Composición de aditivo antiestático permanente.

Composición que comprende

a) un sustrato polimérico termoplástico o elastomérico,

b) un polímero antiestático de fórmula (I) Q1-Q2 (I) con un peso molecular de al menos 400 en la queQ1 es alquilo C20-C100, alquenilo C20-C100 o cicloalquilo C5-C12 que está sustituido con 1 a 5 grupos alquilo C1-C100;

Q2 es un grupo de fórmula (II)

en la que

R1 es H o CH3;

n es un número de 2 a 6;

t es un número de 1 a 200;

* es el punto de unión y

c) una sal inorgánica u orgánica que está seleccionada entre el grupo que consiste en LiClO4, LiCF3SO3, NaClO4,LiBF4, NaBF4, KBF4, NaCF3SO3, KClO4, KPF6, KCF3SO3, KC4F9SO3, Ca(ClO4)2, Ca(PF6)2, Mg(ClO4)2,Mg(CF3SO3)2, Zn(ClO4)2, Zn(PF6)2, Ca(CF3SO3)2, la sal de Na o K de ácido fosfórico, de un ácido carboxílico C1-C18, de un ácido sulfónico aromático o alifático.

Composición de aditivo antiestático permanente La invención se refiere a composiciones de polímero antiestático que comprenden un sustrato de polímero, un polialquilenetoxilato con un peso molecular específico y una sal. Otros aspectos son un procedimiento para la preparación de un polímero antiestático y el uso de tal polialquilenetoxilato como agente antiestático en polímeros, preferentemente junto con una sal.

Los polímeros están sometidos a una fuerte carga electrostática que cuando se aplica, solo se puede descargar lentamente debido a su baja conductividad eléctrica. Una descarga rápida es deseable, por ejemplo, por razones de seguridad y estética. Los efectos adversos de la carga estática acumulada incluyen el ensuciamiento de las superficies del polímero, las descargas eléctricas a las personas que tocan los polímeros, la interrupción de la producción causada por la adhesión de redes de película, la destrucción de componentes electrónicos, la formación de terrones en los polvos de polímero, y la formación de chispas seguido de ignición, que puede resultar en graves explosiones.

Se conoce la forma de limitar la carga estática mediante la adición de aditivos que mejoran la conductividad superficial, pero tales sustancias tienen la desventaja de ser ineficaces en la práctica cuando la humedad atmosférica es baja. Por lo tanto, es mejor usar aditivos que sean eficaces con una humedad atmosférica baja, lo que se puede conseguir habitualmente aumentando la conductividad volumétrica. Las sustancias conocidas que aumentan la conductividad volumétrica, por ejemplo el negro de carbono o el polvo de metal, alteran, sin embargo, las propiedades mecánicas de los polímeros y no se pueden usar en polímeros transparentes. Además, el aditivo antiestático no debería contribuir a la decoloración del polímero, incluso bajo estrés térmico.

Se pueden encontrar detalles adicionales relacionados con los aditivos antiestáticos y el mecanismo de carga estática, por ejemplo, en "Plastics Additives Handbook", editores R. Gaechter y H. Mueller, Hanser Publishers, 4ª edición, 1993, páginas 749-773.

A la vista de las limitaciones mencionadas anteriormente de los procedimientos conocidos para hacer antiestáticos los polímeros, continúa existiendo la necesidad de un sistema de aditivo antiestáticamente activo, sin objeciones desde el punto de vista ecológico, que sea eficaz con una humedad atmosférica baja, siendo el sistema fácil de producir, que se pueda incorporar o mezclar fácilmente con el polímero, que retenga el efecto antiestático conseguido en el polímero durante un largo período, y sin ninguna restricción importante, y que se puede usar en pequeñas cantidades en todos los polímeros disponibles en el mercado. Sorprendentemente se ha descubierto que los polialquilenetoxilatos con un peso molecular específico junto con una sal son altamente compatibles con los polímeros, no exhiben básicamente ninguna pérdida durante la exposición térmica, no afectan adversamente al color de los artículos de polímero y conducen a un efecto antiestático permanente incluso en condiciones atmosféricas secas.

Un aspecto de la invención es una composición que comprende a) un sustrato polimérico termoplástico o elastomérico, b) un polímero antiestático de fórmula (I) Q1-Q2 (I) con un peso molecular de al menos 400 en la que Q1 es alquilo C20-C100, alquenilo C20-C100 o cicloalquilo C5-C12 que está sustituido con 1 a 5 grupos alquilo C1- C100; Q2 es un grupo de fórmula (II)

en la que R1 es H o CH3;

n es un número de 2 a 6;

t es un número de 1 a 200;

* es el punto de unión y c) una sal inorgánica u orgánica.

Por ejemplo, Q1 es alquilo C20-C100, preferentemente alquilo C25-C60.

Por ejemplo, Q2 es un grupo de fórmula (IIa)

en la que R1 es H o CH3y

t es un número de 1 a 50. Preferentemente t es un número de 2 a 20.

El peso molecular de los compuestos de fórmula (I) es preferentemente mayor que 500.

Por ejemplo, el peso molecular de los compuestos de fórmula (I) es de 400 a 2000, preferentemente de 500 a 1600.

Se conocen los compuestos de fórmula (I) y la mayoría están disponibles en el mercado, por ejemplo, en Baker Petrolite Inc. con el nombre comercial Unithox™ Ethoxylate.

Por ejemplo, la sal inorgánica u orgánica se selecciona entre el grupo que consiste en LiClO4, LiCF3SO3, NaClO4, LiBF4, NaBF4, KBF4, NaCF3SO3, KClO4, KPF6, KCF3SO3, KC4F9SO3, Ca (ClO4) 2, Ca (PF6) 2, Mg (ClO4) 2, Mg (CF3SO3) 2, Zn (ClO4) 2, Zn (PF6) 2, Ca (CF3SO3) 2, la sal de Na o K de ácido fosfórico, de un ácido carboxílico C1-C18, o de un ácido sulfónico aromático o alifático.

Son preferentes como sales inorgánicas NaClO4, Zn (ClO4) 2 y NaBF4.

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Son preferentes como sales orgánicas las sales de Na+ oK+ de CH3-SO3-, CF3SO3 o A continuación se enumeran ejemplos de polímeros termoplásticos o elastoméricos.

1. Polímeros de mono y diolefinas, por ejemplo polipropileno, poliisobutileno, poli-buteno-1, poli-4-metilpenteno-1, poliisopreno o polibutadieno y también polimerizados de cicloolefinas, tales como, por ejemplo, de ciclopenteno o norborneno; y también polietileno (que puede estar opcionalmente reticulado) , por ejemplo polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , polietileno ramificado de baja densidad (BLDPE) .

Las poliolefinas, es decir, polímeros de monoolefinas, que se han mencionado a modo de ejemplo en el párrafo precedente, especialmente polietileno y polipropileno, se pueden preparar mediante diversos procedimientos, especialmente mediante los siguientes procedimientos:

a) por radicales (habitualmente a alta presión y alta temperatura) ; b) por medio de catalizadores, conteniendo habitualmente los catalizadores uno o más metales del grupo IVb,

Vb, VIb o VIII. Estos metales tienen generalmente uno o más ligandos, tales como óxidos, haluros, alcoholatos, ésteres, éteres, aminas, alquilos, alquenilos y/o arilos, que pueden tener coordinación ! o ∀. Estos complejos metálicos pueden estar libres o fijados a vehículos, tales como, por ejemplo, cloruro de magnesio, cloruro de titanio (III) , óxido de aluminio u óxido de silicio activados. Estos catalizadores pueden ser solubles o insolubles en el medio de polimerización. Los catalizadores pueden ser activos como tales en la polimerización o se pueden usar además activadores, tales como, por ejemplo, alquilos metálicos, hidruros metálicos, haluros metálicos de alquilo, óxidos metálicos de alquilo o alquiloxanos metálicos, siendo los metales elementos del grupo o grupos Ia, IIa y/o IIIa. Los activadores se puede modificar, por ejemplo, con grupos adicionales éster, éter, amina o silil éter. Estos sistemas de catalizador se conocen habitualmente como catalizadores de Phillips, Standard Oil Indiana, Ziegler (-Natta) , TNZ (DuPont) , metaloceno o sitio único

(SSC) .

2. Mezclas de los polímeros mencionados en 1) , por ejemplo, mezclas de polipropileno con poliisobutileno, polipropileno con polietileno (por ejemplo PP/HDPE, PP/LDPE) y mezclas de diferentes tipos de polietileno (por ejemplo LDPE/HDPE) .

3. Copolímeros de mono y diolefinas entre sí o con otros monómeros de vinilo, tales como, por ejemplo,

copolímeros de etileno/propileno, polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) y mezclas del mismo con polietileno de baja densidad (LDPE) , copolímeros de propileno/buteno-1, copolímeros de propileno/isobutileno, copolímeros de etileno/buteno-1, copolímeros de etileno/hexeno, copolímeros de etileno/metilpenteno, copolímeros de etileno/hepteno, copolímeros de etileno/octeno, copolímeros de propileno/butadieno, copolímeros de isobutileno/isopreno, copolímeros de etileno/acrilato de alquilo, copolímeros de etileno/metacrilato de alquilo,

copolímeros de etileno/acetato de vinilo y copolímeros de los mismos con monóxido de carbono, o copolímeros de etileno/ácido acrílico y sales de los mismos (ionómeros) , y también terpolímeros de etileno con propileno y un dieno, tal como hexadieno, diciclopentadieno o etilidenonorborneno; y también mezclas de tales copolímeros entre sí o con los polímeros mencionados en 1) , por ejemplo copolímeros de polipropileno-etileno/propileno, copolímeros de LDPE-etileno/acetato de vinilo, copolímeros de LDPE-etileno/ácido acrílico, copolímeros de 50 LLDPE-etileno/acetato de vinilo, copolímeros de LLDPE-etileno/ácido acrílico y copolímeros de polialquilenomonóxido de carbono de estructura alternante o aleatoria y mezclas de los mismos con otros polímeros, tales

como, por ejemplo, poliamidas.... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende a) un sustrato polimérico termoplástico o elastomérico, b) un polímero antiestático de fórmula (I) Q1-Q2 (I) con un peso molecular de al menos 400 en la que Q1 es alquilo C20-C100, alquenilo C20-C100 o cicloalquilo C5-C12 que está sustituido con 1 a 5 grupos alquilo C1- C100; Q2 es un grupo de fórmula (II)

en la que R1 es H o CH3; n es un número de 2 a 6; t es un número de 1 a 200;

* es el punto de unión y c) una sal inorgánica u orgánica que está seleccionada entre el grupo que consiste en LiClO4, LiCF3SO3, NaClO4, LiBF4, NaBF4, KBF4, NaCF3SO3, KClO4, KPF6, KCF3SO3, KC4F9SO3, Ca (ClO4) 2, Ca (PF6) 2, Mg (ClO4) 2, Mg (CF3SO3) 2, Zn (ClO4) 2, Zn (PF6) 2, Ca (CF3SO3) 2, la sal de Na o K de ácido fosfórico, de un ácido carboxílico C1- C18, de un ácido sulfónico aromático o alifático.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1 en la que Q1 es alquilo C20-C100.

3. Composición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 en la que Q2 es un grupo de fórmula (IIa)

en la que R1 es H o CH3y t es un número de 1 a 50.

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4. Composición de acuerdo con la reivindicación 3 en la que la sal es la sal de Na+ oK+ de CH3-SO3-, CF3SO3 o

5. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el sustrato polimérico termoplástico o elastomérico es una poliolefina, un poliestireno, un copolímero de acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS) , un polímero de ácidos #, ∃insaturados, un polímero que contiene halógeno, un homo o copolímero de éteres cíclicos, un polímero de alcoholes y aminas insaturados, un poliacetal, un óxido de polifenileno, un poliuretano, una poliamida, un poliéster, una poliurea, un policarbonato, una polisulfona o caucho natural.

6. Composición de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el sustrato polimérico termoplástico o elastomérico es una poliolefina, un poliestireno, un copolímero de acrilonitrilo/butadieno/estireno (ABS) , un polímero de ácidos #, ∃insaturados, un polímero que contiene halógeno o un homo o copolímero de éteres cíclicos.

7. Composición de acuerdo con la reivindicación 6, en la que el sustrato polimérico termoplástico o elastomérico es cloruro de polivinilo (PVC) , polietileno, poliestireno o polipropileno.

8. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la que el polímero antiestático de fórmula (I) está presente en una cantidad de un 0, 1 % a un 30 % en peso, en base al peso del sustrato polimérico termoplástico o elastomérico.

9. Composición de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en la que la sal inorgánica u orgánica está presente en una cantidad de un 0, 1 % a un 10 % en peso, en base al peso del sustrato polimérico termoplástico o elastomérico.

10. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende además un aditivo seleccionado entre el grupo que consiste en un absorbente UV, una amina impedida estéricamente, un antioxidante fenólico, un fosfito o fosfonito y una benzofuranona o indolinona.

11. Procedimiento de preparación de un artículo polimérico termoplástico o elastomérico antiestático que comprende incorporar una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en un sustrato polimérico termoplástico o elastomérico.