímero de cicloolefinas es del 55 al 80% en moles basado en los moles totales de monómeros de dicho etileno y dicho norborneno,

en donde dicho agente compatibilizador es obtenido a partir de butadieno como intermedio, de MDI como diisocianato, y de neopentilglicol como diol.

6. Una composición termoplástica disipadora electrostática conforme a la reivindicación 5, en donde dicha composición comprende fases co-contínuas de dicho copolímero de cicloolefinas y dicho uretano termoplástico disipador electrostático.

7. Un material de empaquetado electrónico o de semiconductores, constando de la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Un material de empaquetado o para componentes de discos duros, constando de la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.