Polímeros de uretano-(met)acrilato), curables mediante radiación UV.

Polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV,

que tiene la fórmula:

H2C=C (R) -CO-O-X-O-CO-NH-Y-NH-CO-O-X-O-CO- (R) C=CH2

en donde: R es, de una forma independiente, H ó CH3;

X es, de una forma independiente, un grupo lineal que contiene por lo menos una cadena lateral de LC;

Y, es un grupo de enlace.

Polímeros de uretano- (met) acrilato) , curables mediante radiación UV

La presente invención, se refiere a polímeros de uretano- (me) acrilato, curables mediante radiación UV, a una película óptica que contiene los citados polímeros de uretano- (met) acrilato, y a un expositor (pantalla de visualización) que contiene la citada película óptica.

Los expositores (pantallas de visualizacíón) cristalinos líquidos, los cuales comprenden una célula activa que contiene material cristalino líquido, de bajo peso molecular, y una capa de retardo, son conocidos, en el arte especializado de la técnica, comprendiendo, la citada capa de retardo, un material de alto peso molecular y un substrato. Son de particular interés, las capas de retardo, las cuales se dan a conocer en el documento de patente europea EP 869 680, y que, a menudo se denominan como "películas de retardo emparejadas mediante T", y éstas se encuentran comercialmente disponibles en el mercado, con el nombre comercial de Twistar®. Éstas contienen un material de alto peso molecular, que tiene por lo menos, por encima de su Tg, una fase nemática, y la diferencia de la Tc de la capa de Twistar®, y la Tc del material de bajo peso molecular de la célula del expositor, es la correspondiente a un valor comprendido dentro de uso márgenes que van desde -30º C, hasta +30º C, y de una forma preferible, de un valor menor.

Estas capas de retardo, se fabrican, de una forma típica, a base de un poliéter obtenible mediante la polimerización de una mezcla de monómeros, la cual comprende:

(a) un compuesto que contiene OH, y

(b) un mono-epóxido que contiene un grupo mesogénico.

Las síntesis de estos polímeros, es incómoda y cara. Puesto que existe una necesidad que va en aumento, en cuanto a lo referente a poder disponer de expositores o pantallas de visualización que sean baratos, los citados poliéteres caros, son demasiado caros en la práctica y, así, por lo tanto, los expositores de visualización emparejados mediante T, no pueden utilizarse en aplicaciones de reducido precio. Así, por lo tanto, existe una necesidad en cuanto al hecho de poder disponer de un procedimiento más eficiente, para la fabricación de poliéteres de LC.

El documento de patente estadounidense US 5.308.535 y el documento de patente europea EP 293.911, proporcionan ejemplos de polímeros de cristalinos líquidos, los cuales son susceptibles de poderse obtener mediante la reticulación de polímeros que contienen grupos OH libres, con un agente de reticulación, capaz de reticular dichos grupos OH, como por ejemplo, un diisocianato. Los polímeros obtenidos, no son susceptibles de poderse curar mediante radiación UV.

Se ha encontrado ahora el hecho de que, pueden obtenerse fácilmente poliéteres curables, mediante la utilización de enlaces de diamina y pre-polímeros de acrilato-éter, para formar eslabones de uretano. Los polímeros de uretano - (met) acrilato, curables mediante radiación UV, de esta forma obtenidos, son baratos y, el procedimiento, permite la obtención de un gran número de polímeros, mediante la selección de varios bloques de construcción. Con esta finalidad, la presente invención, se refiere a un polímero de uretano - (met) acrilato, curable mediante radiación UV, tal y como se define en la reivindicación 1.

Los uretano- (met) acrilatos curables mediante radiación UV, se sintetizan en un proceso de dos etapas. El procedimiento, comprende, hacer reaccionar 1) un monómero hidroxiacrilato simple (a) , con un mono-epóxido que contiene un grupo mesogénico (b) , para obtener un propolímero de monoacrilato (c) , y 2) enlazar el prepolímero de monoacrilato con un enlace de diisocianato d) , para obtener el polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV (e) .

Esta reacción, puede ilustrarse mediante el ejemplo del siguiente esquema, en donde, R, es H ó CH3, y R1, es un porción que contiene un grupo mesogénico.

En primer lugar, se procede sintetizar un prepolímero (mono-hidroxi (met) acrilato) , mediante la reacción de un hidroxilo- (met) acrilato con un monómero de epoxi mesogénico. Este mecanismo, el cual se denomina "mecanismo de monómero activado", puede catalizarse mediante eterato dietilico de trifluoruro de boro. En la segunda etapa, los grupos terminales hidroxilo del prepolímero, se hacen reaccionar con poliisocianatos (funcionalidad 2 ó mas) . Dos o más cadenas de polímeros, se conectan a la molécula de poliisocianato, mediante un grupo uretano, y se obtiene un 45 polímero cristalino líquido, reticulable mediante radiación UV.

Los ejemplos de hidroxi (met) acrilatos, son los siguientes:

(Met) acrilatos etoxilados: R=H ó CH3, n = 1 - 10

55 (Met) acrilatos propoxilados: R=H ó CH3, n = 1 - 10

Metacrilatos etoxilados / propoxilados: m = 1 - 10, n = 1 - 10

m=6, n=3: Bisomer PEM63P (Cognis; peso molecular = 524) Metacrilatos propoxilados / etoxilados: m = 1 - 10, n = 1 - 10

m=6, n=3: Bisomer PEM63E (Cognis; peso molecular = 572) butanodiol mono-acrilato: BASF (peso molecular = 144)

HE (M) A modificado con caprolactona: R=H ó CH3, n= 1 - 10 40 El polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, tiene la siguiente fórmula:

H2C=C (R) -CO-O-X-O-CO-NH-Y-NH-CO-O-X-O-CO- (R) C=CH2

en donde: R es, de una forma independiente, H ó CH3; X es, de una forma independiente, un grupo lineal que contiene por lo menos una cadena lateral de LC; Y, es un grupo de enlace.

De una forma preferible, el polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, tiene la fórmula facilitada anteriormente, arriba, en donde: X es, de una forma independiente, un enlace poliglicólico, el cual tiene la fórmula - (O- (CH2) m-CHR3) x- (OCO- (CH2) p-CHR5) q- (OCHR1-CHR2) n en donde, R1, R2, R3, R4, y R5 son, de una forma independiente, H, CH3, o una porción LC, siendo, por lo menos una de las R1 y R2, una porción LC; m y n son, de una forma independiente, un número entero de 1 a 10;

p, es un número entero de 2 a 4; x y q son, de un forma independiente, un número entero de 0 a 5.

Este compuesto de poliisocianato, contiene la porción "Y", la cual, de una forma preferible, es un grupo de enlace, de hidrocarburo, seleccionado de entre el alquileno, el alquenileno, el arileno, y el alquilenarileno, el cual puede 25 encontrarse ramificado o no ramificado, y el cual contiene porciones cicloalquileno y / o cicloalquenileno.

Los ejemplos, son:

Diisocianatos cíclicos alifáticos; IPDI y H12MDI

45 IPDI: isoforondiisocianato / Desmodur I, (peso molecular = 222) H12MDI: diciclohexilmetan-4, 4'-diisocianato /Desmodur W, mezcla de isómeros cis / trans (peso molecular = 262)

Poliisocianatos alifáticos basados en estructuras oligoméricas de HDI e IPDI

Existen varios materiales que se encuentran comercialmente disponibles en el mercado, con diferentes productos oligoméricos de adición, de ambos, el HDI y IPDI. Dependiendo de las condiciones de reacción, estos productos, pueden tener estructuras diméricas (uretdiona) o estructuras triméticas (biuret, isocianurato, y la estructura trimérica cíclica, asimétrica, iminooxadiazindiona) .

Existen,... [Seguir leyendo]

1. Polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, que tiene la fórmula:

H2C=C (R) -CO-O-X-O-CO-NH-Y-NH-CO-O-X-O-CO- (R) C=CH2

en donde: R es, de una forma independiente, H ó CH3; X es, de una forma independiente, un grupo lineal que contiene por lo menos una cadena lateral de LC; Y, es un grupo de enlace.

2. El polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV de la reivindicación 1, en donde: X es, de una forma independiente, un enlace poliglicólico, el cual tiene la fórmula

- (O- (CH2) m-CHR3) x- (OCO- (CH2) p-CHR5) q- (OCHR1-CHR2) n

en donde, R1, R2, R3, R4, y R5 son, de una forma independiente, H, CH3, o una porción LC, siendo, por lo menos una de las R1 y R2, una porción LC; m y n son, de una forma independiente, un número entero de 1 a 10; p, es un número entero de 2 a 4; x y q son, de un forma independiente, un número entero de 0 a 5.

3. El polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, de la reivindicación 1 ó 2, en donde: Y, es un grupo de enlace, de hidrocarburo, seleccionado de entre el alquileno, el alquenileno, el arileno, y el alquilenarileno, el cual puede encontrarse ramificado o no ramificado, y el cual contiene porciones cicloalquileno y / o cicloalquenileno.

4. El polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV de la reivindicación 3, en donde, R, es CH3 R1, R3 y R4, son H, R2, es una porción LC N, es 3 - 8, e Y, es - (CH2) m.

5. Un procedimiento para la preparación del polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, el cual comprende las siguientes etapas: a) hacer reaccionar un éster (met) acrílico hidroxi-funcional, de la fórmula:

H2C=C (R) -CO-O - (CHR3-CHR4) - (O-CHR1-CHR2-) n-OH, con b) un isocianato de la fórmula O=C=N-Y-N=C=O; en donde, R, R1-R4, e Y, tienen los significados proporcionados anteriormente, arriba.

6. Un procedimiento para la preparación del polímero de uretano- (met) acrilato curable mediante radiación UV, según la reivindicación 5, en donde, el éster (met) acrílico hidroxi-funcinal, se obtiene mediante la reacción de a) un éster (met) acrílico hidroxi-funcional, de la fórmula:

H2C=C (R) -CO-O-CHR3-CHR4-OH, con b) una porción de LC epoxi-funcional, de la fórmula C2H3O-LC, en donde, C2H3O, representa un grupo epoxi y, LC, un grupo cristalino, líquido.

7. Una película óptica, que comprende el polímero de uretano- (met) acrilato, curable mediante radiación UV, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4.

8. Un expositor de visualización, que comprende la película de la reivindicación 7.