Polieterimidas con sustitución de cloro que presentan un índice térmico relativo mejorado.

Polieterimida que comprende una unidad estructural de fórmula (I):

**Fórmula**

en la que R y R' pueden ser un grupo alquilo C2 a C20 lineal o cíclico o un grupo arilo C6 a C30 sustituido o no sustituido, n presenta un valor de 1 a 40,

en la que la polieterimida presenta un contenido de OH que es superior a 0 e inferior o igual a 100 partes por millón en peso (ppm);

en la que la polieterimida presenta un índice térmico relativo que es superior o igual a 170oC, determinado con el protocolo UL746B de Underwriters Laboratory; y

en la que la polieterimida presenta un contenido de cloro que es superior a 0 ppm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/062191.

Solicitante: SABIC INNOVATIVE PLASTICS IP B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: PLASTICSLAAN 1 4612 PX BERGEN OP ZOOM PAISES BAJOS.

Inventor/es: GUGGENHEIM, THOMAS, LINK, CHIONG,HENDRICH, NAVARRO DE CASTRO,MIGUEL ÁNGEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C07D209/48 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07D COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares C08). › C07D 209/00 Compuestos heterocíclicos que contienen ciclos de cinco miembros, condensados con otros ciclos, con solamente un átomo de nitrógeno como heteroátomo. › con átomos de oxígeno en posición 1 y 3, p. ej. ftalimida.
  • C08G73/10 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 73/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene nitrógeno con o sin oxígeno o carbono en la cadena principal de la macromolécula, no previstos por los grupos C08G 12/00 - C08G 71/00. › Polimidas; Poliesterimidas; Poliamida-imidas; Acidos de poliamida o similares precursores de poliimidas.
  • C08G73/12 C08G 73/00 […] › Precursores de poliimida insaturada.
  • C08L71/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de poliéteres obtenidos por reacciones que forman un éter unido en la cadena principal (de poliacetales C08L 59/00; de resinas epoxi C08L 63/00; de politioéter-éteres C08L 81/02; de poliéter-sulfonas C08L 81/06 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros.
  • C08L79/08 C08L […] › C08L 79/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene nitrógeno con o sin oxígeno o carbono solamente en la cadena principal, no previstos por los grupos C08L 61/00 - C08L 77/00. › Polimidas; Poliéster-imidas; Poliamida-imidas; Acidos de poliamida o similares precursores de poliimidas.
  • C08L81/02 C08L […] › C08L 81/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene azufre con o sin nitrógeno, oxígeno o carbono, solamente en la cadena principal; Composiciones de polisulfonas; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Politioéteres; Politioéter-poliéteres.
  • C08L81/06 C08L 81/00 […] › Polisulfonas; Poliétersulfonas.

PDF original: ES-2453894_T3.pdf

 

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Polieterimidas con sustitución de cloro que presentan un índice térmico relativo mejorado.

Fragmento de la descripción:

Polieterimidas con sustitución de cloro que presentan un índice térmico relativo mejorado.

Antecedentes La invención se refiere al campo de las polieterimidas. Las polieterimidas son termoplásticos de ingeniería que son térmicamente estables y que de muchas aplicaciones bajo exigentes temperaturas elevadas. Son conocidas las polieterimidas preparadas mediante métodos de desplazamiento del cloro.

Desafortunadamente se ha descubierto que las polieterimidas con sustitución de cloro preparadas mediante métodos de desplazamiento del cloro muestran propiedades de índice térmico relativo reducido que no pueden utilizarse en algunas aplicaciones comerciales. El índice térmico relativo es una propiedad conocida que indica cómo se degradan las propiedades del polímero tras someterlo a envejecimiento por calor. Los materiales se investigan con respecto a la retención de determinadas propiedades críticas (por ejemplo la resistencia dieléctrica, la inflamabilidad, la resistencia al impacto y la resistencia ténsil) como parte de un programa a largo plazo de envejecimiento térmico realizado de acuerdo con el estándar para evaluaciones de propiedades a largo plazo de materiales poliméricos (UL746B) de Underwriters Laboratories, Inc. Se ha supuesto que el final de la vida útil de un material en cada temperatura de ensayo en este programa es el tiempo en que el valor de la propiedad crítica se ha reducido a 50% de su valor original (sin modificación) .

Por los motivos anteriormente indicados, todavía existe una necesidad no satisfecha de polieterimidas con sustitución del cloro que presenten propiedades de índice térmico relativo mejoradas y de métodos para preparar dichas polieterimidas con sustitución del cloro.

Sumario En la presente memoria se da a conocer una polieterimida que comprende una unidad estructural de fórmula (I) :

en la que R y R' pueden ser un grupo alquilo C2 a C20 lineal o cíclico o un grupo arilo C6 a C30 sustituido o no sustituido, n presenta un valor de entre 1 y 40, 35 en el que la polieterimida presenta un contenido de OH que es superior a 0 e inferior o igual a 100 partes por millón en peso (ppm) , en el que la polieterimida presenta un índice térmico relativo que es superior o igual a 170ºC, y

en el que la polieterimida presenta un contenido de cloro que es superior a 0 ppm. También se da a conocer en la presente memoria una polieterimida que comprende una unidad estructural de fórmula (III) :

en la que n es un número entero con un valor de entre 1 y 40,

en el que la polieterimida presenta un contenido de OH que es superior a 0 e inferior o igual a 100 partes por millón en peso (ppm) , en el que la polieterimida presenta un índice térmico relativo que es superior o igual a 170ºC, y en el que la polieterimida presenta un contenido de cloro que es superior a 0 ppm.

Se da a conocer además un procedimiento para preparar una polieterimida que presenta una unidad estructura de fórmula (I) que implica poner en contacto, en o-diclorobenceno o anisol como diluyente, cantidades sustancialmente equimolares de una sal disódica de un compuesto dihidroxi de fórmula HO-R'-OH, y una suspensión (slurr y ) de una bisimida, en presencia de una cantidad catalíticamente activa de un catalizador de transferencia de fases, polimerizando de esta manera la bisimida y la sal disódica,

en el que la bisimida y la sal disódica se polimerizan en presencia de una base seleccionada de entre el grupo que consiste en carbonatos de metal alcalino, hidruros de alquilo, hidróxidos de metal alcalino, fosfatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino, acetatos de metal alcalino y combinaciones de los mismos,

en el que dicha suspensión de bisimida comprende el producto de reacción de una mezcla que comprende una diamina de fórmula H2N-R-NH2, anhídrido cloroftálico, anhídrido ftálico opcional y o-diclorobenceno o anisol, y un catalizador de imidización opcional, presentando dicha mezcla un contenido de sólidos superior o igual a aproximadamente 5% en peso,

en el que la base se añade en una cantidad que resulta suficiente para producir la polieterimida que presenta el contenido de OH indicado anteriormente.

Se da a conocer además un procedimiento para preparar una polieterimida que presenta una unidad estructural de fórmula (III) que implica poner en contacto, en o-diclorobenceno o anisol como diluyente, cantidades sustancialmente equimolares de sal disódica de bisfenol A y una suspensión de 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno, en presencia de una cantidad catalíticamente activa de un cloruro de hexaalquilguanidinio como catalizador de transferencia de fases, polimerizando de esta manera el 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno y la sal disódica de bisfenol A,

en el que el 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno y la sal disódica de bisfenol A se polimerizan en presencia de una base seleccionada de entre el grupo que consiste de carbonatos de metal alcalino, hidruros de alquilo, hidróxidos de metal alcalino, fosfatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino, acetatos de metal alcalino y combinaciones de los mismos,

en el que dicha suspensión de 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno comprende el producto de reacción de una mezcla que comprende m-fenilendiamina, anhídrido 4-cloroftálico, anhídrido ftálico opcional y o-diclorobenceno o anisol, y un catalizador de imidiazación opcional, presentando dicha mezcla un contenido de sólidos superior o igual a aproximadamente 5% en peso,

en el que la base se añade en una cantidad que resulta suficiente para producir la polieterimida con el contenido de OH indicado anteriormente.

En otra forma de realización, la invención se refiere a una polieterimida que presenta la estructura de fórmula (III) :

en la que n es un número entero con un valor de entre 1 y 40,

en el que la polieterimida presenta un contenido de OH que es superior a 0 e inferior o igual a 100 ppm,

en el que la polieterimida presenta un índice térmico relativo que es superior o igual a 170ºC,

en el que la polieterimida presenta un contenido de cloro que es superior a 0 ppm,

en el que la polieterimida se prepara mediante un procedimiento que comprende poner en contacto, en odiclorobenceno o anisol como diluyente, cantidades sustancialmente equimolares de sal disódica de bisfenol A y una suspensión de 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno, en presencia de una cantidad catalíticamente activa de un cloruro de hexaalquilguanidinio a modo de catalizador de transferencia de fase, polimerizando de esta manera el 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno y la sal disódica de bisfenol A,

en el que el 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno y la sal disódica de bisfenol A se polimerizan en presencia de una base seleccionada de entre el grupo que consiste en carbonatos de metal alcalino, hidruros de alquilo, fosfatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino, hidróxidos de metal alcalino, acetatos de metal alcalino y combinaciones de los mismos,

en el que dicha suspensión de 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno comprende el producto de reacción de una mezcla que comprende m-fenilendiamina, anhídrido 4-cloroftálico, anhídrido ftálico opcional y o-diclorobenceno o 5 anisol, y un catalizador de imidización, presentando dicha mezcla un contenido de sólidos superior o igual a aproximadamente 5% en peso,

en el que se añade la base en una cantidad que resulta suficiente para producir la polieterimida con una cantidad igual o inferior a 100 ppm de grupos terminales hidroxi.

Dichas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto haciendo referencia a la descripción siguiente y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 es una representación gráfica de los resultados de envejecimiento de ITR para una resina de control y una resina candidata.

La figura 2 es una representación gráfica de la extrapolación del ITR.

La figura 3 es una representación gráfica de datos de los ejemplos.

Descripción La invención se basa en el inesperado descubrimiento de que resulta posible preparar polieterimidas que presentan un índice térmico relativo (ITR) de 170ºC o superior mediante la reducción del contenido de grupos hidroxilos en la polieterimida hasta un intervalo que es superior a 0 o inferior o igual a 100 ppm mediante la utilización de un conjunto específico de bases y condiciones de procedimiento. Notablemente, se ha encontrado que en el caso de que la polieterimida presente un contenido de grupos OH entre un valor superior a 0 y un valor inferior o igual a aproximadamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Polieterimida que comprende una unidad estructural de fórmula (I) :

en la que R y R' pueden ser un grupo alquilo C2 a C20 lineal o cíclico o un grupo arilo C6 a C30 sustituido o no sustituido, n presenta un valor de 1 a 40,

en la que la polieterimida presenta un contenido de OH que es superior a 0 e inferior o igual a 100 partes por millón en peso (ppm) ;

en la que la polieterimida presenta un índice térmico relativo que es superior o igual a 170ºC, determinado con el protocolo UL746B de Underwriters Laborator y ; y 15 en la que la polieterimida presenta un contenido de cloro que es superior a 0 ppm.

2. Polímero según la reivindicación 1, en el que el contenido de cloro es superior a 0 e inferior o igual a 4.000 ppm.

3. Polímero según la reivindicación 1 o 2, en el que la polieterimida presenta una clasificación de retardante de llama de V0 a 1, 5 mm.

4. Polímero según la reivindicación 3, en el que la polieterimida presenta una clasificación de retardante de llama de V0 a 0, 8 mm. 25

5. Polieterimida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que presenta la unidad estructural de fórmula (III) :

en la que n es un número entero con un valor de 1 a 40.

6. Composición que comprende la polieterimida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y un polímero adicional.

7. Procedimiento para preparar la polieterimida según la reivindicación 1, que comprende poner en contacto, en odiclorobenceno o anisol como diluyente, cantidades sustancialmente equimolares de una sal disódica de un compuesto dihidroxi de fórmula HO-R'-OH, y una suspensión de una bisimida, en presencia de un catalizador de transferencia de fases, polimerizando así la bisimida y la sal disódica;

en el que la bisimida y la sal disódica se polimerizan en presencia de una base seleccionada de entre el grupo que consiste en carbonatos de metal alcalino, hidruros de alquilo, hidróxidos de metal alcalino, fosfatos de metal alcalino, bicarbonatos de metal alcalino, acetatos de metal alcalino y combinaciones de los mismos;

en el que dicha suspensión de bisimida comprende el producto de reacción de una mezcla que comprende una 45 diamina de fórmula H2N-R-NH2, anhídrido cloroftálico; y o-diclorobenceno o anisol; y un catalizador de imidización opcional, presentando dicha mezcla un contenido de sólidos superior o igual a 5% en peso;

en el que la base se añade en una cantidad superior a 0 e inferior o igual a 2 por ciento en peso, basado en el peso del polímero.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la bisimida se prepara haciendo reaccionar anhídrido cloroftálico y una cantidad en exceso de diamina o una cantidad estequiométrica de diamina.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, en el que el procedimiento comprende además añadir un agente de

terminación y grupos amina de terminación.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la sal disódica presenta un exceso de

hidróxido sódico y es rica en sustancia cáustica. 5

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que la base es K3PO4 y el K3PO4 se añade en una solución acuosa y el K3PO4 se seca con sal disódica de bisfenol A o 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno antes de la adición a la suspensión.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que la base es K3PO4 y el K3PO4 se añade como sólido y presenta un tamaño de partícula superior a 0 e inferior o igual a 400 micrómetros.

13. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el hidróxido de metal alcalino es el hidróxido sódico.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, en el que la sal disódica es una sal disódica de bisfenol A, la suspensión de bisimida es una suspensión de 1, 3-bis[N- (4-cloroftalimido) ]benceno y el catalizador de transferencia de fases es cloruro de hexaalquilguanidinio, en el que dicha suspensión de 1, 3-bis[N- (4cloroftalimido) ]benceno comprende el producto de reacción de una mezcla que comprende m-fenilendiamina; anhídrido 4-cloroftálico; y o-diclorobenceno o anisol; y un catalizador de imidización opcional, presentando dicha mezcla un contenido de sólidos superior o igual a 5% en peso.

15. Artículo que comprende el polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.


 

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