Métodos y composiciones para la protección de polímeros frente a la luz UV.

Una composición aditiva para la estabilización frente a la luz que comprende al menos un absorbente de la luz abase de orto-hidroxi tris-aril triacina,

y al menos un HALS oligomérico, polimérico, o de alto peso molecular que tieneun peso molecular de al menos 500 g/mol, donde la relación ponderal de HALS a absorbente de luz a base de ortohidroxitris-aril triacina está entre 3:1 y 20:1,

y donde el HALS es un oligómero o un polímero o se selecciona del grupo que consiste en:

Bis(1-octiloxi-2,2,6,6, tetrametil-4-piperidinil) sebacato;

1,3,5-triacin-2,4,6-triamina,N,N"'[1,2-etanodiilbis[[[(4,6-bis[butil(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)amino]-1,3,5-triacin-2-il]imino)-3,1-propanodiil]]-bis[N',N"-dibutil-N',N"-bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo); y1,3,5-triacin-2,4,6-triamina,N,N"'[1,2-etanodiilbis[[[(4,6-bis[butil(1-ciclohexiloxi-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)amino]-1,3,5-triacin-2-il]imino]-3,1-propanodiil]]-bis-[N'N"-dibutil-N',N"-bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinilo).

Métodos y composiciones para la protección de polímeros frente a la luz UV

Campo de la invención La invención se refiere a composiciones y a un método de protección de materiales poliméricos frente a la radiación o la luz ultravioleta ("luz UV") . En particular, la invención se refiere a combinaciones sinérgicas de al menos un absorbente de luz UV a base de orto-hidroxi tris-aril triacina y al menos un estabilizante frente a la luz amina 10 impedido ("HALS") oligomérico, polimérico o de alto peso molecular.

Antecedentes de la invención Es bien sabido que la luz o la radiación UV, en particular procedente de la luz del sol, puede provocar la degradación de polímeros. Con frecuencia esto produce la fragilización o el amarillamiento de los polímeros, que pueden estar en forma de artículos moldeados, películas poliméricas, cintas, recubrimientos, y similares. No obstante, esta degradación se puede inhibir mediante la incorporación de estabilizantes frente a la luz ultravioleta y absorbentes de la luz ultravioleta dentro o sobre dichos artículos.

La utilización de los HALS y los absorbentes de luz UV ("UVA") , tanto individualmente como en combinación, para estabilizar materiales poliméricos se conoce de forma general en la técnica. En particular, los absorbentes de la luz UV tales como benzotriazoles y benzofenonas se utilizaron inicialmente para estabilizar materiales poliméricos, y para prevenir la degradación de dichos materiales frente a la exposición a la luz UV. Posteriormente se descubrió que los HALS, que eliminan los radicales libres formados en el material polimérico cuando se exponen a la luz UV,

era más eficaces que los absorbentes de luz UV, y así, actualmente los absorbentes de luz UV se utilizan en combinación con al menos un HALS en la mayoría de aplicaciones convencionales.

La Solicitud de Patente Europea Nº EP 0 704 560 desvela una fibra pigmentada de no más de 50 μm de espesor, donde el pigmento se estabiliza con una mezcla sinérgica de un HALS y un absorbente de luz UV. La aplicación desvela que la cantidad tanto del HALS como del absorbente de luz UV que es eficaz para estabilizar el pigmento en la fibra es del 0, 05 al 5% en peso, pero ofrece ejemplos que no muestran una mejora significativa cuando la cantidad de HALS se incrementa por encima de la cantidad del absorbente de luz UV.

La Patente Europea Nº EP 0 453 396 desvela composiciones de recubrimiento que contienen entre el 0, 01 y el 5%

en peso de una mezcla de absorbentes de luz UV que contienen al menos un 2-hidroxifenilbenzotriazol y al menos una 2-hidroxifeniltriacina o 2-hidroxibenzofenona, donde los absorbentes de luz UV están presentes en una relación molar de 3:1 a 1:3. Opcionalmente, la composición de recubrimiento puede contener un derivado de un HALS de polialquilpiperidina, tal como 2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina. A pesar de que en el documento EP 0 453 396 se desvelan una serie de dichos derivados de polialquilpiperidina, no se da a conocer la cantidad de HALS útil en la composición reivindicada, y ninguno de los ejemplos desvela específicamente una composición que contenga un HALS. Todos los ejemplos presentan cierta degradación después de 1000 a 2000 horas de exposición a un Xenon Weatherometer, o después de una exposición al sol de Florida durante un período de un año aproximadamente.

La patente de Estados Unidos Nº 4.619.956 desvela un método de estabilización de una película polimérica, un 45 recubrimiento, o un artículo moldeado frente a la acción de la luz, la humedad, y el oxígeno. El método comprende la incorporación de un HALS y un absorbente de luz UV de tris-aril-2-triacina. Preferentemente, el HALS es un compuesto, una sal, o un complejo metálico de 2, 2, 6, 6-tetraalquilpiperidina, y el absorbente de luz UV es una trisaril-2-triacina de fórmula donde X, Y, y Z son cada uno grupos carbocíclicos aromáticos, y al menos uno de los grupos aromáticos tiene un grupo hidroxilo en orto al punto de unión al anillo triacina. Cada uno de R1 a R9 es hidrógeno, hidroxi, alquilo, alcoxi, sulfónico, carboxi, halo, haloalquilo, o acilamino. Cada uno de los absorbentes de luz UV y del HALS se utilizan en 55 una cantidad de entre el 0, 01 aproximadamente y el 5% en peso aproximadamente, pero sólo se ilustran formulaciones que tienen cantidades iguales de absorbente de luz UV y HALS. Las composiciones son eficaces para estabilizar el material polimérico, que no comienza a perder el brillo o a amarillear hasta después de 1000 aproximadamente a 2400 horas de exposición a la luz UV aproximadamente.

La patente de Estados Unidos Nº 4.331.586 de Hardy desvela oligómeros para su utilización como estabilizantes frente a la luz. A pesar de que ofrecen protección para materiales poliméricos tales como el polipropileno, las películas poliméricas que contienen el HALS oligomérico desvelado se vuelven frágiles después de su exposición a la luz UV durante 1700 horas aproximadamente.

Por tanto, aún existe la necesidad de composiciones y métodos para su utilización que estabilicen materiales poliméricos y ofrezcan protección frente a la exposición a la luz UV durante períodos de tiempo prolongados. La presente invención proporciona dichos métodos y composiciones.

Resumen de la invención La presente invención se refiere a un aditivo de estabilización frente a la luz como se define en la reivindicación 1.

Los HALS útiles en la invención incluyen oligómeros de fórmula (I) 15

donde R es morfolino, alquilamina C1-C8, dialquilamina C1-C8, pirrolidilo, o ciclohexilamina, X y X1, que son iguales o diferentes, y son hidrógeno, alquilo C1-C20, o un radical de fórmula (II)

ramificada interrumpida por al menos oxi, tio, o el radical o arileno C6-C12, o aralquileno C8-C14; n es un número entero superior a 1; e Y es un átomo de halógeno, alquilamina C1-C8, dialquilamina C1-C8, pirrolidilo, morfolino, ciclohexilamina, o donde X, X1, y Z son como se ha definido previamente; con la condición de que al menos uno de X y X1 sea de fórmula (II) . Lo más preferentemente, X y X1 son iguales o diferentes, y son de fórmula (II) , donde R es morfolino u octilamina, R1 es H o CH3, R2 es H, R3 y R4 son CH3, Z es C6H12, e Y es morfolino, octilamina, o donde X, X1, y Z son como se ha definido previamente.

Otros HALS útiles en la invención incluyen, pero no están limitados a los siguientes:

Bis (1-octiloxi-2, 2, 6, 6, tetrametil-4-piperdinil) sebacato;

una mezcla de dimetil succinato, polimerizado con 4-hidroxi-2, 2, 6, 6-tetrametil-1-piperidinetanol y N, N'-bis (2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidinil) -1, 6-hexano diamina polimerizado con 2, 4, 6-tricloro-1, 3, 5-triacina, y sus productos de reacción con 2, 4, 4-trietil-2-pentanamina;

1, 3, 5-triacin-2, 4, 6-triamina, N, N"'[1, 2-etanodiilbis[[[4, 6-bis[butil (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4-piperidinil) amino]-1, 3, 5triacin-2-il]imino]-3, 1-propanodiil]]-bis[N', N"-dibutil-N', N"-bis (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4-piperidinilo) -; y

1, 3, 5-triacin-2, 4, 6-triamina, N, N"'[1, 2-etanodiilbis[[[4, 6-bis[butil (1-ciclohexiloxi-2, 2, 6, 6-tetraametil-4

piperidinil) amino]-1, 3, 5-triacin-2-il]imino]-3, 1-propanodiil]]-bis[N', N"-dibutil-N', N"-bis (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4piperidinilo) -;

N, N'-bis (2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidinil) -1, 6-hexanodiamina, polimerizado con 2, 4, 6-tricloro-1, 3, 5-triacina, y sus productos de reacción con 2, 4, 4-trimetil-2-pentanamina;

poli (metilpropil-3-oxi- (2', 2', 6', 6'-tetrametil-4'-piperidinil) ] siloxano; poli[metilpropil-3-oxi- (1', 2', 2', 6', 6'-pentametil-4'-piperidinil) ] siloxano; y 1, 3-propanodiamina, N, N"-1, 2-etanodiilbis-, polimerizado con 2, 4, 6-tricloro-1, 3, 5-triacina, y sus productos de reacción con N-butil-2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidinamina. Normalmente, el absorbente de luz de triacina es de fórmula (III)

donde A, B y C son cada uno aromáticos, al menos uno de A, B y C está sustituido por un grupo hidroxi en orto con respecto al punto de unión del anillo triacina, y cada uno de R1 a R9 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno, hidroxi, alquilo, alcoxi, sulfónico, carboxi, halo, haloalquilo y acilamino. Preferentemente, el absorbente de luz de triacina es de fórmula (IV)

donde R10, R11, R12 y R13 son iguales o diferentes, y se seleccionan individualmente del grupo que consiste en 20 hidrógeno, hidroxi, alquilo, alcoxi, sulfónico, carboxi, halo, haloalquilo y acilamino, y R14 es hidrógeno o alquilo C1 a C18. Lo más preferentemente, R10, R11, R12 y R13 son H o CH3, y R14 es hidrógeno, C8H13, o C8H17.

Otros absorbentes de luz de triacina útiles incluyen, pero no están limitados a 2- (4, 6-Difenil-1, 3, 5-triacin-2-il)... [Seguir leyendo]

1. Una composición aditiva para la estabilización frente a la luz que comprende al menos un absorbente de la luz a base de orto-hidroxi tris-aril triacina, y al menos un HALS oligomérico, polimérico, o de alto peso molecular que tiene un peso molecular de al menos 500 g/mol, donde la relación ponderal de HALS a absorbente de luz a base de ortohidroxi tris-aril triacina está entre 3:1 y 20:1, y donde el HALS es un oligómero o un polímero o se selecciona del grupo que consiste en:

Bis (1-octiloxi-2, 2, 6, 6, tetrametil-4-piperidinil) sebacato;

1, 3, 5-triacin-2, 4, 6-triamina, N, N"'[1, 2-etanodiilbis[[[ (4, 6-bis[butil (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4-piperidinil) amino]-1, 3, 5triacin-2-il]imino) -3, 1-propanodiil]]-bis[N', N"-dibutil-N', N"-bis (1, 2, 2, 6, 6-pentametil-4-piperidinilo) ; y 1, 3, 5-triacin-2, 4, 6-triamina, N, N"'[1, 2-etanodiilbis[[