Composiciones de polisulfonas de 4,4'-bifenol, procedimiento para preparar las mismas, y artículos fabricados a partir de las mismas.

Composición de polisulfona de 4,4''-bifenol que comprende: - como ingrediente principal,

al menos una polisulfona que comprende más de 50% en moles de unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4''-bifenol con al menos un monómero de sulfona SM1 (Bol PSU), - más de 0,01% en peso, con respecto al peso total de la composición, de al menos un compuesto que contiene fósforo elegido entre fosfitos orgánicos y fosfonitos orgánicos, y - al menos una polisulfona que comprende más de 50% en moles de unidades recurrentes formadas por la reacción de bisfenol A con al menos un monómero de sulfona SM2 (Bol A PSU).

Composiciones de 4,4'-bifenol polisulfona, proceso para prepararlas y artículos obtenidos a partir de ellas.

Las polisulfonas que comprenden más de 50% en moles de unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero de sulfona (en lo sucesivo B^ol PSU) son miembros excepcionales de la familia de polímeros de sulfona. Entre las B^ol PSU tienen un interés particular las polifenilsulfonas, es decir polisulfonas que comprenden más de 50% en moles de unidades recurrentes formadas por reacción de 4,4'-bifenol con al menos una 4,4'-dihalodifenilsulfona (en lo sucesivo PPSU). Las B^ol PSU proporcionan composiciones con propiedades mecánicas que normalmente no se encuentran en las composiciones basadas en otros polímeros de su clase de temperatura. Las composiciones de B^ol PSU normalmente necesitan procesarse a alta temperatura para tener un buen comportamiento de fluidez en estado fundido; en algunas configuraciones de fabricación, se necesitan temperaturas de fusión tan elevadas como de 400-420ºC.

El problema es que a estas temperaturas tan elevadas, la viscosidad de la propia B^ol PSU y, por consiguiente, de cualquier composición habitual de B^ol PSU aumenta mucho a lo largo del tiempo, y este aumento de viscosidad hace que sea muy difícil fabricar artículos de fabricación con una calidad consistentemente elevada basándose en dichas composiciones.

Además, cuando se fabrican artículos a partir de la propia B^ol PSU o a partir de una composición de B^ol PSU habitual, generalmente se observa que se acumula una capa carbonizada en las paredes de las herramientas que se están usando (por ejemplo, en la matriz en el caso de un proceso de extrusión, o en la boquilla de inyección en el caso de un proceso de moldeo por inyección); esta capa carbonizada indeseable crece rápidamente a lo largo del tiempo y tiene como resultado la generación de pequeñas manchas negras en los artículos que se están fabricando, lo cual reduce su rendimiento y empeora su estética. La carbonización también es responsable de la generación de residuos en forma de extruidos llenos de pequeñas manchas negras. Para eliminar la capa carbonizada del sistema, se necesita interrumpir completamente y limpiar el sistema de fabricación, lo cual es costoso desde el punto de vista de que hay un periodo de tiempo durante el cual el sistema es improductivo y se produce pérdida de producción.

Ya se ha intentado mejorar la estabilidad en estado fundido de diversas composiciones de polisulfonas aromáticas.

El documento GB 1 398 133 describe que la incorporación de 0,01-4% en peso de un éster de fosfito puede mejorar sustancialmente la viscosidad en estado fundido de algunas variedades de polisulfonas aromáticas distintas de B^ol PSU.

El documento WO 03/089520, que se presentó antes pero se publicó en la fecha de prioridad de la presente solicitud o después de esta fecha, describe que a una composición de PPSU se le pueden añadir compuestos que contienen fósforo orgánico tales como fosfitos y fosfonitos orgánicos, denominados comúnmente agentes de estabilización del estado fundido, junto con un colorante y/o un abrillantador óptico, con el fin de reducir su amarillamiento y aumentar su transmitancia de luz. Resultaron suficientes para alcanzar el objetivo cantidades de compuesto que contiene fósforo muy por debajo de 0,1% en peso (con respecto al peso total de la composición).

Algunas calidades comerciales de PPSU comercializadas por Solvay Advanced Polymers, L.L.C. con el nombre registrado RADEL® R, tal como Radel® R-5600 NT, consisten en polímero PPSU virgen y cantidades muy pequeñas (como máximo 0,01% en peso) de fosfitos y/o fosfonitos orgánicos. Dichos fosfitos y/o fosfonitos orgánicos se añaden durante el proceso de recuperación de la PPSU del disolvente en que se disuelve la PPSU (justo después de la reacción de policondensación), en una cantidad de hasta 0,20% en peso con respecto a la cantidad de PPSU; sin embargo, más de 95% de ellos se descomponen formando compuestos distintos de fosfitos y fosfonitos orgánicos, o se pierden durante dicho proceso de recuperación.

Todas las composiciones de PPSU de la técnica anterior que incluyen un compuesto de fosfito y/o fosfonito orgánico, aunque algunas veces presentan una estabilidad en estado fundido ligeramente mejorada con respecto a las composiciones de PPSU habituales (es decir, composiciones de B^ol PSU totalmente exentas de fosfito y fosfonito), no tienen una estabilidad en estado fundido suficiente a alta temperatura, de manera se producen de forma aguda todos los problemas e inconvenientes con los que se enfrentan dichas composiciones de B^ol PSU habituales, tales como la carbonización y la formación de pequeñas manchas negras, que se han detallado anteriormente.

También forma parte de la técnica anterior mezclar PPSU con polisulfona de bisfenol A, en particular para reducir el precio de la composición de PPSU, con un posible inconveniente sobre las propiedades mecánicas de la PPSU.

Como ilustración de esto, el ejemplo 3 del documento US 2002/0017743 describe una mezcla de 50% en peso de PPSU Radel® R-5600 NT, 25% en peso de polisulfona de bisfenol A Udel® P 1710 NT 15 y 25% en peso de poliamida amorfa EMS TR 70 (disponible en EMS-Chemie AG de Suiza). El documento US 2002/0017743 no menciona un posible impacto de la polisulfona de bisfenol A sobre la estabilidad en estado fundido de la PPSU. Más generalmente, que sepa el solicitante, ninguna descripción publicada trata el posible impacto que una polisulfona de bisfenol A pueda tener sobre la estabilidad en estado fundido de la PPSU.

Otra ilustración es una mezcla patentada disponible en el mercado de Solvay Advanced Polymers, L.L.C., que consiste en 55% en peso de PPSU y 45% en peso de PSU.

El un objetivo de la presente invención proporcionar una composición de polisulfona de 4,4'-bifenol que soluciona los problemas que han surgido en las composiciones de B^ol PSU de la técnica anterior como se ha detallado anteriormente.

Con este objetivo en perspectiva, la presente invención se refiere a una polisulfona de 4,4'-bifenol que comprende:

El hecho de que B^ol PSU sea el ingrediente principal de la composición significa que su fracción de peso en la composición es mayor que la fracción de peso de cualquier otro ingrediente que esté presente en la composición.

La B^ol PSU puede consistir en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol (es decir, 4,4'-dihidroxibifenilo) como único diol con SM₁. Como alternativa, la B^ol PSU puede comprender menos de 50% en moles de unidades recurrentes formadas a partir de uno o más dioles distintos de 4,4'-bifenol, tales como bisfenol A, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona (también conocida como bisfenol S), hidroquinona y 4,4'-dihidroxidifeniléter.

La B^ol PSU comprende preferiblemente más de 75% en moles, y más preferiblemente más de 90% en moles, de unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con SM₁. Es más preferible que la B^ol PSU consista en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con SM₁.

SM₁ puede ser cualquier monómero que comprenda al menos un grupo -S(=O)₂- que pueda experimentar una reacción de policondensación con 4,4'-bifenol o cualquier otro compuesto dihidroxi aromático. Más de 50% en moles, y preferiblemente la totalidad de SM₁ se elige preferiblemente entre dihalocompuestos aromáticos que comprenden al menos un grupo -S(=O)₂-, más preferiblemente entre 4,4'-dihalodifenilsulfonas y 4,4'-bis[(4-halofenilsulfonil)-1,1'-bifenilo,... [Seguir leyendo]

1. Composición de polisulfona de 4,4'-bifenol que comprende:

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque SM₁ se elige entre 4,4'-dihalodifenilsulfonas.

3. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la B^ol PSU consiste en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero elegido entre 4,4'-dihalodifenilsulfonas.

4. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque SM₁ se elige entre 4,4'-bis(4-halofenilsulfonil)-1,1-bifenilos.

5. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la B^ol PSU consiste en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero elegido entre 4,4'-bis(4-halofenilsulfonil)-1,1'-bifenilos.

6. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende al menos 60% en peso, con respecto al peso total de la composición, de la B^ol PSU.

7. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compuesto que contiene fósforo consiste en uno o más fosfitos orgánicos, opcionalmente junto con uno o más fosfonitos orgánicos.

8. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compuesto que contiene fósforo consiste en tris(2,4-di-t-butil-fenil)fosfito, opcionalmente junto con uno o más fosfonitos orgánicos.

9. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende entre 0,09% y 0,40% en peso, con respecto al peso total de la composición, del compuesto que contiene fósforo.

10. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende de 3 a 14% en peso, con respecto al peso total de la composición, de la B^ol A PSU.

11. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene un índice de viscosidad en estado fundido a 410ºC y a una velocidad de cizallamiento de 50 s^-1 (VR₄₀) por debajo de 1,20.

12. Composición de polisulfona de 4,4'-bifenol que contiene al menos 60% en peso, con respecto al peso total de la composición de polisulfona de 4,4'-bifenol, de al menos una polisulfona que comprende más de 50% en moles de unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero de sulfona SM₁ (B^ol PSU), teniendo dicha composición un índice de viscosidad en estado fundido a 410ºC y a una velocidad de cizallamiento de 50 s^-1 (VR₄₀) por debajo de 1,20.

13. Composición de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque SM₁ se elige entre 4,4'-dihalodifenilsulfonas.

14. Composición de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque la B^ol PSU consiste en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero elegido entre 4,4'-dihalodifenilsulfonas.

15. Composición de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque SM₁ se elige entre 4,4'-bis(4-halofenilsulfonil)-1,1'-bifenilos.

16. Composición de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque la B^ol PSU consiste en unidades recurrentes formadas por la reacción de 4,4'-bifenol con al menos un monómero elegido entre 4,4'-bis(4-halofenilsulfonil)-1,1'-bifenilos.

17. Artículo fabricado a partir de la composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Artículo de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque se fabrica por un proceso de moldeo por inyección.