Composiciones de policarbonato con propiedades ópticas mejoradas.

Composición que contiene un policarbonato o copolicarbonato que contiene bisfenol-A y al menos un par de uncompuesto de fósforo con el número de oxidación +3 y un compuesto de fósforo con el número de oxidación +5según una de las fórmulas (1) - (6)

con

X ≥

un enlace químico sencillo o un átomo de oxígeno, y

R1 y R2, independientemente uno de otro y entre sí, un resto fenilo o un resto fenilo sustituido, en la que en un par,en cada caso, el compuesto de fósforo con el número de oxidación +5 corresponde a la forma oxidada delcompuesto de fósforo del número de oxidación +3 y el contenido del compuesto con el estado de oxidación máselevado es inferior al del compuesto con el número de oxidación inferior.

Composiciones de policarbonato con propiedades ópticas mejoradas La presente invención se refiere a composiciones de policarbonato y composiciones de copolicarbonato, por ejemplo mezclas, con propiedades ópticas mejoradas, así como a su preparación y a su uso para la fabricación de piezas moldeadas y a piezas moldeadas que pueden obtenerse a partir de las mismas.

Los policarbonatos pertenecen al grupo de los termoplásticos técnicos. Se usan en multiples aplicaciones en el sector eléctrico y electrónico, como material de carcasas de lámparas y en aplicaciones en las que se precisan propiedades mecánicas particulares junto con unas buenas propiedades ópticas.

Otros sectores de uso amplios son, por lo tanto, dispositivos de almacenamiento de datos ópticos, por ejemplo CD, DVD, discos Blu-ray y HD-DVD, aplicaciones de extrusión para la fabricación de placas de policarbonato, vidrios de dispersión y otras aplicaciones de pantalla, aplicaciones ópticas en el sector del automóvil, por ejemplo acristalamientos, cubiertas de plástico, elementos conductores de la luz y fibras conductoras de la luz poliméricas y láminas difusoras para iluminaciones de fondo, aplicaciones LED, lentillas, colimadores, así como cubiertas de lámparas para luminarias de campo extenso, pero también la fabricación de botellas para agua.

En todos estos usos se precisan siempre buenas propiedades ópticas junto con propiedades mecánicas y propiedades reológicas buenas, por ejemplo, buena fluidez, con simultáneamente una alta capacidad de carga térmica, en particular en la fabricación o el procesamiento.

En los procedimientos de preparación en continuo de policarbonatos tales como, por ejemplo según el procedimiento en interfase o el procedimiento de policondensación en masa fundida, la masa fundida de policarbonato se somete a una tensión térmica fuerte y a una energía de cizallamiento alta en las unidades de procesamiento, con lo que pueden aparecer ya en este punto daños en el polímero, que se manifiestan en la reducción de las propiedades ópticas, frecuentemente en forma de transmisión más reducida y un índice de amarillez aumentado.

Por el documento EP0789053 A1 se conocen mezclas de fosfinas y compuestos de silicio para la estabilización a largo plazo de policarbonatos, pero no se describe ninguna mezcla para la estabilización de la composición durante el procesamiento.

En el documento WO 00/73386 se describen masas de moldeo de policarbonato para la fabricación de artículos con deposición de polvo reducida en las que se usan antioxidantes del grupo de las fosfinas, difosfonitos, hidroxifenilpropionatos y otros compuestos de fósforo comerciales. El problema de la estabilización de las propiedades ópticas de composiciones y el uso de mezclas de fosfina/óxido de fosfina, sin embargo, ni se menciona ni se describe.

En el documento EP 0625521. A1 se usan monómeros de bis (óxido de fosfina) dihidroxiarilo como componentes monoméricos para policarbonatos, para obtener policarbonatos con una temperatura de transición vítrea elevada, resistencia al choque elevada y buena ignifuguicidad.

El documento EP 0346761 B1 describe un procedimiento para la preparación de policarbonatos según el procedimiento en interfase con la ayuda de fosfinas u óxidos de fosfina como catalizadores del procedimiento en la policondensación, retirándose los catalizadores del polímero en el procesamiento.

En ninguno de estos documentos caracterizadores del estado de la técnica se da una indicación de cómo pueden mejorarse las propiedades ópticas de composiciones de policarbonato obteniendo buenas propiedades mecánicas, aunque existe la necesidad de composiciones ópticamente sobresalientes en los sectores de uso mencionados anteriormente.

El objetivo de la presente invención era, por lo tanto, desarrollar composiciones de policarbonato y composiciones de copolicarbonato con propiedades ópticas mejoradas obteniendo unas buenas propiedades reológicas. En particular, en estas composiciones debería reducirse el índice de amarillez y aumentarse la transmisión.

Sorprendentemente, se ha hallado que las mezclas de compuestos de fósforo en los estados de oxidación +3 y +5 que se producen in situ, o que se añaden a las composiciones de policarbonato, proporcionan a las composiciones preparadas en un proceso de preparación de policarbonato en continuo según el procedimiento en interfase o la policondensación en estado fundido un perfil de propiedades ópticas mejorado, conservando las propiedades reológicas.

Los pares de compuestos de fósforo de las formulas (1) a (6) en los estados de oxidación +5 y +3, tanto producidos in situ como también añadidos, que se añaden como aditivo en la preparación, reducen el índice de amarillez y aumentan la transmisión de las composiciones de polímeros. Como par de un compuesto de fósforo, a este respecto, se entiende compuestos del estado de oxidación +3 y +5, siendo el compuesto del estado de oxidación +5 el producto de la oxidación del compuesto del estado de oxidación +3.

Un objeto de la presente invención son, por lo tanto, composiciones de policarbonato que contienen pares de compuestos de fósforo de las fórmulas (1) y (2) o (3) y (4) o (5) y (6) o mezclas de al menos dos pares de estas fórmulas.

en las que X puede representar un enlace químico sencillo o un átomo de oxígeno, y R1 y R2, independientemente uno de otro, pueden representar un resto fenilo o un resto fenilo sustituido. El resto fenilo está sustituido preferentemente con alquilo C1 -C8, alquilo C1 -C8 ramificado o cumilo, pudiendo ser los sustituyentes iguales o distintos, siendo preferentes, no obstante, sustituyentes iguales.

Preferentemente los restos fenilo están sustituidos en las posiciones 2 y 4 o 2, 4 y 6.

Son muy particularmente preferente sustituyentes terc-butilo en estas posiciones.

El resto fenilo puede portar un máximo de 5 sustituyentes, siendo preferentes dos o tres sustituyentes y particularmente preferentes dos o tres sustituyentes.

Además, los restos R denominados igual en un compuesto en el marco de las definiciones dadas pueden ser 15 diferentes, siendo preferentes, no obstante, restos iguales.

En una forma de realización preferente, los compuestos (1) , (3) o (5) se producen in situ en un procedimiento en continuo, en el que los compuestos correspondientes (2) , (4) o (6) se dosifican mediante una unidad lateral a una masa fundida de policarbonato, preferentemente en ausencia de aire, y los compuestos (1) , (3) o (5) se forman en una reacción in situ dentro de la unidad de producción, siendo la concentración del compuesto (2) , (4) o (6) en el

granulado de policarbonato aislado posteriormente superior a la del compuesto (1) , (3) o (5) .

La transición del número de oxidación +3 a +5 también puede realizarse en los compuestos de fósforo (4) y (6) en etapas, es decir, en primer lugar solo se oxida uno de ambos átomos de fósforo de número de oxidación +3, de modo que pueden estar presentes compuestos de fósforo que poseen tanto un número de oxidación +3 como también +5, debiendo considerarse en este caso ambos grupos fósforo separados entre sí.

El contenido de compuestos de las fórmulas (2) , (4) o (6) en la composición es preferentemente de 5 a 1500 ppm, preferentemente de 10 a 1200 ppm, más preferentemente de 30 a 1000 ppm, aún más preferentemente de 50 a 800 ppm, de modo particularmente preferente de 80 a 400 ppm y del modo más preferente de 100 a 325 ppm.

El contenido en compuestos de las fórmulas (1) , (3) o (5) en la composición es preferentemente de 5 a 300 ppm, preferentemente de 10 a 200 ppm, más preferentemente de 15 a 100 ppm y de modo particularmente preferente de 20 a 60 ppm.

La cantidad de compuestos según una de las fórmulas (1) , (3) o (5) es del 2 % al 49 %, preferentemente del 2 % al 45 %, de modo particularmente preferente del 3 % al 40 %, de modo muy particularmente preferente del 4 % al 35 % con respecto a la masa total de los compuestos de las fórmulas (1) - (6) .

En una forma de realización alternativa, se añaden los compuestos correspondientes de estados de oxidación +3 y

+5 a la masa fundida de policarbonato, siendo la proporción de compuestos del estado de oxidación +3 superior a la proporción de los compuestos de estado de oxidación +5.

Son particularmente preferentes composiciones de policarbonato que contienen pares de fórmulas (7) y (8) o bien (9) y (10) o bien (11) y (12) o bien (13) y (14) derivadas de las fórmulas (1) – (6) en las que R1 y R3, independientemente uno de otro, pueden representar un resto fenilo o un resto fenilo sustituido. El resto fenilo... [Seguir leyendo]

1. Composición que contiene un policarbonato o copolicarbonato que contiene bisfenol-A y al menos un par de un compuesto de fósforo con el número de oxidación +3 y un compuesto de fósforo con el número de oxidación +5 según una de las fórmulas (1) - (6)

con X = un enlace químico sencillo o un átomo de oxígeno, y

R1 y R2, independientemente uno de otro y entre sí, un resto fenilo o un resto fenilo sustituido, en la que en un par, en cada caso, el compuesto de fósforo con el número de oxidación +5 corresponde a la forma oxidada del 10 compuesto de fósforo del número de oxidación +3 y el contenido del compuesto con el estado de oxidación más elevado es inferior al del compuesto con el número de oxidación inferior.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el par de compuestos de los compuestos de fósforo se selecciona de los compuestos según las fórmulas (7) a (28)

en las que R1 y R3, independientemente uno de otro, representan un resto fenilo o un resto fenilo sustituido, y en las que R4, R5, R6, R7 y R8 representan H, alquilo C1-C8 ramificado o cumilo, preferentemente terc-butilo o cumilo.

3. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el contenido de compuestos de fósforo del 5 estado de oxidación +3 en el par de compuestos de la composición es de 5 a 1.500 ppm.

4. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el contenido de compuestos de fósforo del estado de oxidación +3 en el par de compuestos de la composición es preferentemente de 100 a 325 ppm.

5. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el contenido de compuestos de fósforo del estado de oxidación +5 en el par de compuestos de la composición es de 5 a 300 ppm.

6. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el contenido de compuestos de fósforo del estado de oxidación +5 en el par de compuestos de la composición es de 20 a 60 ppm.

7. Composición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los compuestos de fósforo del estado de oxidación +5 en el par de compuestos están contenidos del 2 % al 49 %, preferentemente del 2 % al 45 %, de modo particularmente preferente del 3 % al 40 %, de modo muy particularmente preferente del 4 % al 35 %,

con respecto a la masa total de los compuestos de las fórmulas (1) - (6) .

8. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la proporción de antioxidantes secundarios con respecto a los primarios es de entre 6:1 y 1:6.

9. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque contiene al menos un aditivo seleccionado del grupo constituido por estabilizantes frente a UV, agentes de desmoldeo y colorantes.

10. Composición según la reivindicación 9, caracterizada porque el absorbente de UV está seleccionado del grupo de los benzotriazoles, las triazinas, los cianoacrilatos o los ésteres malónicos.

11. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el policarbonato presenta unos pesos moleculares Mw de 10.000 a 200.000, preferentemente de 15.000 a 100.000 y de modo particularmente de 17.000

70.000 g/mol.

12. Procedimiento para la preparación de una composición según la reivindicación 1 que comprende las etapas de:

a) preparación de una composición de policarbonato a partir de una resina base obtenida en un procedimiento en continuo según el procedimiento en interfase o el procedimiento en masa fundida e introducción de un compuesto de fósforo con un estado de oxidación +3 de la fórmula (2) , (4) y (6) en un proceso en continuo por medio de una unidad lateral con producción de un compuesto de fósforo correspondiente del estado de oxidación +5 de la fórmula (1) , (3) o (5) en una reacción in situ dentro de la unidad de producción, dado el caso en ausencia de aire.

13. Composición según la reivindicación 1 o 2 para usar en la fabricación de mezclas y materiales compuestos.

14. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende las etapas siguientes:

b) determinación del contenido de compuestos de fósforo de estados de oxidación +3 y +5 según las fórmulas (1) (6) ,

c) adición opcional de compuestos de fósforo adicionales de estado de oxidación +3 a la masa fundida de policarbonato.

15. Productos extrudidos y cuerpos moldeados que contienen composiciones según la reivindicación 1.