Copolímeros de bloque conductores, métodos y artículos.

Copolímero de bloque electroconductor que comprende segmentos de repetición de A y B y opcionalmente C,

enel que A se selecciona de politiofeno sustituido o no sustituido, B comprende un polímero, copolímero o terpolímerometacrílico que comprende del 60 al 100 por ciento en peso de unidades de metacrilato de metilo y C se seleccionade monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados distintos de metacrilato de metilo.

Copolímeros de bloque conductores, métodos y artículos Campo de la invención La invención se refiere a la síntesis de copolímeros de politiofeno (PAT) , y a su uso como polímeros conductores en aplicaciones finales. Específicamente, copolímeros de PAT con (met) acrilatos o amidas son útiles como aditivos en combinaciones de diferentes matrices de polímero en muchas aplicaciones comerciales.

Antecedentes de la invención Los polímeros eléctricamente conductores (ECP) son polímeros que presentan muchas o todas las propiedades de un metal, pero no tienen átomos de metal, o presentan dichas propiedades metálicas a través de un mecanismo no clásico. Normalmente, la propiedad de mayor interés es una conductividad eléctrica elevada, aunque los polímeros eléctricamente conductores presentan otras propiedades metálicas (magnéticas, ópticas y termoeléctricas) .

Pocas aplicaciones prácticas de los ECP han entrado en el mercado, aunque se han considerado muchas. Los obstáculos para el uso de estos materiales incluyen inestabilidad de la conductividad eléctrica a lo largo del tiempo, coste relativamente elevado y competición de compuestos de carbono como el grafito, que tienen conductividades eléctricas muy altas y estables. Desafortunadamente, con el carbono, la carga es alta (10-40% en peso) y sólo hay una opción de color, negro, lo que hace que la transparencia sea de baja a inexistente.

En un informe reciente, se ha preparado una serie de polímeros de politiofeno (PAT) conductores disponibles comercialmente con conductividad ostensiblemente estable. La fabricación de copolímeros de bloque de estos polímeros induce alta conductividad cuando se combinan con polímeros tradicionales a un nivel de aditivo bajo. Además de la conductividad, las ventajas son que estos polímeros son incoloros con alta transparencia, una ventaja significativa en relación con carbono (negro) o polianilina (verde oscuro) . De manera más interesante, algunos de estos polímeros pueden experimentar autoensamblaje induciendo un acontecimiento de separación de fases que da como resultado alta conectividad. Esto produce alta conductividad eléctrica a concentraciones bajas, minimizando el coste sin comprometer por otro lado propiedades deseables del sistema de polímero huésped; por ejemplo, color, transparencia y propiedades mecánicas.

Para tener buena compatibilidad con poli (metacrilato de metilo) (pMMA) , poliamidas y poli (fluoruro de vinilideno) u otros fluoropolímeros, es necesario un bloque de polimetacrilato para compatibilizar los PAT conductores con la matriz de polímero. Desafortunadamente, los metacrilatos no pueden copolimerizarse con los PAT modificados mediante tecnología convencional, es decir, la terminación de la cadena es rápida debido a la extracción del átomo de H del grupo 2-metilo del metacrilato.

Un método para solucionar el problema de la copolimerización del metacrilato se ha superado recientemente en otros sistemas usando tecnología de polimerización por radicales libres controlada.

Esta invención describe la síntesis y uso de copolímeros conductores novedosos que pueden usarse como aditivos de polímero para conferir conductividad. Copolímeros de bloque de un polímero conductor tal como politiofeno, polianilinas, polifenilenos combinados con pMMA, fluoropolímeros o poliamidas tienen posible utilidad en muchas aplicaciones Sumario de la invención.

Se presenta un copolímero de bloque electroconductor que comprende segmentos de repetición de A y B y opcionalmente C, en el que A se selecciona de politiofeno sustituido o no sustituido, B comprende un polímero, copolímero o terpolímero metacrílico y C se selecciona de monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados distintos de metacrilato de metilo.

Se presenta un método de fabricación del copolímero de bloque electroconductor anterior en el que se usan iniciadores de polimerización radicalaria controlada y/o acoplamiento de copolímeros funcionalizados. De manera preferida, el iniciador de polimerización radicalaria controlada es una alcoxiamina.

Una composición de polímero electroconductor que comprende:

a) desde el 0, 01 hasta el 70 por ciento en peso de dicho copolímero de bloque electroconductor según la reivindicación 1; y

b) desde el 99, 99 hasta el 30 por ciento en peso de uno o más polímeros miscibles con dicho copolímero de bloque electroconductor.

Se presenta el artículo que comprende un polímero de bloque electroconductor para su uso en, pero sin limitarse a, un diodo emisor de luz orgánico, un panel de visualización táctil, un recubrimiento de disipación de la carga electrostática y recubrimiento de protección frente a la interferencia electromagnética, y capa inferior de descarga eléctrica para su uso en la obtención de imágenes mediante haz de electrones, un soporte conductor para un sustrato expuesto a obtención de imágenes mediante haz de electrones, una ventana de visualización acrílica, un PA-11 o PA-12 de disipación electrostática, un PVDF electroconductor, un sustrato para recibir pintura electrostática o electrodeposición, o una fibra o filamento.

Descripción detallada de la invención Pueden usarse varios métodos en la formación de copolímeros con PAT. Por “copolímeros” quiere decirse polímeros que tienen dos o más monómeros diferentes, y quiere decirse que incluyen terpolímeros y otros polímeros de múltiples monómeros. Los copolímeros más útiles para las aplicaciones de la presente invención son los que tienen una arquitectura controlada, incluyendo copolímeros de bloque, de estrella, de peine y de injerto. Los copolímeros de la invención incluyen, pero no se limitan a, los siguientes ejemplos específicos. Por “PAT” o “politiofenos” tal como se usa en el presente documento quiere decirse no solo poli (3-alquiltiofenos) sino también cualquier politiofeno sustituido o no sustituido. Esto incluye poli (alquiltiofeno) regiorregular y también otros polímeros y copolímeros.

El copolímero de bloque electroconductor de la invención está compuesto por segmentos de repetición A, B y opcionalmente uno o más C. A es el segmento electroconductor y se selecciona de politiofeno sustituido o no sustituido, B es o bien un polímero, un copolímero o bien un terpolímero metacrílico.

El polímero metacrílico incluye polímeros (usado en el presente documento para incluir homopolímeros, copolímeros y polímeros formados a partir de tres o más monómeros tales como un terpolímero) formados principalmente a partir de monómeros de metacrilato de alquilo y acrilato de alquilo, y mezclas de los mismos. El monómero de metacrilato de alquilo es preferiblemente metacrilato de metilo, que puede constituir desde el 60 hasta el 100 por ciento en peso de la mezcla de monómeros. También puede estar presente del 0 al 40 por ciento en peso de otros monómeros de acrilato y metacrilato en la mezcla de monómeros. Otros monómeros de metacrilato y acrilato útiles en la mezcla de monómeros incluyen, pero no se limitan a acrilato de metilo, acrilato de etilo y metacrilato de etilo, acrilato de butilo y metacrilato de butilo, metacrilato y acrilato de iso-octilo, acrilato de laurilo y metacrilato de laurilo, acrilato de estearilo y metacrilato de estearilo, acrilato y metacrilato de isobornilo, acrilato y metacrilato de metoxietilo, acrilato y metacrilato de 2-etoxietilo, acrilato de dimetilaminoetilo, acrilatos y metacrilatos fluorados, y monómeros de metacrilato. Ácidos alquil (met) acrílicos tales como ácido metilacrílico y ácido acrílico pueden ser útiles para la mezcla de monómeros. También pueden usarse niveles pequeños de monómeros multifuncionales como agentes de reticulación. Los monómeros de reticulación adecuados incluyen pero no se limitan a, por ejemplo, metacrilato de alilo, acrilato de alilo, divinilbenceno, dimetacrilato y diacrilato de etilenglicol, triacrilato y trimetacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de butilenglicol, metacrilato de glicidilo, isocianurato de trialilo, N-hidroximetilacrilamida, N, Nmetilendiacrilamida y dimetilacrilamida, citrato de trialilo, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, divinil éter de dietileneglicol, y similares. También pueden incorporarse monómeros estirénicos tales como estireno y alfa-metilestireno en el polímero en pequeñas cantidades del 0-5 por ciento en peso.

El segmento C se selecciona de monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados distintos de metacrilato de metilo.

Copolímeros de bloque de polímeros acrílicos (es decir, pMMA) y politiofenos Estos tipos de copolímeros tendrán utilidad general para cualquier aplicación en la que son útiles... [Seguir leyendo]

1. Copolímero de bloque electroconductor que comprende segmentos de repetición de A y B y opcionalmente C, en el que A se selecciona de politiofeno sustituido o no sustituido, B comprende un polímero, copolímero o terpolímero metacrílico que comprende del 60 al 100 por ciento en peso de unidades de metacrilato de metilo y C se selecciona de monómeros copolimerizables etilénicamente insaturados distintos de metacrilato de metilo.

2. Copolímero de bloque electroconductor según la reivindicación 1, que tiene una estructura regiorregular de los segmentos A, que son electroconductores.

3. Método de fabricación de un copolímero de bloque electroconductor según la reivindicación 1, que comprende usar iniciadores de polimerización radicalaria controlada y/o acoplamiento de copolímeros funcionalizados.

4. Método según la reivindicación 3, en el que el iniciador de polimerización radicalaria controlada es una alcoxiamina.

5. Formulación de polímero electroconductor que comprende:

a) desde el 0, 01 hasta el 70 por ciento en peso de dicho copolímero de bloque electroconductor según la reivindicación 1; y

b) desde el 99, 99 hasta el 30 por ciento en peso de uno o más polímeros miscibles con dicho copolímero de bloque electroconductor.

6. Artículo formado a partir de la formulación de polímero de bloque electroconductor según la reivindicación 5.

7. Artículo según la reivindicación 6, que comprende un diodo emisor de luz orgánico, un panel de visualización táctil, un recubrimiento de disipación de la carga electrostática y recubrimiento de protección frente a la interferencia electromagnética, y capa inferior de descarga eléctrica para su uso en obtención de imágenes mediante haz de electrones, un soporte conductor para un sustrato expuesto a obtención de imágenes mediante haz de electrones, una ventana de visualización acrílica, un PA-11 o PA-12 de disipación electrostática, un poli (fluoruro de vinilideno) electroconductor, un sustrato para recibir pintura electrostática o electrodeposición, o una fibra o filamento.

8. Artículo que comprende la composición de copolímero de bloque electroconductor según la reivindicación 1, que comprende un diodo emisor de luz orgánico, un panel de visualización táctil, un recubrimiento de disipación de la carga electrostática y recubrimiento de protección frente a la interferencia electromagnética, y capa inferior de descarga eléctrica para su uso en obtención de imágenes mediante haz de electrones, un soporte conductor para un sustrato expuesto a obtención de imágenes mediante haz de electrones, una ventana de visualización acrílica, un PA-11 o PA-12 de disipación electrostática, un poli (fluoruro de vinilideno) electroconductor, un sustrato para recibir

pintura electrostática o electrodeposición, o una fibra o filamento.