ES2218771T3

ES2218771T3 - Composicion de resina antiestatica.

Info

Publication number: ES2218771T3
Application number: ES98305803T
Authority: ES
Inventors: Johannes Gerardus Henricus Willems; Theodorus Lambertus Hoeks
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2004-11-16
Anticipated expiration: 2018-07-21
Also published as: AU7730098A; JPH11124465A; CN1208748A; AU750137B2; EP0897950A2; EP0897950B1; DE69822940D1; EP0897950A3; JP3962837B2; DE69822940T2; BR9802551A; US6194497B1

Abstract

SE EXPONE UNA COMPOSICION DE RESINA TERMOPLASTICA ANTI ESTATICA CON UN 90 - 99,95% EN PESO DE UNA RESINA TERMOPLASTICA Y, SEGUN EL PORCENTAJES ANTERIOR, DE UN 10 A UN 0,05% PESO DE UNA SAL DEL ACIDO SULFONICO DE CARBONO HALOGENADO, DE UN COMPUESTO DE FOSFONIO POLISUSTITUIDO, COMO EL SULFONATO FLUORADO DE FOSFONIO, Y CARACTERIZADO PORQUE LA RESINA TERMOPLASTICA ES UN POLICARBONATO AROMATICO, POLIETERIMIDA, POLIESTER, POLIFENILEN - ETER, MEZCLA POLIMERICA DE POLIFENILEN - ETER/ESTIRENO, POLIAMIDA, POLICETONA, ACRILONITRILO - BUTADIEN - ESTIRENO, SUS MEZCLAS Y LAS MEZCLAS DE LOS MISMOS CON OTROS MATERIALES. LA RESINA TERMOPLASTICA ES PREFERENTEMENTE UN POLICARBONATO AROMATICO TRANSPARENTE.

Description

Composición de resina antiestática.

Esta invención se refiere a una composición de resina antiestática, particularmente a composiciones de resina transparente que comprenden un polímero termoplástico y una sal de ácido carbono sulfónico halogenado de un compuesto de fosfonio polisustituido y a una sal de ácido carbono sulfónico halogenado de un compuesto de fosfonio polisustituido

Muchos polímeros, o combinaciones de polímeros, son relativamente no conductores. De esta forma, esto puede dar como resultado la aparición de carga estática durante el procesado y uso del polímero. Las partes compuestas del polímero cargado pueden atraer polvo, que son pequeñas partículas, y pueden de esta manera interferir con una superficie de apariencia lisa. Las partículas atraídas a la superficie de un artículo compuesto pueden también causar una disminución en la transparencia del artículo. De manera adicional, la carga electrostática puede ser un serio obstáculo en el proceso de producción de tales polímeros. Antiguamente, se usaron agentes eléctricamente conductores tales como el carbono y las partículas metálicas o tensioactivos, en diversos intentos para reducir las cargas electrostáticas de los materiales macromoleculares sintéticos mezclándolos internamente de manera conjunta, o por recubrimiento del material con un agente. Estos procedimientos que emplean agentes eléctricamente conductores no son generalmente factibles por muchas razones tales como la gran cantidad de agentes que se deben utilizar usualmente, la dificultad de añadirlos al material, la dificultad para obtener un producto transparente o la retención de las propiedades mecánicas y reológicas, si es este el caso, y el alto coste de tales agentes conductores. De esta manera, estos agentes pueden usarse únicamente en situaciones limitadas.

Los agentes antiestáticos son materiales que se añaden a los polímeros para reducir su tendencia a adquirir una carga electrostática, o cuando está presente una carga, estos agentes antiestáticos promueven la disipación de dicha carga. Los agentes antiestáticos son usualmente de naturaleza hidrófila o iónica. Cuando están presentes en la superficie de los materiales poliméricos, facilitan la transferencia de electrones y de ésta manera eliminan la aparición de una carga estática. Los agentes antiestáticos se han aplicado de dos maneras. Un procedimiento usa agentes antiestáticos externos que se aplican por pulverización de la superficie o mojado del material polimérico. El segundo procedimiento usa agentes antiestáticos internos, que se añaden al polímero antes de la fabricación. Es necesario que los agentes antiestáticos aplicados de esta manera sean térmicamente estables y capaces de migrar a la superficie durante el tratamiento.

Ya que existen muchos agentes antiestáticos que tienen tensioactivos como constituyente principal, pueden se-
leccionarse entre ellos los que sean más apropiados para la situación. De hecho, se han considerado y aprobado muchos de los tipos que se añaden internamente. Cuando se usan como agente antiestático de aplicación interna, sin embargo, los tensioactivos aniónicos son difíciles de manejar debido a que son de compatibilidad inferior y dispersabilidad uniforme, y tienden a descomponerse o deteriorarse cuando se calientan. Los tensioactivos catiónicos que contienen nitrógeno cuaternario en sus moléculas y los tensioactivos anfóteros, por otra parte, se pueden usar sólo en situaciones limitadas debido a que resisten mal el calor, aunque sus características antiestáticas son buenas. Como para los tensioactivos no iónicos, son relativamente superiores a los anteriormente mencionados tensioactivos iónicos respecto a la compatibilidad con los materiales macromoleculares sintéticos, pero tienden a ser pobres en características antiestáticas y sus efectos desaparecen con el tiempo a temperaturas normales o altas. Por otra parte, debido a la estabilidad térmica limitada de estos agentes antiestáticos tensioactivos no iónicos, su uso con resinas termoplásticas técnicas, tales como los policarbonatos aromáticos, está también limitado debido a las temperaturas a las cuales tales resinas se procesan. De esta manera, estos tipos de tensioactivos afectan adversamente alas propiedades ópticas de los policarbonatos aromáticos. Si bien se ha informado acerca de las sales metálicas de los ácidos sulfónicos orgánicos, especialmente como agentes antiestáticos de aplicación interna para resinas de policarbonatos y poliéster que se moldean a altas temperaturas, no son lo suficientemente compatibles con resinas resistentes al calor. Una consecuencia adversa de su insuficiente compatibilidad es que las características de trasparencia de ciertos materiales macromoleculares tales como los policarbonatos se pierden con dichos agentes antiestáticos. Se ha informado también del uso de sales de fosfonio o de ácidos sulfónicos orgánicos que tienen un sustituyente halógeno como un retardante para llamas (Patente de los Estados Unidos. Nº 4,093.589), pero se espera que sirvan también como agentes antiestáti-
cos.

Otra patente describe la reducción de la carga estática en resinas de policarbonato. Ésta es la Patente de los Estados Unidos. Nº 4.943.380, que describe una composición antiestática que contiene entre 90-99,9% en peso de policarbonato y 0,1-1,0% en peso de un fosfonio sulfonato resistente al calor que tiene la fórmula general

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en la que R es un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene entre 1 y 18 átomos de carbono; R_{1}, R_{2} y R_{3} son iguales, siendo cada uno un hidrocarburo alifático con 1-18 átomos de carbono o un grupo hidrocarburo aromático; y R_{4} es un grupo hidrógeno con 1-18 átomos de carbono. Los tensioactivos catiónicos correspondientes que contienen nitrógeno cuaternario en sus moléculas se pueden usar sólo en situaciones limitadas, debido a que son extremadamente pobres en la resistencia al calor aunque sus características antiestáticas son buenas(Patente de los Estados Unidos. Nº 5.468.973).

Resumen de la invención

Es, por tanto, un objeto de esta invención proporcionar una composición de resina antiestática que comprenda polímeros tales como policarbonato, polieterimida, poliéster, combinaciones de polifenilén éter poliestireno, poliamidas, policetonas, acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) o combinaciones de estos polímeros, o combinaciones de los anteriores con otros materiales o polímeros, y un material antiestático resistente al calor, con los que se pueden eliminar los anteriormente mencionados problemas de los agentes convencionales.

Es otro objeto de esta invención proporcionar un nuevo agente antiestático que pueda añadirse internamente a una resina sintética, preferiblemente teniendo características transparentes en el estado de moldeado sin que afecte adversamente a las propiedades de transparencia y mecánicas del artículo moldeado. Sin embargo, esta invención no está limitada a los termoplásticos transparentes, ya que los requisitos antiestáticos se aplican también a los artículos de polímero termoplástico moldeado, pigmentados o traslúcidos.

Descripción detallada de la invención

De manera breve, se ha descubierto, de acuerdo a la presente invención, que cantidades relativamente pequeñas de ciertas sales de fosfonio resistentes al calor del medio sustituidas con ácidos sulfónicos fluorocarbono halogenados de cadena media y corta de aproximadamente 0,05-10% de peso, preferiblemente de aproximadamente un 0,2-1,5% en peso, y más particularmente de aproximadamente 0,5-1,5% en peso, se pueden usar como agentes antiestáticos internos en policarbonato, polieterimida, poliéster, combinaciones de polifenilén éter poliestireno, poliamidas, policetonas, ABS o combinaciones de estas resinas de polímero de aproximadamente un 90-99,95% en peso, el % en peso en función del peso total del polímero y el aditivo. En general, las sales de fosfonio sustituidas de los ácidos sulfónicos de cadena media y corta que tienen la fórmula general:

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en la que X se selecciona independientemente entre halógeno o hidrógeno siempre que al menos una X sea halógeno; n, m y p son enteros entre 0 y 12; e Y es cero o un átomo heterocíclico, diferente al carbono, o un anillo atómico que es cualquiera de entre nitrógeno, oxígeno, azufre, selenio, fósforo, arsénico y similares; R_{1}, R_{2}, y R_{3} son iguales, conteniendo cada uno un radical de hidrocarburo alifático con 1-8 átomos de carbono, o un radical de hidrocarburo aromático de 6-12 átomos de carbono, y R_{4} es un radical de hidrocarburo con 1-18 átomos de carbono. Los halógenos se pueden seleccionar independientemente entre bromo, cloro, flúor y yodo. De manera preferible, el halógeno es flúor.

El fosfonio sulfonato es, de manera preferible, sulfonato fluorado de fosfonio y está compuesto de un fluorocarbono que contiene un anión sulfonato orgánico y un catión fosfonio orgánico. Entre los ejemplos de tales aniones sulfonato orgánicos se incluyen perfluoro metano sulfonato, perfluoro butano sulfonato, perfluoro hexano sulfonato, perfluoro heptano sulfonato y perfluoro octano sulfonato. Entre los ejemplos de los cationes fosfonio anteriormente mencionados se incluyen fosfonios alifáticos tales como tetrametil fosfonio, tetraetil fosfonio tetrabutil fosfonio, trietilmetil fosfonio, tributilmetil fosfonio, tributiletil fosfonio, trioctilmetil fosfonio, trimetilbutil fosfonio, trimetiloctil fosfonio, trimetillauril fosfonio, trimetilestearil fosfonio, trietiloctil fosfonio y fosfonios aromáticos tales como tetrafenil fosfonio, trifenilmetil fosfonio, trifenilbenzil fosfonio, tributilbenzil fosfonio.

El sulfonato fluorado de fosfonio de la presente invención se puede obtener por cualquier combinación de cualquiera de estos aniones sulfonato orgánicos y cationes orgánicos pero esta invención no está limitada por los ejemplos dados anteriormente. El sulfonato fluorado de fosfonio se puede producir en una forma muy pura mezclando el ácido sulfónico correspondiente y el hidróxido de fosfonio cuaternario en una mezcla solvente, seguido por evaporación de la mezcla solvente. Se puede producir, por ejemplo, el perfluoro butano sulfonato de tetrabutil fosfonio, con un rendimiento de aproximadamente el 95% colocando 98,6 g de ácido perfluoro butano sulfónico en 200 ml de una solución de hidróxido de tetrabutil fosfonio al 40% en peso y 500 ml de una mezcla solvente en un matraz, agitando la mezcla durante una hora a temperatura ambiente, aislando el sulfonato de fosfonio que se separa como una capa aceitosa, lavando éste con 100 ml de agua, seguido por evaporación de los solvente usando una bomba de vacío.

Como se ha definido anteriormente el sulfonato de fosfonio preferido empleado en esta invención es un sulfonato fluorado de fosfonio que tiene la fórmula general:

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en la que F es flúor; n es un entero de entre 1-12, S es azufre; R_{1}, R_{2} y R_{3} son iguales, siendo cada uno un radical de hidrocarburo alifático de 1-8 átomos de carbono o un radical de hidrocarburo aromático de 6-12 átomos de carbono, y R_{4} es un radical de hidrocarburo de 1-18 átomos de carbono. Las composiciones antiestáticas que comprenden sulfonato fluorado de fosfonio que se muestran en la fórmula (3) que tienen el componente principal anterior se pueden usar de muchas maneras diferentes para hacer uso de sus características antiestáticas y de compatibilidad y resistencia al calor proporcionando tales características antiestáticas al policarbonato, polieterimida, poliéster, combinaciones de polifenilén éter poliestireno, poliamidas, policetonas, ABS o combinaciones de estos polímeros. Las sales de fuorocarbono sulfonato de fosfonio de esta invención son materiales semisólidos de bajo punto de fusión, y como tales, se pueden manipular como un líquido fundido. Algunas formas de realización en la presente invención son materiales sólidos cristalinos a temperatura ambiente (15-25ºC) y son fáciles de pesar, manipular y añadir al policarbonato, polieterimida, poliéster, combinaciones de polifenilén éter poliestireno, poliamidas, policetonas, ABS o combinaciones de estos polímeros.

Una forma común para llevar a cabo este procedimiento es añadir el agente directamente y mezclarlo en el momento de producción o fabricación del polímero. Éste se puede procesar por medios convencionales, que incluyen extrusión, inyección, moldeo, moldeo por compresión o moldeo en fundido. La cantidad de sal sulfonato fuorocarbono de fosfonio añadida al policarbonato, polieterimida, poliéster, combinaciones de polifenilén éter poliestireno, poliamidas, policetonas, ABS o combinaciones de estos polímeros es una cantidad efectiva para reducir o eliminar una carga estática y se puede variar en un intervalo. Se ha encontrado que si se añade demasiada poca cantidad de la sal antiestática de sulfonato fuorocarbono de fosfonio sustituida a la resina, puede seguir existiendo una tendencia para la aparición de carga estática en el artículo fabricado con la resina. Si las cargas del aditivo antiestático son demasiado altas, la adición de estas cantidades no será económica y al mismo nivel esto puede comenzar a afectar adversamente otras propiedades de la resina. Por ejemplo, con el fin de obtener un resultado favorable para tal procedimiento de aplicación interna en calidades de policarbonato transparente es preferible añadir un agente de la presente invención en el intervalo de 0,1-1,5% en peso con respecto a la composición de moldeo, y es incluso más preferible hacerlo en un intervalo del 0,4-0,8% en peso. Los antiestáticos de la presente invención son más fuertemente resistentes frente al calor y se pueden añadir en cantidades menores que los tensioactivos iónicos convencionales, por ejemplo alquil sulfonatos de fosfonio, y las composiciones de resina tienen buenas propiedades de transparencia y mecánicas

Descripción detallada de los ejemplos

Esta invención se puede describir además por medio de los siguientes Ejemplos. Debería entenderse, sin embargo, que esta invención no queda restringida de forma alguna por estos Ejemplos. Cuando en los Ejemplo hay comentarios en forma de porcentajes, éstos son porcentajes en peso.

Se emplearon los dos procedimientos de ensayo siguientes para analizar las muestras respecto de su comportamiento antiestático. Estos fueron el ensayo de atracción de polvo, medidas de carga estática y la resistividad superficial mediante la medida de la carga estática.

Ensayo de atracción de polvo

Se desarrolló la atracción de polvo en artículos de policarbonato transparente. En este procedimiento se colocan diversas placas de color en un desecador que está saturado con polvo de NH_{4}Cl preparado in situ durante 6 minutos. La cámara de polvo se equilibra durante 1 hora antes de que se inserten las muestras. Tras una hora se retiran las muestras y se toman fotografías de las placas de color junto con el material de referencia usando una lámpara de proyector como fuente de luz. Se analiza visualmente la apariencia de las placas frente a la placa de referencia de policarbonato que no contiene agente antiestático.

Resistividad superficial

Se midió la resistividad superficial a 55ºC, ya que los valores de resistividad a temperatura ambiente tienen valores en el intervalo de 10^{17}-10^{18} Ohmios, en el que es difícil de obtener resultados precisos en el intervalo. Sin embargo, a una temperatura de 55ºC, los valores de resistividad tienen valores en el intervalo de 10^{13}-10^{14} Ohmios.

De manera adicional a los ensayos anteriores, se realizaron los siguientes ensayos:

Índice de amarillez (YI)	Determinado d acuerdo con la Norma ASTM 1925-63T
Transparencia	Determinado de acuerdo con la Norma ASTM D-1003
Turbidez	Determinado de acuerdo con las Normas ASTM 1925 63T y ASTM D-1003
Índice de volumen fundido	Determinado de acuerdo con la Norma ASTM-1238

Ejemplo 1

Este Ejemplo describe la preparación de un sulfonato fluorado de fosfonio de esta invención.

Se usó perfuorobutil sulfonato de potasio como material de partida. Se intercambió en primer lugar el potasio (ión K^{+}) por un ión H^{+} usando una columna de intercambio iónico (Rohm & Haas, Amberjet 1200 H). Una segunda etapa empleada en este procedimiento fue una reacción ácido-base usando una cola de ácido fluorocarbono sulfónico e hidróxido de tetra butil fosfonio, dando como resultado un rendimiento alto y un sulfonato fluorado de fosfonio de alta pureza. La reacción es como sigue:

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Ejemplo 2

Se usó nona-fluoro-etoxietil sulfonato de potasio como material de partida. Se intercambió primero el potasio (ión K^{+}) por un ión H^{+} usando una columna de intercambio iónico (Rohm & Haas, Amberjet 1200 H). Una segunda etapa empleada en el procedimiento fue una reacción ácido base usando una cola de ácido fluorocarbono sulfónico e hidróxido de tetra butil fosfonio dando como resultado un alto rendimiento y un sulfonato fluorado de fosfonio de alta pureza

El compuesto obtenido tiene la siguiente fórmula:

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Ejemplo 3

Se usó como material de partida Zonil-TBS (DuPont), que es una mezcla de fuorocarbonos diferentes que contiene ácidos sulfónicos y fluorocarbono conteniendo sulfonatos de amonio. Se intercambió primero el amonio (NH_{4}^{+}) por un ión H^{+} usando una columna de intercambio iónico (Rohm & Haas, Amberjet 1200 H). Una segunda etapa empleada en el procedimiento fue una reacción ácido base usando la mezcla de cola de fluorocarbono que contiene ácidos sulfónicos e hidróxido de tetra butil fosfonio. La mezcla de compuestos obtenida consiste en los siguientes componentes, en el que y es un entero de entre 1-9.

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Se determinaron las propiedades antiestáticas del sulfonato fluorado de fosfonio del Ejemplo 1 anterior en primer lugar por combinación en fundido con un agente antiestático, una resina de policarbonato aromática transparente que tiene una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,46 decilitros por g (dl/g) que se midió en cloruro de metileno a 20ºC en un extrusor de tornillo doble a una temperatura de aproximadamente 285ºC, extruído a través de un orificio de boquilla en cordones, que se enfriaron súbitamente en agua y posteriormente se convirtieron en pastillas. Las pastillas se secaron a aproximadamente 125ºC durante aproximadamente 2 horas. Las pastillas secas se moldearon por inyección en placas cuadradas de aproximadamente 10 cm con aproximadamente 2,5 mm de espesor a una temperatura de moldeo por inyección de aproximadamente 285ºC mediante una máquina de moldeo por inyección de tornillo simple. Obviamente, el perfil de temperaturas a través del cuerpo cilíndrico variaba hasta una temperatura definitiva de aproximadamente 285ºC. En este Ejemplo, la temperatura del cuerpo cilíndrico varió entre aproximadamente 20ºC hasta aproximadamente 285ºC. Cada una de las composiciones mostradas en la TABLA 1 siguiente se preparó bajo las mismas condiciones que se han indicado anteriormente, variando el contenido en policarbonato en relación con la concentración de agente antiestático presente en cada formulación. Cada formulación también contenía la misma cantidad de agente liberador del molde, absorbente UV, estabilizadores, antioxidantes y pigmentos, el total de los cuales fue de aproximadamente el 0,8% en peso del policarbonato empleado. Los resultados obtenidos fueron como sigue:

TABLA 1

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Los resultados muestran claramente las excelentes propiedades antiestáticas de la composición de esta invención, como se muestra por los resultados de la resistividad superficial y transparencia sin afectar la transparencia o el color

Ejemplo 5

Se moldearon las formulaciones del Ejemplo 4 bajo condiciones exigentes de moldeo, es decir, la temperatura de moldeo del Ejemplo 4 + 20ºC y un tiempo de refrigeración de 120 segundos, en comparación con el tiempo normal de refrigeración en el Ejemplo 4 de 20 segundos. Los resultados obtenidos fueron como sigue:

TABLA 2

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En la TABLA 2 se reseñan los resultados del moldeo por inyección de las mismas muestras a diferentes niveles usando condiciones exigentes (Temp. + 20ºC y tiempo de refrigeración = 120 s en vez de 20 s). La comparación entre los resultados de las TABLAS 1 y 2 muestra que si se usan condiciones de moldeo exigentes, la concentración del aditivo antiestático se reduce ligeramente a cargas mayores de 0,5% con el fin de obtener policarbonato antiestático. Esta es una indicación adicional de las capacidades superficiales mejoradas del aditivo antiestático de esta invención, incluso a temperaturas de proceso superiores. Esto se confirmó también para las partes moldadas a temperaturas exigentes (+ 20ºC) con el ciclo normal de tiempo (t = 20 s). Para partes moldeadas usando un moldeo normal y exigente con un ciclo de tiempo de 20 s usando cargas de 0,6% de concentración del componente antiestático, la resistividad superficial disminuyó desde 1,74 (TABLA 1) a 0,33 (TABLA 2) respectivamente. Estos resultados muestran claramente el efecto de las condiciones de moldeo sobre el comportamiento de la resistividad superficial y que la capacidad de búsqueda superficial del aditivo antiestático es dependiente de la temperatura y del ciclo de tiempo.

Ejemplo 6

Se repitió el Ejemplo 4, excepto que el material antiestático empleado fue EPA-202, un sulfonato de fosfonio de la técnica anterior obtenido de Takemoto Oil and Fat Co., LTD. La composición de EPA-202 tiene la siguiente fórmula y es una composición antiestática del Documento de los Estados Unidos. 4.943.380

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Los resultados obtenidos son como sigue:

TABLA 3

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Debería señalarse de las propiedades antiestáticas del agente antiestático de esta invención (fluoro-1-butanosulfonato de tetrabutilfosfonio, Ejemplo 1) tiene mejores propiedades antiestáticas a una concentración significativamente menor que la propiedad antiestática del sulfonato de fosfonio EPA-202 de la técnica anterior. Cuanto menor es la resistividad superficial, mejor es la propiedad antiestática del aditivo. A una concentración del 2,0% del aditivo de la técnica anterior, la resistividad es equivalente a una concentración de sólo el 0,8% del aditivo antiestático inventivo. También se señala que el EPA-202 es un aceite amarillo viscoso que incrementa el índice de amarillez, mientras que el aditivo antiestático, Ejemplo 1, es un sólido blanco que facilita de esta manera una mejor dispersión de un polvo que un aceite viscoso.

De manera adicional hay que señalar además que el flujo de fundido de la composición de la invención no está esencialmente afectado como se determina por el MVR. Incluso a una concentración de un 1,5% (TABLA 1) el MVR es sólo ligeramente mayor que en una composición sin aditivo. En la TABLA 3, a una concentración de 1,5% del agente antiestático anterior, el MVR es al menos el doble en comparación con el no aditivado. Esto demuestra que el aditivo de la técnica anterior actúa como un plastificante que tiene un efecto significativamente negativo sobre las propiedades mecánicas, particularmente resinas de policarbonato aromático.

Ejemplo 7

Si una resina de policarbonato aromático de alto flujo, que tiene una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,42 decilitros por gramo medida en cloruro de metileno a 20ºC, fue combinada en fundido y moldeada por inyección en las mismas condiciones que los que se emplearon en el Ejemplo 4, excepto en que se moldearon blancos de compact disc (CD).

Se prepararon tres composiciones y conjuntos de CD (10 por composición), tal como se ha descrito anteriormente, variando el contenido en policarbonato en relación con la concentración del agente antiestático presente en la formulación. Cada formulación contuvo la misma cantidad de agente liberador del molde y estabilizante.

Los blancos de CD muestra se evaluaron seguidamente para determinar transparencia, color y carga estática. La carga estática se determinó directamente tras el moldeo de cada blanco de CD empleando un medidor de campo calibrado manual de SIMCO®. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

TABLA 4

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Los resultados muestran claramente que se obtienen propiedades antiestáticas excelentes con grados muy altos de flujo sin que afecten a la transparencia y al color.

La formulación que se muestra conteniendo un 0,5% de aditivo antiestático no atrae el polvo en el ensayo de Atracción de Polvo. La adición de un 0,3% de agente antiestático muestra una gran mejora en comparación a la referencia sin agente antiestático.

Ejemplo 8

Se determinaron las propiedades antiestáticas del sulfonato fluorado de fosfonio de los Ejemplos 2 y 3 anteriores (Fórmulas 5 y 6) primero por combinación en fundido con un agente antiestático, una resina de policarbonato aromática transparente que tiene una viscosidad intrínseca de 0,46 decilitros por gramo (dl/g) determinada en cloruro de metileno a 20ºC en un extrusor de tornillo doble a una temperatura de aproximadamente 285ºC, extruído a través de un orificio de boquilla en cordones, que se enfriaron súbitamente en agua y posteriormente se convirtieron en pastillas. Las pastillas se secaron durante aproximadamente 2 horas. Las pastillas secas se moldearon por inyección en placas cuadradas de aproximadamente 10 cm con aproximadamente 2,5 mm de espesor, a una temperatura de moldeo por inyección de 285ºC mediante una máquina de moldeo por inyección de tornillo simple. Obviamente, el perfil de temperaturas a través del cuerpo cilíndrico variaba hasta una temperatura definitiva de aproximadamente 285ºC. En este Ejemplo, la temperatura del cuerpo cilíndrico varió entre aproximadamente 20ºC hasta aproximadamente 285ºC. Cada una de las composiciones mostradas en la TABLA 5 siguiente se preparó bajo las mismas condiciones que se han indicado anteriormente, variando el contenido en policarbonato en relación con la concentración del agente antiestático presente en cada formulación. Cada formulación, también contenía la misma cantidad de agente liberador del molde, absorbente de UV, estabilizantes, antioxidantes y pigmentos, el total de los cuales fue de aproximadamente un 0,8% en peso del policarbonato empleado. Los resultados obtenidos fueron como sigue:

TABLA 5

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Como se ve a partir de los Ejemplos, los resultados muestran claramente una menor resistividad superficial de las placas moldeadas con la composición antiestática de esta invención a cargas de aditivo menores en comparación con el EPA-202 de la técnica anterior descrito en el Ejemplo 6. Además, con el EPA-202, se producían amarilleamientos severos usando condiciones de moldeo exigentes, y esto no se observa en las composiciones recién sintetizadas de esta invención. Se señala también que el EPA-202 parece ser un plastificante para el policarbonato, como se muestra por el incremento en los valores del MVR mientras que esencialmente no existe diferencia en el flujo que se observa para los sulfonatos fluorados de fosfonio de esta invención.

En la presente invención, debe entenderse por los expertos en la técnica que pueden hacerse diversas variaciones en las formas de realización particulares descritas anteriormente sin separarse del espíritu y alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Una composición de resina termoplástica que comprende una resina termoplástica y entre 0,2 a 1,5% en peso de la composición de un agente antiestático de la fórmula:

CX_{3}(CX_{2})_{n}Y_{z}(CX_{2})_{m}(CH_{2})_{p}SO_{3}^{-} P^{+}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}

en la que cada X representa independientemente hidrógeno o un halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo, y al menos una X es halógeno; n, m y p son números enteros de 0 a 12 y z es 0 ó 1; Y se selecciona entre nitrógeno, oxígeno, azufre, selenio, fósforo y arsénico; R^{1}, R^{2}, R^{3} son iguales y se seleccionan entre radicales de hidrocarburos alifáticos que tienen 1 a 8 átomos de carbono y R^{4} es un radical de hidrocarburo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono, con la condición de que cuando Y es oxígeno y z es 1, m y p no son ambos 0.

2. La composición de la reivindicación 1 en la que el agente antiestático está presente en una cantidad entre 0,5 a 1,5% en peso de la composición.

3. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que X es flúor.

4. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que el agente antiestático tiene la fórmula CF_{3}(CF_{2})nCH_{2}CH_{2}SO3^{-} P^{+}(C_{4}H_{9})_{4}, en la que n es un número entero entre 1 a 9.

5. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que el agente antiestático tiene la fórmula CF_{3}(CF_{2})_{n}SO_{3}^{-}P^{+}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}, en la que n es un número entero de 1 a 12 y R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son como se definen en la reivindicación 1.

6. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que el agente antiestático tiene la fórmula CF_{3}CF_{2}CF_{2}CF_{2}SO_{3}^{-} P^{+}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}, en la que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son metilo, etilo o butilo.

7. La composición de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en la que el agente antiestático tiene la fórmula CF_{3}CF_{2}OCF_{2}CF_{2}SO_{3}^{-}P^{+}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}, en la que R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} son metilo, etilo o butilo.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la resina termoplástica se selecciona entre el grupo constituido por policarbonatos aromáticos, polieterimidas, poliésteres, polifenilén éteres, mezclas de polímeros de polifenielén éter/estireno, poliamidas, policetonas, acrilonitrilo-butadieno-estirenos y mezclas de los mismos.

9. Un artículo obtenido a partir de la composición de cualquier reivindicación anterior.

10. El artículo de la reivindicación 9 en el que el artículo se obtiene por extrusión.

11. El artículo de la reivindicación 9 que es transparente.

12. El artículo de la reivindicación 9 que es un disco compacto moldeado, y en el que la resina termoplástica es un policarbonato aromático.

13. Un procedimiento de preparación de la composición de resina termoplástica de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende el mezclado de una resina termoplástica de 0,2 a 1,5% en peso de la composición de un agente antiestático que tiene la fórmula

CX_{3}(CX_{2})_{n}Y_{z}(CX_{2})_{m}(CH_{2})_{p}SO_{3}^{-}P^{+}R^{1}R^{2}R^{3}R^{4}

en la que cada X independientemente representa hidrógeno o halógeno seleccionado entre flúor, cloro, bromo y yodo y al menos una X es F; n, m, y p son números enteros de 0 a 12 y z es 0 ó 1; Y se selecciona entre nitrógeno, oxígeno, azufre, selenio, fósforo y arsénico; R^{1}, R^{2} y R^{3} son iguales y se seleccionan entre los radicales de hidrocarburos alifáticos que tienen de 1 a 8 átomos de carbono, y R^{4} es un radical de hidrocarburo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, con la condición de que cuando Y es oxígeno y z es 1, m y p no son ambos 0.