Película de poliéster resistente a la hidrólisis orientada biaxialmente que contiene derivados de ácidos grasos epoxidados y un alargador de cadena así como un procedimiento para su preparación y su uso.

Película de poliéster orientada biaxialmente, que contiene el 0,

25 - 20 % en peso (con respecto al peso de la película) de un estabilizador frente a la hidrólisis a base de ésteres de ácidos grasos epoxidados y/o glicéridos de ácidos grasos epoxidados así como un alargador de cadena.

Película de poliéster resistente a la hidrólisis orientada biaxialmente que contiene derivados de ácidos grasos epoxidados y un alargador de cadena así como un procedimiento para su preparación y su uso La invención se refiere a una película resistente a la hidrólisis extendida biaxialmente de un poliéster, cuyo espesor se encuentra preferentemente en el intervalo de 11 μm a 500 μm. La película contiene al menos un agente protector frente a la hidrólisis y un alargador de cadena y se caracteriza por su baja velocidad de hidrólisis. La invención se refiere además a un procedimiento para la preparación de la película así como a su uso.

Las películas de poliéster en el intervalo de grosor indicado se conocen suficientemente. Sin embargo es desventajoso en tales películas de poliéster su tendencia a la hidrólisis, especialmente a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea del respectivo poliéster. Por tendencia a la hidrólisis se entiende, a este respecto, la propiedad del poliéster de descomponerse hidrolíticamente en condiciones húmedas, que puede detectarse por ejemplo en una reducción del valor IV o SV. Esto es, especialmente en caso de aplicaciones con carga de temperatura elevada tal como en condensadores de películas, revestimientos de cables, cables de cinta plana, películas protectoras de motores, sin embargo también en aplicaciones duraderas tales como en acristalamientos y aplicaciones exteriores y especialmente en laminado posterior de módulos solares, un factor limitativo para la aplicación de películas de poliéster.

La tendencia a la hidrólisis es especialmente marcada en caso de poliésteres alifáticos, sin embargo también en caso de poliésteres aromáticos tales como poli (tereftalato de butileno) (PBT) y poli (tereftalato de etileno) (PET) . Cuando la tendencia a la hidrólisis de PET pasa a ser grande para su uso, debe recurrirse al poli (naftalato de etileno) (PEN) más estable frente a la hidrólisis o incluso a otros polímeros tales como por ejemplo poliéterimidas o poliimidas. Sin embargo éstos son claramente más caros que PET y por lo tanto con frecuencia no son ninguna solución por motivos económicos.

Por lo tanto se propuso ya mejorar la estabilidad frente a la hidrólisis de películas de poliéster mediante la incorporación de estabilizadores de hidrólisis.

Se conocen materias primas de poliéster más resistentes frente a la hidrólisis, que se obtienen mediante el uso de carbodiimidas, así como fibras y películas preparadas a partir de las mismas (documentos US-A-5.885.709, EP-A-0 838 500, CH-A-621 135) . Sin embargo las películas que se preparan a partir de tales materias primas tienden, tanto en la preparación como en el uso posterior, a desprender gases de isocianatos y otros productos secundarios y de degradación que irritan la mucosa o son perjudiciales para la salud. Esto es en caso de estructuras planas tales como películas con gran superficie un problema ampliamente más grande que por ejemplo en caso de piezas de moldeo por inyección.

Los estabilizadores de hidrólisis a base de grupos epóxido terminales pueden conducir igualmente a una estabilización frente a la hidrólisis y se describen por ejemplo en el documento EP-A-0 292 251 o US-A-3.657.191. Con frecuencia, la incorporación de tales compuestos en la matriz de poliéster es insuficiente, lo que en caso de películas de poliéster estiradas conduce a interrupciones en el procedimiento de producción. Como consecuencia de la mala incorporación reacciona además sólo una parte de las funciones epóxido con el poliéster, el resto reacciona consigo mismo y conduce a una gelificación del material usado. La reactividad de tales funciones epóxido con poliésteres y consigo mismo es muy alta en la extrusión, de modo que la estabilización frente a la hidrólisis en este caso se basa esencialmente en un aumento del peso molecular inicial (es decir las películas tienen desde un principio un valor de IV o SV mayor y por tanto necesitan algo de más tiempo para descomponer éstas hidrolíticamente que películas iguales con un valor de IV/SV inicial más bajo) , con un efecto secundario a través de una reducción de los grupos carboxilo terminales. Una estabilización auténtica a través de un estabilizador aún activo en el producto final, que ofrece una protección frente a la hidrólisis en el tiempo de vida del producto final además de manera activa, no puede alcanzarse más bien de esta manera. Por tanto, a este respecto se trata más bien de un alargamiento de la cadena y no de una auténtica protección frente a la hidrólisis.

Además, los estabilizadores frente a la hidrólisis conocidos tales como carbodiimidas y otras sustancias, tales como las descritas en el documento EP-A-0 292 251, tienen el inconveniente de que debido a su acción que alarga la cadena conducen parcialmente a aumentos grandes y abruptos del peso molecular (aumento de la viscosidad) en el polímero durante la extrusión y así hacen que el procedimiento de extrusión sea inestable y difícilmente controlable.

Además, las películas de poliéster con aceites vegetales epoxidados como estabilizador se describen en los documentos EP-A-1 634 914 y EP-A- 1 842 871. En este caso no se producen los productos de degradación tóxicos típicos para las carbodiimidas, la incorporación en la matriz de poliéster es buena en caso de la selección adecuada de los aceites, y se llega a una buena estabilización frente a la hidrólisis de las películas. Como inconvenientes se producen sin embargo, en caso de la aplicación en la producción, oscilaciones de la viscosidad, especialmente hacia viscosidades más bajas. Esta reducción de la viscosidad se hace notable especialmente en caso de la extrusión en la masa fundida y conduce a presiones variables. Éstas conducen a oscilaciones del espesor de la película previa extruida y como consecuencia a interrupciones en la producción.

Un aumento de la viscosidad, especialmente durante la extrusión, podría alcanzarse mediante el uso de alargadores de cadena.

Los alargadores de cadena de poliésteres son igualmente conocidos y se describen por ejemplo en el documento EP-A-1 054 031. Este documento describe el uso de anhídridos, especialmente anhídrido del ácido piromelítico como componente eficaz de la fórmula según la invención.

Alargadores de cadena de PET, que se basan en oxazolinas o caprolactamas, los comercializa DSM (Países Bajos) con el nombre comercial Allinco®.

Alargadores de cadena con funciones epóxido se describen entre otros en el documento US-A-6.984.694 y pueden obtenerse comercialmente con el nombre comercial Joncr y l® de BASF (Alemania) .

Polímeros con grupos glicidilo terminales, que igualmente son adecuados en principio como alargadores de cadena de PET, se comercializan con los nombres comerciales Epon® de Hexion (EE.UU.) o Lotader® de Arkema (Francia) .

Aunque se conocen bien, tal como se describe anteriormente, los alargadores de cadena no han encontrado aplicación notable hasta ahora en la práctica industrial en caso de la preparación de películas de poliéster.

El objetivo de la presente invención es facilitar una película de poliéster resistente a la hidrólisis que evite los inconvenientes descritos del estado de la técnica. Debe alcanzarse un nivel de viscosidad estable y alto, sin que se produzcan geles en volúmenes significativos. A este respecto, la película debe poder prepararse de manera económica. La viscosidad en la extrusión debe oscilar lo menos posible (tampoco hacia la parte superior) y especialmente la frecuencia de las desviaciones de la viscosidad en la extrusión hacia la parte inferior, como consecuencia de lo cual se producen roturas de la película, debería ascender a < 4 al día. La estabilidad frente a la hidrólisis de la película debe alterarse poco o idealmente nada mediante las medidas para estabilizar la viscosidad.

Este objetivo se alcanza mediante una película de poliéster, que además de poliéster contiene el 0, 25 - 20 % en peso (con respecto al peso de la película) de un estabilizador frente a la hidrólisis a base de ésteres de ácidos grasos epoxidados y/o glicéridos de ácidos grasos epoxidados. Además, la película contiene un alargador de cadena.

La película contiene como componente principal un poliéster. Poliésteres adecuados son por ejemplo poli (tereftalato de etileno) (PET) , poli (naftalato de etileno) (PEN) , poli (tereftalato de butileno) (PBT) , poli (tereftalato de trimetileno) (PTT)... [Seguir leyendo]

1. Película de poliéster orientada biaxialmente, que contiene el 0, 25 - 20 % en peso (con respecto al peso de la película) de un estabilizador frente a la hidrólisis a base de ésteres de ácidos grasos epoxidados y/o glicéridos de ácidos grasos epoxidados así como un alargador de cadena.

2. Película de poliéster según la reivindicación 1, en la que el contenido de grupos carboxilo terminales de los poliésteres usados se encuentra en > 3 mmol/kg.

3. Película de poliéster según la reivindicación 1 ó 2, en la que más del 80 % en peso de los glicéridos de ácidos grasos epoxidados usados son ésteres de glicerina de fórmula 1,

fórmula 1: CH2OR1-CHOR2-CH2OR3 en la que los restos R1, R2 y R3 independientemente entre sí tienen el siguiente significado:

en la que es RE= CH3 o H, m = 1 - 40, n = hasta 10, y o = 0 - 4

y en la que la sucesión de los grupos metileno (CH2) (1) , epóxido (CHOCH) (2) y (CHCH3) (3) individuales es discrecional y en la que restos R1, 2, 3 con m = 0 están contenidos en mezclas de ésteres de glicerina en menos del 30 % en peso (con respecto al peso total de los ésteres de glicerina) .

4. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que más del 90 % en peso de los ésteres de ácidos grasos epoxidados usados son ésteres de fórmula 2:

fórmula 2: R4OR5 en la que R4 tiene el siguiente significado:

en la que es RE= CH3 o H, p = 1 - 40, q = hasta 10, y r= 0-4

y en la que la sucesión de los grupos metileno (CH2) (1) , epóxido (CHOCH) (2) y (CHCH3) (3) individuales es discrecional

y en la que el resto R5 se describe mediante la siguiente fórmula 3:

fórmula 3: - (CH2) 5-R6

en la que s = 0 - 50 R6 = H, OH o CtH (2t+1) con t = 3-10 O-R4 , correspondiendo R4 al resto R4 de la fórmula 2.

5. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el índice de acidez de los estabilizadores frente a la hidrólisis usados se encuentra por debajo de 10 mg de KOH por gramo (norma DIN EN ISO 3682) .

6. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los estabilizadores frente a la hidrólisis presentan un contenido de oxígeno epoxídico de al menos el 1 % en peso.

7. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el glicérido de ácido graso epoxidado se selecciona de uno o varios aceites epoxidados del grupo que está constituido por aceite de soja epoxidado, aceite de linaza epoxidado, aceite de colza epoxidado, aceite de girasol epoxidado y aceite de pescado epoxidado.

8. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el éster de ácido graso epoxidado se selecciona de uno o varios ésteres de ácidos grasos epoxidados del grupo que está constituido por el éster 2etilhexílico de ácidos grasos insaturados o mezclas de ácidos grasos de los ácidos grasos que son la base de aceite de colza, aceite de linaza, aceite de soja o aceite de pescado.

9. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el porcentaje de los glicéridos de ácidos grasos descritos mediante la fórmula 1 según la reivindicación 3 asciende en el porcentaje total de estabilizadores frente a la hidrólisis a > 50 % en peso.

10. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el alargador de cadena es un epóxido difuncional o polifuncional con al menos un grupo epóxido dispuesto de manera terminal en el extremo de la cadena de la molécula o de una cadena lateral.

11. Película de poliéster según la reivindicación 10, caracterizada porque el grupo epóxido terminal se describe mediante la fórmula 4:

Fórmula 4

en la que R7 es H o un resto orgánico alifático o aromático discrecional y R8 es un resto orgánico alifático o aromático discrecional.

12. Película de poliéster según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el alargador de cadena es un polímero de fórmula 5:

en la que R9 - R13 son independientemente entre sí H o un resto alquilo C1-C12, R14 es un grupo alquilo C1-C12, x e y son independientemente entre sí un número entre 0 y 100, x + y es superior a 0 y z es un número entre 2 y 100.

13. Película de poliéster según la reivindicación 12, en la que el alargador de cadena está contenido en la película en menos del 2 % en peso y en al menos el 0, 1 % en peso (con respecto al peso total de la película) .

14. Procedimiento para la preparación de una película de poliéster según la reivindicación 1, en el que el fundido que corresponde a la composición de la película se extruye a través de una boquilla plana, la película así obtenida se extrae y se enfría rápidamente para la solidificación en uno o varios rodillos (rodillo de enfriamiento) como película previa en gran parte amoría, a continuación se calienta la película de nuevo y se estira (se orienta) biaxialmente y la

película estirada biaxialmente se termofija y se enrolla, caracterizado porque contiene el 0, 25 - 20 % en peso (con respecto al peso de la película) de un estabilizador frente a la hidrólisis a base de ésteres de ácidos grasos epoxidados y/o glicéridos de ácidos grasos epoxidados así como un alargador de cadena.

15. Uso de una película de poliéster según la reivindicación 1 en aplicaciones exteriores, como cables de cinta plana, como laminado posterior de módulos solares y en aplicaciones de electroaislamiento.