Medios electrocrómicos estabilizados.

Una composición que es adecuada como medio en dispositivos electroactivos,

composición que comprende

i) uno o más solventes adecuados como un medio en un dispositivo electroactivo, seleccionados dichos solventesdel grupo consistente de sulfonas, amidas, sulfóxidos, polioles, nitrilos, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos,ésteres cíclicos, carbonatos cíclicos, carbonatos de glicidil éter y copolímeros de silicio/poliol,

ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de absorbentes de luz ultravioleta, y

iii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxi aminas y sales dehidroxil amina correspondientes a un compuesto de la fórmula I, II o III

donde

G1 y G2 son independientemente alquilo de 1 a 4 átomos de carbono o son juntos pentametileno,

Z1 y Z2 son cada uno metilo, o Z1 y Z2 juntos forman una unidad estructural de enlazamiento que puede ser sustituidaopcionalmente con un grupo éster, éter, hidroxi, oxo, cianohidrina, amida, amino, carboxi o uretano,

X es un anión inorgánico u orgánico, y

donde la carga total de cationes h es igual a la carga total de aniones j.

Medios electrocrómicos estabilizados La presente invención se relaciona con composiciones que son estabilizadas contra la degradación y amarillamiento durante la exposición a luz ultravioleta, con el método de estabilizar las composiciones, con el uso de tales composiciones como medios en dispositivos electroactivos tales como dispositivos electrocrómicos y electroforéticos, y con los dispositivos electroactivos que comprenden estos medios.

Antecedentes de la invención Un problema principal que limita la utilidad y tiempo de vida útilo de los materiales expuestos a la radiación ultravioleta (UV) es la degradación asociada con tal exposición. Esta degradación es el resultado de la descomposición y de otras reacciones químicas de los materiales iniciada por la absorción de la luz ultravioleta. Entre las consecuencias indeseadas de estas reacciones químicas puede estar la decoloración del material. Entre los materiales que son afectados particularmente por decoloración inducida por UV están los solventes que comprenden los medios de dispositivos funcionales tales como dispositivos electroactivos, incluyendo dispositivos electrocrómicos y electroforéticos.

La WO 06/005691 divulga medios útiles en electroactivos estabilizados con absorbentes UV y ciertos estabilizadores de luz de amina impedida con N-H , N-OR y N- alquilo (HALS) .

Los dispositivos electrocrómicos son bien conocidos, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos 4, 902, 108 y 6, 178, 034 . Tales dispositivos sufren un cambio en la transmisión de la radiación electromagnética por aplicación de un estímulo eléctrico y han encontrado uso en un cierto número de aplicaciones comerciales. Por ejemplo, pueden ser empleados en plateados, por ejemplo en ventanas eficientes a la energía y con privacidad para uso arquitectónico o en automóviles, espejos retrovisores de automóviles, pantallas, filtros, lentes, dispositivos de penetración antibrillo y antiniebla, y otras aplicaciones donde se desea una transmisión variable de la luz. En muchas de estas aplicaciones el dispositivo está expuesto de manera rutinaria a condiciones ambientales nocivas, incluyendo exposición a luz UV tal como la proveniente del sol.

Los dispositivos electrocrómicos están asociados típicamente con un cambio notable en color. Los cambios en otras propiedades ópticas, tales como en el grado de claridad y opacidad y la absorción en el IR, también son característicos de tales dispositivos. Las composiciones de la presente invención también pueden ser empleadas como parte de otros dispositivos electroactivos asociados con la actividad similar tales como cristales líquidos y dispositivos de partículas suspendidas, incluyendo, como ejemplos, papel electrónico y ventanas para privacidad.

Las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6, 614, 578; 5, 770, 114; 6, 207, 083 y 6, 045, 724 divulgan medios que contienen solventes para dispositivos electrocrómicos que protegen el dispositivo absorbiendo la luz UV bien sea a través de una propiedad intrínseca del solvente o por la adición de aditivos que absorben UV (UVA) , por ejemplo, benzotriazols , benzofenonas, cianoacrilatos y otros.

La Patente de los Estados Unidos 5, 148, 305 reivindica composiciones con ciertos UVA de cianoacrilato en soluciones electrocrómicas especificadas debido a la mayor solubilidad que las soluciones similares que contienen ciertos benzotriazols, benzofenonas, y/o oxanilidas.

Las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6, 614, 578 y 5, 770, 114 divulgan medios para dispositivos electrocrómicos que contienen UVA de benzotriazol que son sustituidos con grupos para proveer una solubilidad mejorada.

La Patente de Estados Unidos 5, 239, 406 divulga un ensamblaje de plateado electrocrómico de capa múltiple, al menos una capa del cual comprende un aditivo para absorción, bloqueo y/o apantallamiento de la radiación ultravioleta. Dicho aditivo puede estar en una de las capas poliméricas de la invención o en el medio electrocrómico mismo.

Las Patentes de Estados Unidos Nos 6, 143, 209, 6, 327, 069, 6, 404, 532 y 6, 545, 793 describen dispositivos electrocrómicos que comprende un solvente y opcionalmente absorbentes de UV que incluyen benzofenonas, cianoacrilatos, salicilatos y benzotriazols.

Incluso con la adición de aditivos absorbentes de UV, la decoloración de los medios por exposición a luz UV sigue siendo un problema. Además de los UVA, se han utilizado otros aditivos estabilizadores, incluyendo estabilizadores de luz de aminas impedidas (HALS) en medios electrocrómicos, por ejemplo, las Patentes de Estados Unidos 6, 178, 034 y 5, 239, 406 , y la publicación de solicitud de Patente de los Estados Unidos 2002/0141032.

Los dispositivos electroforéticos también son bien conocidos, particularmente los que comprenden partículas suspendidas, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4, 772, 103, 6, 753, 844 y 6, 753, 999 . Pueden ser empleados comercialmente en muchas de las mismas aplicaciones de los dispositivos electrocrómicos, por ejemplo,

plateados y pantallas y están sujetos a fotodegradación similar. La Patente de los Estados Unidos No. 5, 467, 217 divulga composiciones para válvulas de luz electroforéticas estabilizadas con absorbentes de luz UV.

La Patente de los Estados Unidos No. 6, 599, 326 enseña la estabilización de pulpa o papel con dialquilhidroxilaminas o dialquilhidroxilaminas sustituidas o sus sales.

La solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 10/512, 528 presentada el 24 de abrilo de 2003 y la 10/970, 112 presentada el 21 de octubre de 2004 enseñan la estabilización de productos para cuidado corporal, productos para uso doméstico, textiles y telas con nitroxilos impedidos, hidroxilaminas estéricamente impedidas y sales de hidroxil aminas y con dialquilhidroxilaminas o dialquilhidroxilaminas o sus sales.

Se ha encontrado que ciertas nitronas hidroxil aminas y sales de hidroxil aminas son efectivos en la prevención del amarillamiento de soluciones que contienen UVA encontrados en dispositivos electroactivos.

Descripción de la invención La presente invención se relaciona con composiciones que son adecuadas como un medio en dispositivos electroactivos que comprenden i) uno o más solventes adecuados como un medio en un dispositivo electroactivo, seleccionados dichos solventes del grupo consistente de sulfonas, amidas, sulfóxidos, polioles, nitrilos, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres cíclicos, carbonatos cíclicos, carbonatos de glicidil éter y copolímeros de silicio/poliol

ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de los absorbentes de luz ultravioleta y

iii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina, por ejemplo nitroxilos, por ejemplo hidroxil aminas, por ejemplo sales de hidroxil amina correspondientes a un compuesto de fórmula I, II o III:

La presente invención también es pertinente a un método para preparar un medio estabilizado útil en dispositivos electroactivos, método que comprende la adición de uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina correspondientes a la fórmula I, II o III a una composición que comprende i) uno o más solventes adecuados como medio en un dispositivo electroactivo seleccionados dichos solventes del grupo consistente de sulfonas, amidas, sulfóxidos, polioles, nitrilos, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres cíclicos, carbonatos cíclicos, carbonatos de glicidil éter y copolímeros de silicio/poliol y

ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de absorbentes de luz ultravioleta.

La presente invención también es pertinente a dispositivos electroactivos, tales como dispositivos electrocrómicos y electroforéticos, que comprenden las composiciones estabilizadas de la presente invención.

En la presente discusión, aplican las siguientes definiciones:

"Material anódico" se entiende como referencia a un compuesto o composición capaz de experimentar un cambio de color reversible cuando su estado de valencia es alterado debido a oxidación.

"Material catódico" se entiende como referencia a un compuesto o composición capaz de experimentar cambio de color reversible cuando su estado de valencia es alterado debido a reducción.

"Electroactivos" se entiende para referirse a un compuesto, mezcla de compuestos, solución, composición o dispositivo capaz de experimentar un cambio reversible de composición o propiedad, por ejemplo, color, estado de oxidación, conductividad, opacidad, claridad óptica, índice de refracción,... [Seguir leyendo]

1. Una composición que es adecuada como medio en dispositivos electroactivos, composición que comprende i) uno o más solventes adecuados como un medio en un dispositivo electroactivo, seleccionados dichos solventes del grupo consistente de sulfonas, amidas, sulfóxidos, polioles, nitrilos, cetonas, aldehídos, ácidos carboxílicos, ésteres cíclicos, carbonatos cíclicos, carbonatos de glicidil éter y copolímeros de silicio/poliol,

ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de absorbentes de luz ultravioleta, y

iii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxi aminas y sales de hidroxil amina correspondientes a un compuesto de la fórmula I, II o III

donde G1 y G2 son independientemente alquilo de 1 a 4 átomos de carbono o son juntos pentametileno,

Z1 y Z2 son cada uno metilo, o Z1 y Z2 juntos forman una unidad estructural de enlazamiento que puede ser sustituida opcionalmente con un grupo éster, éter, hidroxi, oxo, cianohidrina, amida, amino, carboxi o uretano,

X es un anión inorgánico u orgánico, y

donde la carga total de cationes h es igual a la carga total de aniones j.

2. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos uno del uno o más solventes es seleccionado del grupo consistente de 3-metilsulfolano, tetrametilen sulfona, N, N-dimetilformamida, dimetil sulfóxido, tetraglima, etoxietanol, acetonitrilo, glutaronitrilo, 3-hidroxipropionitrilo, metoxipropionitrilo, 3-etoxipropionitrilo, 2metilglutaronitrilo, cianoetil sacarosa, acetona, metil etil cetona, metil amil cetona, ciclopentanona, ciclohexanona, benzoil acetona, 4-hidroxi-4-metil -2-pentanona, acetofenona, ácido acético, beta-propiolactona, 2acetilbutirolactona, gama-butirolactona, gama-valerolactona, 4-etenil -1, 3-dioxalan-2-ona, propilen carbonato, etilen carbonato y 1, 2-bulilen carbonato.

3. Una composición de acuerdo con la reivindicación 2, en donde al menos uno del uno o más solventes es seleccionado del grupo consistente de 3-metilsulfolano, tetrametilen sulfona, tetraglima, acetonitrilo, glutaronitrilo, 3hidroxipropionitrilo, metoxiproplonitrilo, 3-etoxipropionitrilo, 2-metilglutaronitrilo, acetona, metil etil cetona, metil amil cetona, ciclopentanona, ciclohexanona, 4-etenil -1, 3-dioxalan-2-ona, propilen carbonato, etilen carbonato y 1, 2butilen carbonato.

4. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos uno del uno o más absorbentes de ultravioleta se selecciona del grupo consistente de hidroxifenilbenzotriazols, las benzofenonas, las benzoxazonas, los a-cianoacrilatos y oxanilidas, la tris-aril -s-triazinas, los cinamatos, los malonatos, los benzoatos, los ácidos tereftálico e isoftálico con resorcinol y fenoles, bencilidenos y los salicilatos.

5. Una composición de acuerdo con la reivindicación 4, en donde al menos uno del uno o más absorbentes de luz ultravioleta se selecciona del grupo consistente de hidroxifenilbenzotriazoles, benzofenonas, y tris-aril -s-triazinas.

6. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde al menos uno del uno o más nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina del componente (c) se selecciona del grupo consistente de

bis (1-oxil -2, 2-6-6-tetrametilpiperidin-4-il) sebacato:

bis (1-hidroxi-2, 2-6-6-tetrametilpiperidin-4-il) sebacato; 1-hidroxi-2, 2-6-6-tetrametil -4-acetoxipiperidinio citrato; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio bisulfato; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidina; 1-hidroxi -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidinio acetato; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-metoxi-piperidina: 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-metoxi-piperidina; 1-hidroxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-metoxi-piperidinio acetato; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetoxipiperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetoxipiperidina; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-propoxi-piperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-propoxi-piperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-propoxi-piperidina; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4- (2-hidroxi-4-oxapentoxi) piperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4- (2-hidroxi-4-oxapentoxi) piperidinio acetato; 1-oxil -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidina; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio cloruro; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio bisulfato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio citrato; bis (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) citrato; tris (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) citrato; tetra (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) etilenediamina tetraacetato; tetra (-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) etilenediamina tetraacetato; tetra (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) etilenediamina tetraacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato: penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato; tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) nitrilotriacetato;

tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) nitrilotriacetato; tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) nitrilotriacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrameti) -4-hidroxipiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato; y penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato.

7. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde al menos uno del uno o más nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina del componente (c) se selecciona del grupo consistente de 1-hidroxi-2, 2-6-6-tetrametil -4-acetoxipiperidinio citrato; bis (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetoxipiperidinio) citrato; tris (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetoxipiperidinio) citrato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio bisulfato; 1-hidroxi -2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidinio citrato; bis (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidinio) citrato; tris (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxo-piperidinio) citrato; 1-hidroxil -2, 2, 6, 6-tatrametil -4-metoxi-piperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-propoxi-piperidinio acetato: 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4- (2-hidroxi-4-oxapentoxi) piperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio cloruro; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio acetato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio bisulfato: 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio citrato; bis (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) citrato; tris (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) citrato; 1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio citrato; bis (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) citrato; tris (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) citrato; tetra (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) etilenediamina tetraacetato; tetra (hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) etilenediamina tetraacetato; tetra (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) etilenediamina tetraacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato:

penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) dietilenetriamina pentaacetato;

tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) nitrilotriacetato; tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acotamidopiperidinio) nitrilotriacetato; tri (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) nitrilotriacetato; penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-hidroxipiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato;

penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-acetamidopiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato; y penta (1-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil -4-oxopiperidinio) dietilenetriamina pentametilenfosfonato.

8. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los absorbentes de luz ultravioleta están presentes de 0.1% a 25% en peso con base en el peso del solvente.

9. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los aditivos seleccionados de nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil aminas están presentes de 0.001% a 10% con base en el peso total del solvente.

10. Una composición de acuerdo con la reivindicación 1 en donde los absorbentes de luz ultravioleta y el aditivo seleccionado de nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina, en total, están presentes de 0.05% a 30% en peso, con base en el peso del solvente.

11. Un método para preparar un medio estabilizado útil en dispositivos electroactivos, método que comprende agregar uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxil aminas y sales de hidroxil amina, tal como se define en la reivindicación 1 a una composición que comprende:

i) uno o más solventes como se definen en la reivindicación 1 adecuados como medio en un dispositivo electroactivo, y

ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de absorbentes de luz ultravioleta.

12. Un dispositivo electroactivo que comprende una composición que comprende i) uno o más solventes adecuados como un medio en un dispositivo electroactivo, ii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de absorbentes de luz ultravioleta y iii) uno o más compuestos aditivos seleccionados del grupo consistente de nitroxilos, hidroxil aminas e hidroxil amina como se define en la reivindicación 1.