Poliuretano termoplástico con elevada transmisión humedad en forma de vapor resistente al calor.

Un artículo transpirable que comprende: (a) al menos una capa de tejido y (b) al menos una capa de un polímero termoplástico que no tiene orificios ni poros que comprende:

un poliéter poliuretano derivado de

- al menos un diisocianato aromático que ha reaccionado con al menos un extensor de cadena de glicol aromático terminada en hidroxilo seleccionada del grupo constituido por 1,4-di(2-hidroxietoxi) benceno, 1,3-di(2-hidroxietoxi) benceno, 1,2- di(2-hidroxietoxi) benceno, y combinaciones de los mismos, y

- al menos un producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo que contiene un óxido de alquileno con la fórmula en la que x es 2 e y es un número entero de 11 a 115, en el que la cantidad de extensor de cadena de glicol aromático usado es de 1,2 a 1,8 moles por mol de producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo, y la relación de moles de dicho diisocianato es de 0,98 a 1,03 moles por mol de los moles totales de dicho producto intermedio de poliéter y dicho extensor de cadena aromático.

Poliuretano termoplástico con elevada transmisión humedad en forma de vapor resistente al calor.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un artículo que puede transpirar que comprende al menos una capa de tejido y al menos una capa de un polímero termoplástico de poliuretano. Se trata de composiciones de polímero termoplástico resistentes al calor (TPU) que tienen elevadas tasas de transmisión de humedad en forma de vapor, a la vez que son impermeables al agua líquida. Las composiciones de TPU también tienen propiedades disipadoras electrostáticas. Las composiciones de TPU son también útiles en aplicaciones que requieren una elevada transmisión de humedad en forma de vapor, tal como recubrimientos para materiales de construcción, recubrimiento para techado, diferentes recubrimientos textiles y fibras hiladas en fundido. Esta memoria descriptiva también da a conocer un procedimiento para producir las composiciones de TPU y artículos terminados que contienen las composiciones de TPU.

Antecedente de la invención Los polímeros de TPU se fabrican habitualmente por reacción de un poliéter o poliéster terminado en hidroxilo, un extensor de cadena, y un compuesto de isocianato. Se han dado a conocer en la bibliografía diferentes tipos de compuestos de cada uno de los tres reactivos. Los polímeros de TPU fabricados a partir de estos tres reactivos tienen usos en diferentes campos en los que se fabrican productos mediante procesamiento en fundido del TPU y conformación en diferentes formas por procedimientos tales como extrusión y moldeo. Un uso importante de los TPU es el campo de la fabricación de fibras elásticas hiladas en fundido, denominado Spandex. Las fibras de TPU se pueden combinar con otras fibras naturales y sintéticas para fabricar ropa y otros productos industriales y de consumo.

Los TPU son un polímero segmentado que tiene segmentos blandos y segmentos duros. Este rasgo es el responsable de las excelentes propiedades elásticas de los TPU. El segmento blando está fabricado a partir del producto intermedio terminado en hidroxilo, habitualmente un poliéter o poliéster. Los segmentos duros se fabrican a partir del extensor de la cadena y el isocianato.

El documento US-A-5.959.059 da a conocer un TPU fabricado a partir de un poliéter terminado en hidroxilo, un extensor de cadena de glicol, y un diisocianato. El TPU es útil para fabricar fibras, núcleos de pelotas de golf, ruedas recreativas, así como para otros usos.

Una de las deficiencias de las fibras de TPU anteriormente conocidas es su baja resistencia a la temperatura. La resistencia a la temperatura es importante si se desea fabricar un artículo tal como una prenda de vestir que combine fibras de TPU con fibras sintéticas, tales como fibras de poliéster. Estas fibras sintéticas deben secarse y termoconformarse a elevada temperatura para evitar que la prenda de vestir encoja durante los ciclos de lavado y secado. Por esta razón, las fibras de TPU de baja temperatura encuentran aplicación combinadas con fibras naturales como el algodón, que no requieren el tratamiento de termoconformación a elevada temperatura.

Un TPU resistente a temperaturas más altas también sería deseable en aplicaciones de revestimiento de tejidos. Una aplicación de revestimiento de tejidos en una prenda de vestir en la que se puede usar un revestimiento de TPU con un recubrimiento de un polímero fluorado que se calienta habitualmente tras aplicación al tejido para secar y reticular el polímero fluorado. El TPU debe poder soportar este tratamiento térmico.

Los polímeros de TPU también se pueden usar en aplicaciones en las que sean importantes las propiedades antiestáticas, tales como el envasado de piezas electrónicas sensibles.

Los documentos US-A-6.140.405; 5.863.466; 6.284.839; 5.574.104; 5.159.053; 6.207.361 and 6.197.486 describen TPU para usar en la fabricación de artículos con propiedades antiestáticas o de disipación de carga electrostática.

Otra propiedad importante los TPU en las aplicaciones de la presente invención se refiere a sus propiedades de transmisión de humedad en forma de vapor (MVT) . Las propiedades MVT de un TPU son importantes en aplicaciones tales como revestimiento de tejidos, fibras, membranas para techado, recubrimiento de materiales de construcción y otras aplicaciones. Un TPU con elevada MVT permitirá que la humedad en forma de vapor se escape, pero no dejará penetrar el agua líquida. Esta característica permite que la prenda de vestir sea más cómoda y mantiene secas las estructuras edificadas.

Un TPU con propiedades de resistencia a elevada temperatura, MVT alta y propiedades antiestáticas sería muy deseable, y permitiría un rendimiento mejorado de productos tales como fibras, revestimiento de tejidos, recubrimiento de materiales de construcción productos para techado y prendas de vestir. El documento WO-A00/23492 da a conocer una película no porosa impermeable al agua que tiene una permeabilidad al vapor de agua de al menos 1000 g/m2 día, basada en un poliuretano termoplástico, en el que el poliuretano está compuesto: a) de 40 a 52 % en peso de poliéter glicol que tiene una relación atómica de carbono a oxígeno en el intervalo de 2, 0 a 4, 3 estando compuesto al menos un 30 % en peso del poliuretano de un poliéter glicol que tiene una relación atómica de carbono a oxígeno en el intervalo de 2, 0 a 2.4; b) de 30 a 45 % en peso de poliisocianato, calculado como diisocianato de 4, 4'-difenil metano; c) de 0, 5 a 10 % en peso de diol aralifático; y d) de 5 a 20 % en peso de un extensor de cadena de bajo peso molecular, calculado como 1, 4-butano diol, menos la cantidad de diol aralifático. El documento WO-A-98/56845 da a conocer un poliéter de poliuretano termoplástico con buenas propiedades de 5 resiliencia y baja histéresis que se prepara haciendo reaccionar un diisocianato con un poliéter terminado en hidroxilo que tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 1.400 y un extensor de cadena de glicol. El poliéter contiene unidades repetitivas de óxido de alquileno que tienen de 2 a 6 átomos de carbono y el extensor de cadena de glicol tiene de 2 a 16 átomos de carbono. La cantidad de extensor de cadena de glicol es de 0, 25 a 2 moles por mol de poliéter. El documento US-A-4.202.957 da a conocer elastómeros basados en poliéter de 10 poliuretano que son termoplásticos, reciclables, y tienen una resistencia aumentada a temperaturas elevadas, lo que permite la fabricación mediante moldeo por inyección. Los elastómeros son el producto de la reacción entre 4, 4'metilenbis (isocianato de fenilo) , un grupo especial de copolímeros en bloque de óxido de polipropileno – óxido de polietileno) y un extensor [dioles alifáticos C2-6 de cadena lineal o el bis (2-hidroxietil éter) de hidroquinona o resorcinol]. Los copolímeros en bloque tienen al menos un 50 por ciento de grupos hidroxilo primarios, un pH en el

intervalo de 4, 5 a 9, un contenido en iones de metales alcalinos inferior a 25 ppm y un peso molecular de 1000 a 3000. El contenido mínimo en restos de óxido de etileno (EO) (porcentaje en peso) del polimetileno para cualquier peso molecular (PM) está controlado por la ecuación: En una realización especialmente preferida, los elastómeros se han preparado sustituyendo hasta un 25 por ciento en equivalentes del extensor por determinados dioles (se prefieren polietilenglicoles de hasta 1500 PM) .

Resumen de la invención Un artículo transpirable que comprende: (a) al menos una capa de tejido y (b) al menos una capa de un polímero termoplástico que no tiene orificios ni poros que comprende:

un poliéter poliuretano derivado de

- al menos un diisocianato aromático que ha reaccionado con al menos un extensor de cadena de glicol

aromático terminada en hidroxilo seleccionada del grupo constituido por 1, 4-di (2-hidroxietoxi) benceno, 1, 3di (2-hidroxietoxi) benceno, 1, 2- di (2-hidroxietoxi) benceno, y combinaciones de los mismos, y

- al menos un producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo que contiene un óxido de alquileno con la fórmula

en la que x es 2 e y es un número entero de 11 a 115, en el que la cantidad de extensor de cadena de glicol aromático usado es de 1, 2 a 1, 8 moles por mol de producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo, y la relación de moles de dicho diisocianato es de 0, 98 a 1, 03 moles por mol de los moles totales de dicho producto intermedio de poliéter y dicho extensor de cadena aromático.

Las realizaciones preferidas de la invención son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

El polímero de TPU tiene un punto de fusión de 150°C a 220°C, preferiblemente de 160°C a 200°C, y más... [Seguir leyendo]

1. Un artículo transpirable que comprende: (a) al menos una capa de tejido y (b) al menos una capa de un polímero termoplástico que no tiene orificios ni poros que comprende:

un poliéter poliuretano derivado de

- al menos un diisocianato aromático que ha reaccionado con al menos un extensor de cadena de glicol aromático terminada en hidroxilo seleccionada del grupo constituido por 1, 4-di (2-hidroxietoxi) benceno, 1, 3di (2-hidroxietoxi) benceno, 1, 2- di (2-hidroxietoxi) benceno, y combinaciones de los mismos, y

- al menos un producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo que contiene un óxido de alquileno con la fórmula

en la que x es 2 e y es un número entero de 11 a 115, en el que la cantidad de extensor de cadena de glicol aromático usado es de 1, 2 a 1, 8 moles por mol de producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo, y la relación de moles de dicho diisocianato es de 0, 98 a 1, 03 moles por mol de los moles totales de dicho producto intermedio de poliéter y dicho extensor de cadena aromático.

2. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho polietilenglicol tiene un peso molecular promedio en número de 1.000 a 2.000.

3. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho glicol aromático terminado en hidroxilo es 1, 4-di (2hidroxietoxi) benceno.

4. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho diisocianato es diisocianato de bis difenil metileno.

5. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que y es un número entero de 20 a 80, preferiblemente de 28 a 38.

6. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que el polímero de poliuretano termoplástico poliuretano tiene un valor de transmisión de humedad en forma de vapor superior a 4500 g/m 2 día, preferiblemente, superior a 5500 g/m2 día, medido en una muestra de 2, 54 m (1, 0 milésimas) de espesor.

7. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que el polímero de poliuretano termoplástico poliuretano tiene una resistividad superficial inferior a 1, 0 x 1011 ohm/cuadrado, preferiblemente inferior a 3, 0 x 1011 ohm/cuadrado medido según la norma ASTM D-257.

8. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho producto intermedio de poliéter terminado en hidroxilo tiene un peso molecular promedio en número de 350 a 10.000, preferiblemente de 500 a 5.000, más 30 preferiblemente de 700 a 3.000.

9. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que el polímero de poliuretano termoplástico poliuretano tiene un punto de fusión de 150°C a 220°C, preferiblemente de 160°C a 200°C, más preferiblemente de 165°C a 180°C determinado según la norma ASTM D-3417-99.

10. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho producto intermedio de poliéter terminado en

hidroxilo es un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número de 1.000 a 2.000, dicho diisocianato es diisocianato de bis difenil metileno, dicho extensor de cadena de glicol aromático es 1, 4-di (2hidroxietoxi) benceno, y en el que dicho polímero de poliuretano tiene una tasa de transmisión de humedad en forma de vapor superior a 5500 g/m2 día medido en una muestra de 2, 54 m (1, 0 milésimas) de espesor y un punto de fusión de 165°C a 180°C medido según la norma ASTM D-3417-99.

11. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicha al menos al menos una capa de tejido comprende una tela de material no tejido o una tela de material tejido.

12. Un artículo transpirable de la reivindicación 1, en el que dicho artículo comprende al menos una capa de polímero fluorado además de la dicha al menos una capa de tejido y al menos una capa de polímero de poliuretano termoplástico.

13. Un artículo transpirable de la reivindicación 12, en el que dicho artículo es un artículo para prendas de vestir, revestimiento de material de construcción, o membrana para techado.