Combinación (B) que comprende: - al menos una poliimida aromática (P1),

y - al menos un poliarileno (P2), más del 50% en peso de las unidades de repetición del mismo son grupos arileno opcionalmente sustituidos [unidades de repetición (R2)], estando cada una de dichas unidades de repetición (R2) unida por cada uno de sus dos extremos a otros dos grupos arileno opcionalmente sustituidos mediante una enlace C-C directo, y siendo dichas unidades de repetición (R2) una mezcla (M) que consiste en: • entre el 0 y el 75% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de varillas rígidas (R2a), opcionalmente sustituidas con al menos un grupo sustituyente monovalente, con • entre el 25 y el 100% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de pliegues (R2b), opcionalmente sustituidas con al menos un grupo sustituyente monovalente

Nueva composición de poliimida aromática.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de (i) la solicitud PCT nº PCT/EP2006/060535 presentada el 7 de marzo de 2006, (ii) la solicitud estadounidense nº 60/842.367 presentada el 6 de septiembre de 2006, (iii) la solicitud estadounidense nº 60/842.368 presentada el 6 de septiembre de 2006, y (iv) la solicitud estadounidense nº 60/842.366 presentada el 6 de septiembre de 2006.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una nueva composición de poliimida aromática, y a artículos y partes de artículos fabricados a partir de la misma.

Antecedentes de la invención

Las poliimidas aromáticas, en particular las polieterimidas aromáticas, forman una clase de polímeros termoplásticos que ofrecen algunas propiedades técnicas excelentes tales como una resistencia al calor muy alta, una excelente procesabilidad en estado fundido, buenas propiedades de elongación y alta resistencia al impacto. También tienen una resistencia bastante alta, una rigidez bastante alta y una resistencia al fuego bastante alta. No obstante, en determinadas industrias exigentes tales como la aviación comercial y otros transportes de civiles, el nivel de las propiedades logradas mediante las poliimidas aromáticas, en particular las polieterimidas, es insuficiente.

Los poliarilenos, especialmente los polifenilenos, presentan una resistencia, rigidez y resistencia al fuego excepcionalmente altas; también presentan una dureza, resistencia al rayado y estabilidad dimensional excepcionalmente altas. En lo que respecta a estas propiedades, el nivel de propiedades logradas por los poliarilenos habitualmente supera bastante el requerido por los usos finales más rigurosos. Desafortunadamente, los poliarilenos tienen serias limitaciones en las propiedades relacionadas con la tenacidad, en particular en términos de las propiedades de elongación y resistencia al impacto.

Para satisfacer la necesidad del aumento de la resistencia, rigidez y resistencia al fuego, ya se ha intentado combinar determinadas poliimidas aromáticas, tales como polieterimidas, con determinadas clases de poliarilenos, conocidos como polifenilenos Parmax® 1000 y 1200 (Parmax® 1200 se comercializa en la actualidad por SOLVAY ADVANCED POLYMERS bajo el nombre comercial PRIMOSPIRE^TM PR-120). Aunque en estas combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior, el poliarileno proporciona en efecto un nivel excepcionalmente alto de resistencia y rigidez (que habitualmente supera el nivel necesario en las aplicaciones aeronáuticas y otras aplicaciones de transporte de civiles más rigurosas), estas combinaciones aún tienen algunas limitaciones en términos de resistencia al fuego. Además, tal como el experto en la técnica puede haber sospechado a la luz de las propiedades de los poliarilenos puros, las combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior tienen limitaciones en términos de propiedades de elongación y resistencia al impacto; también, tienen una compatibilidad y procesabilidad en estado fundido bastante pobre, o incluso pobre, lo que probablemente explica por qué el experto generalmente las preparó o bien mediante combinación en disolución o bien mediante combinación reactiva (por ejemplo partiendo de macrómeros de polifenilenos de varillas rígidas).

Las combinaciones poliméricas se han enseñado y empleado ampliamente en la técnica. Por muy amplia que sea esta declaración, la combinación de polímeros sigue siendo una técnica empírica y la selección de los polímeros para una combinación que proporciona propiedades especiales es, por regla general, una elección de tipo edisoniana. Determinados atributos de las combinaciones de polímeros son más singulares que otras. Los atributos más singulares, cuando se encuentran en una combinación, tienden a ser propiedades no anticipadas. Según Zoller y Hoehn, Journal of Polymer Science, Polymer Physics Edition, vol. 20, págs. 1385-1397 (1982): "La combinación de polímeros es una técnica útil para obtener propiedades en materiales termoplásticos que no se logran fácilmente en un polímero individual. Prácticamente todas las propiedades tecnológicamente importantes pueden mejorarse de esta manera, siendo algunas de las más importantes las propiedades de flujo, propiedades mecánicas (especialmente resistencia al impacto), estabilidad térmica y precio. (...) En última instancia, el objetivo de tales estudios de modelización y correlación debe ser la predicción de las propiedades de la combinación a partir de las propiedades de los componentes puros solos. Ciertamente se está muy lejos de lograr este objetivo".

En el campo de la miscibilidad o compatibilidad de las combinaciones de polímeros, la técnica ha encontrado que no puede conseguirse capacidad de predicción, aunque se haya realizado considerable trabajo en la materia. Según los expertos en la materia, "Se sabe bien que, en lo que respecta al mezclado de polímeros termoplásticos, la incompatibilidad es la regla y la miscibilidad e incluso la miscibilidad parcial es la excepción. Dado que la mayoría de los polímeros termoplásticos son inmiscibles en otros polímeros termoplásticos, el descubrimiento de una mezcla homogénea o mezcla parcialmente miscible de dos o más polímeros termoplásticos es, en efecto, intrínsecamente impredecible con cualquier grado de certeza, por ejemplo, véase P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press, 1953, Capítulo 13, página 555". MARROCCO M ET AL: "Poly-X TM self reinforced Polymers: Processible Molecular Composites" PROCEEDINGS OF THE 39TH INTERNATIONAL SAMPE (SOCIETY FOR THE ADVANCEMENT OF MATERIAL AND PROCESS ENGINEERING) SIMPOSIUM, vol. 39, 11 de abril de 1994, páginas 1063-1072, describe combinaciones de un poli(benzoil-1,4-fenileno) con una polieterimida.

Sigue habiendo una fuerte necesidad de un material polimérico que ofrezca un equilibrio superior de propiedades, que incluya al menos parte de, y preferiblemente todas, las siguientes:

- resistencia muy alta, superior que la de las poliimidas aromáticas puras de la técnica anterior;

- rigidez muy alta, superior que la de las poliimidas aromáticas puras de la técnica anterior;

- alta resistencia al fuego, superior que la de las poliimidas aromáticas puras y combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior;

- buenas propiedades de elongación, mejoradas con respecto a las de las combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior;

- alta resistencia al impacto, superior que la de las combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior, y que se aproxima de manera ideal a o incluso supera en determinados aspectos las de las poliimidas aromáticas puras; y

- buena procesabilidad en estado fundido, mejorada sustancialmente en comparación con la de las combinaciones de poliimida aromática-poliarileno de la técnica anterior.

La invención

Esta necesidad, y aún otras, se satisfacen de manera inesperada mediante una combinación (B) que comprende una poliimida aromática y un poliarileno de un tipo específico.

Por tanto, en su principal aspecto, la presente invención se refiere a una combinación (B) que comprende:

- al menos una poliimida aromática (P1), y

- al menos un poliarileno (P2), más del 50% en peso de las unidades de repetición del mismo son grupos arileno opcionalmente sustituidos [unidades de repetición (R2)], estando cada una de dichas unidades de repetición (R2) unida por cada uno de sus dos extremos a otros dos grupos arileno opcionalmente sustituidos mediante un enlace C-C directo, y siendo dichas unidades de repetición (R2) una mezcla (M) que consiste en:

1. Combinación (B) que comprende:

- al menos una poliimida aromática (P1), y

- al menos un poliarileno (P2), más del 50% en peso de las unidades de repetición del mismo son grupos arileno opcionalmente sustituidos [unidades de repetición (R2)], estando cada una de dichas unidades de repetición (R2) unida por cada uno de sus dos extremos a otros dos grupos arileno opcionalmente sustituidos mediante una enlace C-C directo, y siendo dichas unidades de repetición (R2) una mezcla (M) que consiste en:

• entre el 0 y el 75% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de varillas rígidas (R2a), opcionalmente sustituidas con al menos un grupo sustituyente monovalente, con

• entre el 25 y el 100% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de pliegues (R2b), opcionalmente sustituidas con al menos un grupo sustituyente monovalente.

2. Combinación según la reivindicación 1, caracterizada porque el peso del poliarileno (P2), basado en el peso combinado de la poliimida aromática (P1) y el poliarileno (P2), es de al menos el 5% y de como máximo el 30%.

3. Combinación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el peso combinado de la poliimida aromática (P1) y el poliarileno (P2), basado en el peso total de la combinación (B), está por encima del 95%.

4. Combinación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque esencialmente todas las unidades de repetición del poliarileno (P2) son unidades de repetición (R2), siendo dichas unidades de repetición (R2) una mezcla (M) que consiste en:

- entre el 0 y el 75% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de varillas rígidas (R2a) elegidas de p-fenilenos opcionalmente sustituidos con al menos un grupo sustituyente monovalente, con

- entre el 25 y el 100% en moles, basado en el número total de moles de unidades de repetición (R2), de unidades de arileno de formación de pliegues (R2b) elegidas de (i) m-fenilenos opcionalmente sustituidos con al menos un grupo sustituyente monovalente y (ii) mezclas de m-fenilenos con o-fenilenos, en las que tanto los m-fenilenos como los o-fenilenos están, independientemente entre sí, opcionalmente sustituidos con al menos un grupo sustituyente monovalente.

5. Combinación según la reivindicación 4, caracterizada porque las unidades de arileno de formación de varillas rígidas (R2a) de la mezcla (M) son p-fenilenos sustituidos con un grupo fenilcetona y las unidades de arileno de formación de pliegues (R2b) de la mezcla (M) son m-fenilenos no sustituidos.

6. Combinación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, en la mezcla (M), el número de moles de las unidades de arileno de formación de pliegues (R2b), basado en el número total de moles de las unidades de repetición (R2), es de al menos el 40% y de como máximo el 65%.

7. Combinación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la poliimida aromática (P1) es una polieterimida aromática.

8. Combinación según la reivindicación 7, caracterizada porque esencialmente todas las unidades de repetición de la poliimida aromática (P1) son unidades de repetición (R1), eligiéndose dichas unidades de repetición (R1) de unidades de repetición (R1c-4):

tal cual, y/o sus formas de ácido ámico:

en las que:

- la rightarrow denota isomerismo de modo que en cualquier unidad de repetición de los grupos a los que apuntan las flechas pueden existir tal como se muestran o en una posición intercambiada;

- E se elige de:

(E-i)

siendo los R', independientemente entre sí, radicales alquilo que comprenden desde 1 hasta 6 átomos de carbono, arilos o halógenos;

(E-ii)

con n = número entero desde 1 hasta 6;

(E-iii)

siendo los R', independientemente entre sí, radicales alquilo que comprenden desde 1 hasta 6 átomos de carbono, arilos o halógenos;

(E-iv)

siendo los R', independientemente entre sí, radicales alquilo que comprenden desde 1 hasta 6 átomos de carbono, arilos o halógenos; y eligiéndose Y de:

(Y-i) alquilenos de 1 a 6 átomos de carbono, en particular:

con n = número entero desde 1 hasta 6;

(Y-ii) perfluoroalquilenos de 1 a 6 átomos de carbono, en particular:

con n = número entero desde 1 hasta 6;

(Y-iii) cicloalquilenos de 4 a 8 átomos de carbono;

(Y-iv) alquilidenos de 1 a 6 átomos de carbono;

(Y-v) cicloalquilidenos de 4 a 8 átomos de carbono;

(Y-vi)

(Y-vii)

(Y-viii)

(Y-ix)

(Y-x)

- Ar'' se selecciona de:

(Ar''-i) radicales hidrocarbonados aromáticos que tienen desde 6 hasta 20 átomos de carbono y derivados halogenados sustituidos de los mismos, o derivados sustituidos con alquilo de los mismos, en los que el grupo sustituyente alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono, tales como:

y derivados halogenados sustituidos de los mismos, o derivados sustituidos con alquilo de los mismos; en los que el grupo sustituyente alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono;

(Ar''-ii)

eligiéndose Y de (Y-i), (Y-ii), (Y-iii), (Y-iv), (Y-v), (Y-vi), (Y-vii), (Y-viii), (Y-ix) e (Y-x), tal como se definieron anteriormente;

(Ar''-iii) radicales alquileno y cicloalquileno que tienen de 2 a 20 átomos de carbono; y

(Ar''-iv) polidiorganosiloxanos terminados.

9. Combinación según la reivindicación 7, caracterizada porque esencialmente todas las unidades de repetición de la poliimida aromática (P1) son unidades de repetición (R1), estando dichas unidades de repetición (R1) de fórmula (XXXVIII) tal cual, en forma de imida, y/o en formas de ácido ámico [fórmulas (XXXIX) y (XL)]:

en las que, en las fórmulas (XXXIX) y (XL), la rightarrow denota isomerismo de modo que en cualquier unidad de repetición los grupos a los que apunta la flecha pueden existir tal como se muestran o en una posición intercambiada.

10. Método para preparar la combinación (B) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende mezclar en estado fundido la al menos una poliimida aromática (P1) con el al menos un poliarileno (P2).

11. Artículo conformado o parte de un artículo conformado que comprende la combinación según una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9 o preparado mediante el método según la reivindicación 10.

12. Artículo conformado o parte de un artículo conformado según la reivindicación 11, caracterizado porque se selecciona del grupo que consiste en una película, una fibra, un recubrimiento, una membrana y una lámina.

13. Procedimiento para preparar el artículo conformado o parte de un artículo conformado según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque la combinación (B) se moldea por inyección.

14. Uso en la combinación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o preparada mediante el método según la reivindicación 10, del poliarileno (P2) como aditivo estabilizante de fuego de la poliimida aromática (P1).

15. Uso en la combinación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 o preparada mediante el método según la reivindicación 10, del poliarileno (P2) como agente de tenacidad de la poliimida aromática (P1).