Coloración de plásticos.

Un método para comunicar color a un sustrato de plástico, que comprende aplicar al sustrato,

o incorporar dentro del sustrato, un compuesto de diacetileno de fórmula general (I)

T-C≡C-C≡C-(CH2)n-C(≥O)-QR1 (I)

en donde

n ≥ 1 a 20;

T ≥ H, un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos, o -(CH2)m-C(≥O)-Q2R2;

Q1 ≥ NH, CO, NHCONH, OCONH, COS, NHCSNH o NR3,

en donde m y Q2 se seleccionan independientemente de los mismos grupos que n y Q1 respectivamente;

R2 y R3 son independientemente un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos;

e irradiar el sustrato para comunicar color al sustrato.

en donde R1 es un grupo hidrocarbonado alifático saturado que tiene una longitud de cadena de 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 o 20 átomos de carbono.

Coloración de plásticos Campo de la invención La presente invención se refiere a un método para comunicar color a un sustrato de plástico, y a sustratos de plástico coloreados obtenidos de este modo.

Antecedentes de la invención Se sabe que ciertos diacetilenos son capaces de formar color al ser expuestos a la luz. Se sabe bien en la técnica que el ácido 10, 12-pentacosadiinoico es un ejemplo de tal diacetileno. Este compuesto es inicialmente incoloro en su estado no reaccionado, pero al ser expuesto a la luz UV sufre una reacción de polimerización topoquímica para generar un polidiacetileno de color azul, que puede ser transformado después en una forma de color rojo por perturbaciones térmicas.

La solicitud de patente internacional WO06/018640 da a conocer la aplicación de diacetilenos, tales como ácido 10, 12-pentacosadiinoico, en aplicaciones de impresión multicolor en combinación con una especie generadora de fotoácidos o fotobases. Los diacetilenos formadores de color, tales como el ácido 10, 12-pentacosadiinoico, son típicamente muy reactivos, y pueden sufrir la reacción de polimerización inicial al ser expuestos a valores de fluencia tan bajos como 50 mJcm-2. La consecuencia de esta alta reactividad es una escasa estabilidad a la radiación del medio ambiente. Los diacetilenos sensibles a la luz se polimerizarán gradualmente y se volverán azules en el almacenamiento, incluso en la oscuridad, ya que a menudo la alta sensibilidad a la luz se combina con alta sensibilidad térmica. Para generar revestimientos incoloros con estos compuestos normalmente es necesario purificarlos, por medio de recristalización, antes del uso, lo que requiere mucho tiempo y es ineficiente. También, cualesquiera revestimientos preparados usando estos diacetilenos se volverán azules gradualmente al ser expuestos a la radiación del medio ambiente. Esto limita severamente el intervalo de aplicaciones en las que se puede usar el revestimiento.

La solicitud de patente internacional WO 2009/081385 describe un material termoplástico que comprende un polímero y al menos una sustancia policrómica. La sustancia policrómica es un diacetileno funcionalizado. En los Ejemplos, se usa ácido 10, 12-pentacosadiinoico. Los materiales pueden estar sujetos a algo de decoloración tras un almacenamiento prolongado en la oscuridad.

Compendio de la invención De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona un método para comunicar color a un sustrato de plástico, que comprende aplicar al sustrato, o incorporar dentro del sustrato, un compuesto de diacetileno de fórmula general (I)

T-CC-CC- (CH2) n-C (=O) -QR1 (I)

en donde n = 1 a 20;

R1 = un grupo hidrocarbonado alifático saturado que tiene una longitud de cadena de 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 o 20 átomos de carbono;

T = H, un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos, o - (CH2) m-C (=O) -Q2R2;

Q1 = NH, CO, NHCONH, OCONH, COS, NHCSNH o NR3,

en donde m y Q2 se seleccionan independientemente de los mismos grupos que n y Q1 respectivamente;

R2 y R3 son, independientemente, un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos;

e irradiar el sustrato para comunicar color al sustrato.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención se proporciona un sustrato de plástico coloreado obtenible por el método del primer aspecto de la invención.

Los autores de la invención han observado ciertos compuestos de diacetileno que en su forma sólida inicial no son reactivos a la luz UV, y en esta forma inicial son esencialmente incapaces de sufrir reacciones de cambio de color inducidas por la luz. Sin embargo, cuando dichos compuestos de diacetileno son activados de alguna manera, por ejemplo por fusión y resolidificación, se transforman irreversiblemente en una forma sólida que es altamente reactiva a la luz UV y sufrirá posteriormente reacciones de cambio de color inducidas por la luz: incoloro a azul a magenta, a rojo a naranja a amarillo, y verde.

Los autores de la invención han encontrado que ciertos diacetilenos activables son sorprendentemente ventajosos para el uso en coloración de plásticos.

Siendo activables, en su forma de polvo no se decoloran en el almacenamiento y por consiguiente pueden ser almacenados en condiciones ambientales sin necesidad de una purificación/recristalización en el momento de uso. Además, una vez moldeados hasta una pieza de plástico se ha demostrado que sorprendentemente no sufren decoloración tras un almacenamiento prolongado en la oscuridad, particularmente tras un almacenamiento prolongado a temperaturas elevadas. Esto ofrece beneficios sobre los Ejemplos en la técnica anterior.

Descripción detallada de la invención Compuestos formadores de color La presente invención hace uso de diacetilenos que son "activables", es decir, tienen una primera forma sólida que es relativamente no reactiva a la luz, pero tras una "activación" se transforman irreversiblemente en una segunda forma que es relativamente reactiva a la luz y son capaces por tanto de sufrir una reacción de cambio de color para crear una imagen visible. Sin estar limitados por la teoría, la activación podría ser un proceso de recristalización, modificación de la forma cristalina, combinación co-cristalina o fusión/resolidificación.

Los ejemplos de compuestos de ácido carboxílico de diacetileno que se pueden usar en la presente invención incluyen: ácido 12, 14-hexacosadiindioico, ácido 11, 13-tetracosadiindioico, ácido 10, 12-docosadiindioico, ácido 9, 11eicosadiindioico, ácido 8, 10-octadecadiindioico, ácido 7, 9-hexadecadiindioico, ácido 6, 8-tetradecadiindioco, ácido 5, 7-docosadiindioico, ácido 4, 6-decadiindioico, ácido 3, 5-octadiindioco, ácido 2, 4-hexadiindioico, ácido 10, 12pentacosadiinoico, ácido 5, 7-dodecadiinoico, ácido 4, 6-dodecadiinoico, ácido 5, 7-eicosadiinoico, ácido 6, 8heneicosadiinoico, ácido 8, 10-heneicosadiinoico, ácido 12, 14-heptacosadiinoico, ácido 2, 4-heptadecadiinoico, ácido 4, 6-heptadecadiinoico, ácido 5, 7-hexadecadiinoico, ácido 10, 12-heneicosaadiinoico, ácido 10, 12-nonacosadiinoico, ácido 10, 12-heptacosadiinoico, ácido 10, 12-octadecadiinoico, ácido 10, 12-pentacosadiinoico, ácido 10, 12tricosadiinoico, ácido 6, 8-nonadecadiinoico, ácido 5, 7-octadecadiinoico, ácido 10, 12-octadecadiinoico, ácido 5, 7tetradecadiinoico, ácido 10, 12-pentacosadiinoico y ácido 10, 12-docosadiindioico, y derivados de los mismos son particularmente preferidos. Donde el compuesto de diacetileno es un ácido dicarboxílico y derivados del mismo, puede ser simétrico o bien no simétrico, bien con respecto a n y/o bien a la longitud de la cadena alquílica. Los diacetilenos preferidos son simétricos alrededor de la unidad diacetileno, es decir, T = (CH2) n- (C=O) -Q1R1.

Otros diacetilenos incluyen alcoholes de diacetileno tales como 5, 7-eicosaidin-1-ol y ácido 14-hidroxi-10, 12tetradecadiinoico y derivados de los mismos.

En los compuestos de diacetileno de fórmula general (I) el grupo ácido carboxílico está preferiblemente funcionalizado a una amida. Estos compuestos se pueden preparar fácilmente haciendo reaccionar un ácido carboxílico de diacetileno con un agente de cloración tal como cloruro de oxalilo y haciendo reaccionar después el cloruro de ácido de diacetileno con una amina, siendo las aminas primarias las más preferidas.

La amina primaria es un compuesto con la siguiente estructura general:

R-NH2

donde R es un grupo alquilo, que puede ser un grupo hidrocarbonado de cadena lineal, anular o ramificada. La cadena alquílica puede comprender heteroátomos tales como O, halógenos, N y S. Puede estar sustituida con otros grupos funcionales tales como -OH, -NH2, -SH y derivados de los mismos, anillos aromáticos, anillos heteroaromáticos y derivados sustituidos de los mismos. Estos pueden ser preparados fácilmente haciendo reaccionar un ácido carboxílico de diacetileno con un agente de cloración tal como cloruro de oxalilo y haciendo reaccionar después el cloruro de ácido de diacetileno con la amina primaria en presencia de una base. Las cadenas alquílicas, R, son cadenas hidrocarbonadas alifáticas, saturadas, representadas por la siguiente fórmula:

CpH2p+1

donde p es un número entero 20.

Las cadenas hidrocarbonadas alifáticas, saturadas, pueden ser de cadena lineal, anillos o ramificadas. Se prefieren particularmente cadenas lineales. Los ejemplos de aminas primarias de cadenas hidrocarbonadas alifáticas, saturadas, que comprenden 1 a 20 átomos de carbono incluyen: metilamina, etilamina, propilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, nonilamina,... [Seguir leyendo]

1. Un método para comunicar color a un sustrato de plástico, que comprende aplicar al sustrato, o incorporar dentro del sustrato, un compuesto de diacetileno de fórmula general (I) T-CC-CC- (CH2) n-C (=O) -QR1 (I) en donde n = 1 a 20; T = H, un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos, o - (CH2) m-C (=O) -Q2R2; Q1 = NH, CO, NHCONH, OCONH, COS, NHCSNH o NR3, en donde m y Q2 se seleccionan independientemente de los mismos grupos que n y Q1 respectivamente; R2 y R3 son independientemente un grupo alquilo C1-20 opcionalmente sustituido que puede contener heteroátomos;

e irradiar el sustrato para comunicar color al sustrato. en donde R1 es un grupo hidrocarbonado alifático saturado que tiene una longitud de cadena de 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 o 20 átomos de carbono.

2. Un método según la reivindicación 1 o 2, en donde Q1 y Q2, si está presente, son NH.

3. Un método según la reivindicación 1 o 2, en donde R2, si está presente, es un grupo hidrocarbonado alifático, saturado.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde T = (CH2) n-C (=O) -Q1R1.

5. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde n = 8.

6. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde el compuesto de diacetileno es aplicado inicialmente al sustrato de plástico o incorporado dentro del sustrato de plástico en una forma inactiva, y es activado posteriormente por un estímulo de activación, antes de ser irradiado para comunicar color al sustrato de plástico.

7. Un método según la reivindicación 6, en donde el estímulo de activación es calor o luz.

8. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde el sustrato es irradiado con luz en el intervalo de longitudes de onda 200 a 450 nm para comunicar color al sustrato.

9. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde el sustrato de plástico comprende además un agente absorbente de luz, preferiblemente un agente absorbente del infrarrojo cercano que absorbe luz en el intervalo de longitudes de onda 700 a 2.500 nm.

10. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde el sustrato de plástico es poli (tereftalato de etileno) o una poliolefina, preferiblemente polietileno, polipropileno, o mezclas de los mismos.

11. Un método según cualquier reivindicación precedente, en donde el compuesto de diacetileno es incorporado en el sustrato de plástico cuando el sustrato de plástico está en forma fundida.

12. Un sustrato de plástico coloreado obtenible por un método según cualquier reivindicación precedente.

13. Un compuesto seleccionado de: 10, 12-docosadiin-bis-n-hexilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-octilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-decilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-dodecilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-tetradecilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-hexadecilamida, 10, 12-docosadiin-bis-n-octadecilamida.