ES2330691T3 - Materiales electreto. - Google Patents

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ES2330691T3 ES07727618T ES07727618T ES2330691T3 ES 2330691 T3 ES2330691 T3 ES 2330691T3 ES 07727618 T ES07727618 T ES 07727618T ES 07727618 T ES07727618 T ES 07727618T ES 2330691 T3 ES2330691 T3 ES 2330691T3
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Matthew Edward Gande
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Abstract

Un método para preparar una composición de electreto con estabilidad de carga y térmica mejorada, cuyo método comprende mezclar por fusión un polímero termoplástico con una cantidad estabilizante efectiva de por lo menos un compuesto éster hidroxilamina impedido, cuyo compuesto contiene por lo menos un grupo funcional de la Fórmula I ** ver fórmula** En donde Ra'' es un radical monoacilo o diacilo; R 1-R 4 son cada uno alquilo C 1-C 6; y R5 y R6 son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno, alquilo C1-C6 o arilo C6-C10; o R5 y R6 son juntos oxígeno; y se somete la mezcla a un tratamiento de electreto.

Description

Materiales electreto.
La presente invención está dirigida a composiciones electretas que tienen excelente estabilidad térmica y estabilidad de carga. Las composiciones electretas son, por ejemplo, fibras o películas de poliolefina y se emplean adecuadamente como materiales de filtro, paños, materiales absorbentes, máscaras de filtro, materiales acústicos, sustratos para impresión, dispositivos de medición o conmutadores sin contacto.
El Electreto (formado de elektr- de "electricidad" y de -et "magneto") es un material dieléctrico que tiene una carga eléctrica casi permanente o polarización dipolo. Un electreto genera campos eléctricos internos y externos, y es el equivalente electrostático de un magneto permanente (Definición de Wikipedia, Entrada Electret: última modificación feb. 22, 2007).
La descripción de la Patente Estadounidense No. 5,057,710 describe materiales electreto que comprenden aminas impedidas, nitrógeno que contiene fenoles impedidos o fenoles impedidos que contienen metal. La WO 01/26 778 describe un método para preparar una composición de electreto en donde un polímero termoplástico se mezcla fundido con un compuesto amina impedido, y la mezcla se somete a un tratamiento de electreto.
La descripción de la Patente Estadounidense No. 5,556,618 describe materiales electreto antibacterianos.
La descripción de la Patente Estadounidense No. 6,123, 752 describe medio de filtro de alta eficiencia que contiene un aditivo que mejora el desempeño.
La descripción de la Patente Estadounidense No. 6,743,464 describe un método para elaborar Electretos a través de la condensación del vapor.
La descripción de la Patente Estadounidense No. 6,969,484 describe un método para elaborar Electreto.
La Solicitud Publicada Estadounidense No. 2003/0216494 describe compuestos éster hidroxilamina impedidos.
La materia objeto de la invención es una composición de electreto como se define por la reivindicación 9, con estabilidad de carga y térmica mejorada, cuya composición se ha sometido a un tratamiento de electreto, que comprende un polímero termoplástico e incorporado allí, una cantidad estabilizante efectiva de por lo menos un compuesto éster hidroxilamina impedido, cuyo compuesto contiene por lo menos un grupo funcional de la Fórmula I
1
En donde
R_{a}' es un radical monoacilo o diacilo;
R_{1} -R_{4} son cada uno alquilo C_{1}-C_{6}; y
R_{5} y R_{6} son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{6} o arilo C_{6}-C_{10}; o
R_{5} y R_{6} son juntos oxígeno.
En el compuesto (I) las líneas punteadas representan uniones de grupos y sustituyentes.
También se describe un método para preparar una composición de electreto como se define por la reivindicación 1, con estabilidad de carga y térmica mejorada, cuyo método comprende mezclar por fusión un polímero termoplástico con una cantidad estabilizante efectiva de por lo menos un compuesto éster hidroxilamina impedido, cuyo compuesto contiene por lo menos un grupo funcional de la Fórmula I, como se definió anteriormente, y someter la mezcla a un tratamiento de electreto.
El polímero termoplástico es un polímero conductor que tiene la capacidad de poseer una carga no transitoria o carga de larga vida atrapada. El polímero es, por ejemplo, una poliolefina, un polímero vinilo halogenado (por ejemplo cloruro polivinilo), poliestireno, policarbonato, un poliéster (por ejemplo polietileno tereftalato), una poliamida o un polímero fluoro (por ejemplo politetrafluoroetileno).
Los polímeros termoplásticos son, por ejemplo, homopolímeros propileno, copolímeros propileno y mezclas polipropileno. Los copolímeros propileno pueden contener varias proporciones hasta 90.0%, preferiblemente hasta 50.0%, de comonómeros. Ejemplos de comonómeros son: olefinas tal como 1-olefinas, por ejemplo etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno o 1-octeno, isobutileno, cicloolefinas, por ejemplo ciclopenteno, ciclohexeno, norborneno o etilidenonorboneno, dienos tal como butadieno, isopreno, 1,4-hexadieno, ciclopentadieno, diciclopentadieno o norbomadieno; también derivados de ácido acrílico y anhídridos carboxílicos insaturados tal como anhídrido maleico.
Mezclas de polipropileno que se pueden utilizar son mezclas de polipropileno con poliolefinas. Ejemplos son mezclas de polipropileno con polietileno seleccionado del grupo que consiste de polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de alta densidad de alto peso molecular (HMW HDPE), polietileno de alta densidad de alto peso ultramolecular (UHMW HDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), polietileno de baja densidad ramificado (BLDPE) y terpolímeros etileno-propileno-dieno (EPDM) que contienen porciones pequeñas de dieno.
El polímero es especialmente una poliolefina, por ejemplo, polipropileno, poli(4-metil-1-penteno) o polietileno lineal de baja densidad, o mezclas o copolímeros de los mismos. El polímero puede ser una mezcla de una poliolefina y un polímero que contiene grupos polares, por ejemplo un poliéster o una poliamida.
La composición de electreto que comprende la composición termoplástica está en la forma de una tela no tejida, una película, o una tela tejida. La composición de electreto es en particular una tela fibrosa no tejida.
El tratamiento de electreto puede ser cualquier tratamiento conocido. Se enseñan tratamientos de electreto, por ejemplo, en la descripción de las Patentes Estadounidenses Nos. 5,057,710, 5,556,618, 6,123,752, 6,743,464,
6,969,484, 6,284,339, 5,256,176 y 6,926,961. El tratamiento de electreto es cualquier exposición a la electricidad, por ejemplo hidrocarga, carga triboeléctrica o tratamiento corona. El tratamiento de electreto es especialmente un tratamiento corona.
Una composición de electreto de acuerdo con esta invención es una composición termoplástica que se ha sometido a un tratamiento de electreto.
Los compuestos éster hidroxilamina impedidos se describen, por ejemplo, en la Sol. Estadounidense Publicada No. 2003/0216494.
Los actuales compuestos éster hidroxilamina contienen por lo menos un grupo funcional de la Fórmula I
2
En donde
R_{a}' es un radical monoacilo o diacilo;
R_{1} -R_{4} son cada uno alquilo C_{1}-C_{6}; y
R_{5} y R_{6} son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{6} o arilo C_{6}-C_{10}; o
R_{5} y R_{6} son juntos oxígeno.
Se da preferencia a los compuestos que contienen el grupo funcional I, en el que R_{a}' es alcanoilo C_{2}-C_{18} o alquenoilo C_{3}-C_{6}.
En el compuesto (I) las líneas punteadas representan uniones de grupos y sustituyentes.
Un radical monoacilo R_{a}' puede ser, por ejemplo, el radical acilo derivado de un ácido orgánico monobásico que comprende Los radicales C y una función de ácido, por ejemplo uno de los radicales acilo definidos anteriormente de las Fórmulas parciales -C(=O)-H, -C(=O)-alquilo C_{1}-C_{19}, -C(=O)-alquenilo C_{2}-C_{19}, -C(=O)-alquenilo C_{2}-C_{4}-arilo C_{6}-C_{10}, -C(=O)-arilo C_{6}-C_{10}, -C(=O)-O-alquilo C_{1}-C_{6}, -C(=O)-O-arilo C_{6}-C_{10}, -C(=O)-NH-alquilo C_{1}-C_{6}, -C(=O)-NH-arilo C_{6}-C_{10} y -C(=O)-N(alquilo C_{1}-C_{6})_{2}.
Cuando R_{a}' es un radical monoacilo, los ésteres hidroxilamina que contienen el grupo (I) son estructuras monoméricas o diméricas. Así, las estructuras diméricas tienen sustituyentes divalentes adecuados en la posición 4 y estos a su vez se sustituyen en la posición terminal por los compuestos (I) por vía de su posición (sustitución \alpha,\omega).
El término éster hidroxilamina abarca los compuestos monoméricos u oligoméricos y también polímeros formados por los compuestos de la Fórmula I.
Un radical diacilo R_{a}' puede ser, por ejemplo, el radical diacilo derivado de un ácido orgánico monobásico que tiene los radicales C y dos funciones de ácido, por ejemplo un radical diacilo derivado de un ácido dicarboxílico aromático, alifático o cicloalifático.
Los ácidos dicarboxílicos alifáticos adecuados tienen de 2 a 40 átomos, por ejemplo ácido oxálico, ácido malónico, ácido dimetilmalónico, ácido succínico, ácido pimélico, ácido adípico, ácido trimetiladípico, ácido sebácico, ácido azelaico y ácido dimérico (productos de dimerización de ácidos carboxílicos alifáticos insaturados tal como ácido oleico), ácidos succínicos y malónicos alquilados y ácidos succínicos, por ejemplo ácido octadecilsuccínico.
Los ácidos dicarboxílicos cicloalifáticos adecuados son, por ejemplo, 1,3-ciclobutanodicarboxílico, ácido 1,3-ciclopentanodicarboxílico, ácido 1,3- y 1,4-ciclohexanodicarboxílico, ácido 1,3- y 1,4-(dicarboximetil)ciclohexano o ácido 4,4'-diciclohexilodicarboxílico.
Los ácidos dicarboxílico aromáticos adecuados son, por ejemplo, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido o-ftálico, ácido y también ácido 1,3-, 1,4-, 2,6- o 2,7-naftalenodicarboxílico, ácido 4,4'-bifenildicarboxílico, ácido bis(4-carboxifenil) sulfona, ácido 4,4'-benzofenonadicarboxílico, ácido 1,1,3-trimetil-5-carboxi-3-(p-carboxilfenil)indano, bis(4-carboxifenil)éter, bis(p-carboxifenil) metano o bis(p-carboxifenil)etano.
Se da preferencia a ácidos dicarboxílicos aromáticos, en particular tereftálico, ácido isoftálico y ácido 2,6-naftalenodicarboxílico.
Los ácidos dicarboxílico adicionalmente adecuados son onas que contienen grupos -CO-NH-. Estos se describen en la descripción de la Patente Estadounidense No. 4,002,600. También son adecuados los ácidos dicarboxílicos que contienen anillos N-heterocíclicos, por ejemplo aquellos derivados de ácidos carboxialquilatados, carboxifenilatados o carboxibencilatados monoamina-s-triazinadicarboxílico, cf. La descripción de la Patente Estadounidense No. 3,697,520 y la descripción de la Patente Estadounidense No. 4,034,019, mono-hidantoinas o bis-hidantoinas, benzoimidazoles halogenadas o no halogenadas o ácido parabénico. Los grupos carboxialquilo pueden contener de 3 a 20 átomos C.
Cuando R_{a}' es un radical diacilo y un grupo funcional adecuado, por ejemplo hidroxi o amino, está presente en la posición 4, los compuestos que contienen grupos de la Fórmula I son estructuras poliméricas, por ejemplo poliésteres, poliésteramidas, poliuretanos, policarbonatos o poliimida ésteres.
Por ejemplo, los ésteres hidroxilamina impedidos son de la Fórmula IA
3
En donde
n es un entero de 1 a 4,
R_{a} es acilo y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno o metilo; y
G tiene los siguientes significados:
Cuando n = 1,
G es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{18} que se puede interrumpir mediante por lo menos un átomo de oxígenos, 2-cianoetilo, bencilo, glicidilo, el radical monovalente de un ácido carboxílico aromático, alifático, cicloalifático, aralifático o insaturado ácido carbámico o ácido que contiene fósforo o un radical sililo monovalente, preferiblemente el radical acilo de un ácido carboxílico alifático que tiene de 2 a 18 átomos C, de un ácido carboxílico cicloalifático que tiene de 7 a 15 átomos C, de un ácido carboxílico insaturado \alpha,\beta que tiene de 3 a 5 átomos C o de un ácido carboxílico aromático que tiene de 7 a 15 átomos C, en donde el ácido carboxílico se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática de 1 a 3 -grupos COOZ^{1}, en donde Z^{1} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{20}, alquenilo C_{3}-C_{12}, cicloalquilo C_{5}-C_{7}, fenilo o bencilo; o
\global\parskip0.900000\baselineskip
Cuando n = 2,
G es alquileno C_{2}-C_{12}, alquenileno C_{4}-C_{12}, xilileno, el radical ácido divalente de un ácido dicarboxílico aromático, alifático, cicloalifático o aralifático, ácido dicarbámico o ácido que contiene fósforo o un radical sililo divalente, preferiblemente el radical acilo de un ácido dicarboxílico alifático que tiene de 2 a 36 átomos C, de un ácido dicarboxílico aromático o cicloalifático que tiene de 8 a 14 átomos C o de un ácido dicarbámico aromático, alifático o cicloalifático que tiene de 8 a 14 átomos C, en donde el ácido dicarboxílico se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática mediante 1 o 2 -grupos COOZ^{1}, en donde Z^{1} es como se definió anteriormente; o
Cuando n = 3,
G es el radical ácido trivalente de un ácido tricarboxílico aromático, alifático o cicloalifático en donde el radical se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática por -COOZ^{1}, en donde Z^{1} es como se definió anteriormente, o el radical ácido trivalente de un ácido tricarbámico aromático o un ácido que contiene fósforo o un radical sililo trivalente; y
Cuando n = 4,
G es el radical de ácido tetravalente de un ácido tetracarboxílico aromático, alifático o cicloalifático.
Por ejemplo, los actuales ésteres hidroxilamina impedidos son de la Fórmula (IA),
En donde n es 1 o 2, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son cada uno hidrógeno y R_{a} es alcanoilo C_{2}-C_{18} o alquenoilo C_{3}-C_{6} y G es el radical acilo de un ácido monocarboxílico alifático que tiene de 12 a 18 átomos C o el radical diacilo de un ácido dicarboxílico alifático que tiene de 4 a 12 átomos C.
G definido como alquilo C_{1}-C_{18} puede ser como se define adelante o pueden ser, por ejemplo, n-tridecilo, n-tetradecilo, n-hexadecilo o n-octadecilo.
Un radical acilo monovalente de un ácido carboxílico como G puede ser, por ejemplo, el radical acilo de ácido acético, ácido hexanoico, ácido esteárico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido benzoico o ácido \beta-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propiónico; preferiblemente el radical acilo de ácido esteárico, ácido acrílico o ácido metacrílico.
Un radical sililo monovalente G puede ser, por ejemplo, un radical -(C_{n}H_{2n})-Si(Z')_{2}Z'', en donde n es un entero de 2 a 5 y Z' y Z'' son cada uno, independientemente uno del otro alquilo C_{1}-C_{4} o alcoxi C_{1}-C_{4}.
Un radical de ácido divalente de un ácido dicarboxílico como G puede ser, por ejemplo, el radical de ácido de ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido ftálico, ácido dibutilmalónico, ácido dibencilomalónico, ácido butil(3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilo)malónico o ácido bicicloheptenodicarboxílico.
Un radical trivalente de un ácido tricarboxílico como G puede ser, por ejemplo, el radical de ácido de ácido trimelítico, ácido cítrico o ácido nitrilotriacético.
Un radical tetravalente de un ácido tetracarboxílico como G puede ser, por ejemplo, el radical de ácido tetravalente de ácido butano-1,2,3,4-tetracarboxílico o de ácido piromelítico.
Un radical divalente de un ácido dicarbámico como G puede ser, por ejemplo, el radical dicarbámico de ácido hexametileno o el radical de ácido dicarbámico 2,4-toluileno.
Los compuestos preferidos son los compuestos (IA), en el que n es 1 o 2, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son cada uno hidrógeno y R_{a} es alcanoilo C_{2}-C_{18} o alquenoilo C_{3}-C_{6} y G es el radical acilo de un ácido monocarboxílico alifático que tiene de 12 a 18 átomos C o el radical diacilo de un ácido dicarboxílico alifático que tiene de 4 a 12 átomos C.
Los ésteres hidroxilamina pueden ser de la Fórmula IB
4
En donde
n es 1 o 2 y R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA;
G^{1} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12}, hidroxialquilo C_{2}-C_{5}, cicloalquilo C_{5}-C_{7}, aralquilo C_{7}-C_{8}, alcanoilo C_{2}-C_{18}, alquenoilo C_{3}-C_{5} o benzoilo o un grupo:
5
En donde R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se definió anteriormente; y G^{2} tiene los siguientes significados:
Cuando n=1,
G^{2} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{18}, alquenilo C_{3}-C_{8}, cicloalquilo C_{5}-C_{7}, alquilo C_{1}-C_{4} que lleva un grupo hidroxi, ciano, alcoxicarbonilo o carbamido como el sustituyente, glicidilo o un grupo -CH_{2}-CH(OH)-Z o CONH-Z, en donde Z es hidrógeno, metilo o fenilo; o
Cuando n = 2,
G^{2} es alquileno C_{2}-C_{12}, arileno C_{6}-C_{12}, xilileno o -CH_{2}CH(OH)-CH_{2}- o grupo -CH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-O-D-O-, en donde D es alquileno C_{2}-C_{10}, amileno C_{6}-C_{15}, cicloalquileno C_{6}-C_{12}; o, dado que G^{1} no es alcanoilo, alquenoilo o benzoilo, G^{2} también puede ser 1-oxo-alquileno C_{2}-C_{12}, el radical divalente de un ácido dicarboxílico aromático, alifático o cicloalifático o ácido dicarbámico o el grupo -CO-; o, cuando n = 1, G^{1} y G^{2} juntos pueden ser el radical divalente de un ácido 1,2-dicarboxílico alifático, cicloalifático o aromático o ácido 1,3-dicarboxílico.
Los sustituyentes alquilo C_{1}-C_{12} y alquilo C_{1}-C_{18} son como se definió anteriormente bajo la Fórmula (IA).
Cicloalquilo C_{5}-C_{7} es preferiblemente ciclohexilo.
Un grupo aralquilo C_{7}-C_{8} grupo G^{1} es preferiblemente 2-feniletilo o bencilo.
Un grupo hidroxialquilo C_{2}-C_{5} G^{1} es preferiblemente 2-hidroxietilo o 2- o 3-hidroxipropilo.
Un grupo alcanoilo C_{2}-C_{18} G^{1} puede ser, por ejemplo, propionilo, butirilo, octanoilo, dodecanoilo, hexadecanoilo, octadecanoilo, preferiblemente acetilo.
Un grupo alquenoilo C_{3}-C_{5} G^{1} es preferiblemente acriloilo.
Un grupo alquenilo C_{2}-C_{8} G^{2} puede ser, por ejemplo, alilo, metalilo, 2-butenilo, 2-pentenilo, 2-hexenilo o 2-octenilo.
Un grupo hidroxi-, ciano-, alcoxicarbonil- o carbamido-alquilo C_{1}-C_{4} sustituido G^{2} puede ser, por ejemplo, 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, 2-cianoetilo, metoxicarbonilmetilo, 2-etoxicarboniletilo, 2-aminocarbonilpropil o 2-(dimetilaminocarbonil)etilo.
Un grupo alquileno C_{2}-C_{12} G^{2} puede ser, por ejemplo, etileno, propileno, 2,2-dimetilpropileno, tetrametileno, hexametileno, octametileno, decametileno o dodecametileno.
Un grupo arileno C_{6}-C_{15} G^{2} puede ser, por ejemplo, o-, m- o p-fenileno, 1,4-naftileno o 4,4'-bifenileno.
Un grupo cicloalquileno C_{6}-C_{12} G^{2} es preferiblemente ciclohexileno.
Por ejemplo, los actuales ésteres hidroxilamina son de la Fórmula IC
6
En donde
n es 1 o 2 y R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA; y
\global\parskip1.000000\baselineskip
G^{3} es alquileno C_{2}-C_{8}, hidroxialquileno C_{2}-C_{8} o aciloxialquileno C_{4}-C_{24} cuando n = 1 o es el grupo (-CH_{2})_{2}C(CH_{2}-)_{2} cuando n = 2.
Por ejemplo, los actuales ésteres hidroxilamina son de la Fórmula IC, en donde R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA y G^{3} es alquileno C_{2}-C_{8} o aciloxialquileno C_{4}-C_{24}.
Un grupo alquileno C_{2}-C_{8} o hidroxialquileno C_{2}-C_{8} G^{3} puede ser, por ejemplo, etileno, 1-metiletileno, propileno, 2-etilpropileno o 2-etil-2-hidroximetilpropileno.
Un grupo aciloxialquileno C_{4}-C_{22} G^{3} puede ser, por ejemplo, 2-etil-2-acetoximetilpropileno.
Los ésteres hidroxilamina pueden ser de las Fórmulas ID, IE o IF
7
En donde
n es 1 o 2 y R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA; y
G^{4} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12}, alilo, bencilo, glicidilo o alcoxialquilo C_{2}-C_{6}; y
G^{5} tiene los siguientes significados:
Cuando n=1,
G^{5} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12}, alquenilo C_{3}-C_{5}, aralquilo C_{1}-C_{9}, cicloalquilo C_{5}-C_{7}, hidroxialquilo C_{2}-C_{4}, alcoxialquilo C_{2}-C_{6}, arilo C_{6}-C_{10}, glicidilo o un grupo: -(CH_{2})_{p}-COO-Q o -(CH_{2})_{p}-O-CO-Q, en donde p es 1 o 2 y Q es alquilo C_{1}-C_{4} o fenilo; o
Cuando n = 2,
G^{5} es alquileno C_{2}-C_{12}, alquenileno C_{4}-C_{12}, amileno C_{6}-C_{12}, el grupo -CH_{2}-CH(OHFCH_{2}-O-D-O-CH_{2}-CH (OH)-CH_{2}-, en donde D es alquileno C_{2}-C_{10}, amileno C_{6}-C_{15} o cicloalquileno C_{6}-C_{12}, o el grupo -CH_{2}CH(OZ')CH_{2}-(OCH_{2}-CH(OZ')CH_{2})_{2}-, en donde Z' es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{18}, alilo, bencilo, alcanoilo C_{2}-C_{12} o benzoilo;
T^{1} y T^{2} son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{18}, arilo C_{6}-C_{10} o aralquilo C_{1}-C_{9}, cada uno de los cuales se puede sustituir por halógeno o alquilo C_{1}-C_{4}, o
T^{1} y T^{2} juntos con el átomo de carbono conectados a ellos forman un anillo cicloalcano C_{5}-C_{14}.
Los sustituyentes alquilo C_{1}-C_{12} son, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, terc-butilo, n-hexilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo, n-undecilo o n-dodecilo.
Los sustituyentes definidos como alquilo C_{1}-C_{18} pueden ser, por ejemplo, los grupos mencionados anteriormente o, por ejemplo, ntridecilo, n-tetradecilo, n-hexadecilo o n-octadecilo.
Alcoxialquilo C_{2}-C_{6} es, por ejemplo, metoximetilo, etoximetilo, propoximetilo, terc-butoximetilo, 2-etoxietilo, 2- o 3-etoxi-n-propilo, 2-n-butoxietilo, 2-terc-butoxietilo, 2-isopropoxietilo o 2- o 3-n-propoxi-n-propilo.
Un grupo alquenilo C_{3}-C_{5} G^{5} puede ser, por ejemplo, 1-propenilo, alilo, metalilo, 2-butenilo o 2-pentenilo.
Los grupos aralquilo C_{7}-C_{9} G^{5}, T^{1} y T^{2} son preferiblemente 2-fenotilo o bencilo. Cuando T^{1} y T^{2} junto con el átomo de carbono forman un anillo cicloalcano, este anillo puede ser, por ejemplo, un anillo ciclopentano, ciclohexano, ciclooctano o ciclododecano.
Un grupo hidroxialquilo C_{2}-C_{4} G^{5} puede ser, por ejemplo, 2-hidroxietilo, 2- o 3-hidroxi-n-propilo o 2-, 3- o 4-hidroxi-n-butilo.
Un grupo arilo C_{6}-C_{10} G^{5}, T^{1} y T^{2} es preferiblemente fenilo o \alpha- o \beta-naftillo, cada uno de los cuales se puede sustituir por halógeno o alquilo C_{1}-C_{4}.
Un grupo alquileno C_{2}-C_{12} G^{5} puede ser, por ejemplo, etileno, propileno, 2,2-dimetilpropileno, tetrametileno, hexametileno, octametileno, decametileno o dodecametileno.
Un grupo alquenileno C_{4}-C_{12} G^{5} es preferiblemente 2-butenileno, 2-pentenileno o 3-hexenileno.
Un grupo arileno C_{6}-C_{12} G^{5} puede ser, por ejemplo, o-, m- o p-fenileno, 1,4-naftileno o 4,4'-bifenileno.
Un grupo alcanoilo C_{2}-C_{12} Z' es, por ejemplo, preferiblemente acetilo y también puede ser propionilo, butirilo, n-octanoilo o n-dodecanoilo.
Los grupos alquileno C_{2}-C_{10}, arileno C_{6}-C_{15} y cicloalquileno C_{6}-C_{12} D son como se define bajo la Fórmula IB.
Los actuales ésteres hidroxilamina impedidos pueden ser de la Fórmula IG
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En donde n = 1 o 2 y
G^{6} es un grupo:
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En donde R_{a}, R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA, y R_{3}' y R_{4}' son cada uno hidrógeno o metilo o juntos forman el sustituyente =O;
E es -O- o -NG^{1}-,
A es alquileno C_{2}-C_{6} o -(CH_{2})_{3}-O-, y x es 0 o 1;
G^{1} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12}, hidroxialquilo C_{2}-C_{5} o cicloalquilo C_{5}-C_{7};
G^{7} es idéntico a G^{6} o es uno de los grupos -NG^{9}G^{10}, -OG^{11}, -NHCH_{2}OG^{11} o -N(CH_{2}OG^{11})_{2};
Cuando n=1, G^{8} es idéntico a G^{6} o G^{7}; y,
Cuando n=2, G^{8} es el grupo -E-B-E-, en donde B es alquileno C_{2}-C_{8} o alquileno C_{2}-C_{8} interrumpido por 1 o 2 grupos -NG^{9}, y G^{9} es alquilo C_{1}-C_{12}, ciclohexilo, bencilo o hidroxialquilo C_{1}-C_{4} o los grupos:
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G^{10} es alquilo C_{1}-C_{12}, ciclohexilo, bencilo o hidroxialquilo C_{1}-C_{4}, y G^{11} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12} o fenilo; y
G^{9} y G^{10} son juntos alquileno C_{4}-C_{5} o oxaalquileno C_{4}-C_{5}.
G^{9} y G^{10} pueden estar adicionalmente juntos, por ejemplo, alquileno C_{4}-C_{5}, oxaalquileno C_{4}-C_{5}, por ejemplo tetrametileno, pentametileno o 3-oxapentametileno, o el tiaalquileno C_{4}-C_{5} correspondiente, por ejemplo el grupo
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Alquilo C_{1}-C_{12} es, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, sec-butilo, terc-butilo, n-hexilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo, n-undecilo o n-dodecilo.
Hidroxialquilo C_{1}-C_{4} es, por ejemplo, 2-hidroxietilo, 2- o 3-hidroxipropilo o 2-, 3- o 4-hidroxi-n-butilo. Un grupo alquileno C_{2}-C_{6} A, puede ser, por ejemplo, etileno, propileno, 2,2-dimetilpropileno, tetrametileno o hexametileno.
Los compuestos éster hidroxilamina impedidos puede ser de la Fórmula IH
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En donde n es un entero mayor de dos y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son como se define bajo la Fórmula IA; y B es un sustituyente bivalente.
B es, por ejemplo, alquileno C_{1}-C_{12}, por ejemplo metileno, etileno, propileno, 2,2-dimetilpropileno o tetrametileno, hexametileno, octametileno, decametileno o dodecametileno, arileno C_{6}-C_{15}, por ejemplo un grupo:
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En donde X es un sustituyente bivalente, por ejemplo alquileno C_{1}-C_{12} como se definió anteriormente, -O-,
-(C=O)-, -S- o -S(=O)_{2}-.
Los actuales poliésteres de la Fórmula (IH) también pueden corresponder a los compuestos en donde el grupo
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se reemplaza parcialmente por dioles adecuados, que se derivan, por ejemplo, de dioles alifáticos, cicloalifáticos o aromáticos.
Los dioles alifáticos pueden contener de 2 a 12 átomos C, los dioles cicloalifáticos pueden contener de 5 a 8 átomos C y los dioles aromáticos pueden contener de 6 a 15 átomos C.
Los polioxialquilenglicoles tienen pesos moleculares en el rango de 150 a 40 000 también son posibles.
Los dioles aromáticos son compuestos en los que dos grupos hidroxi se unen a un radical de hidrocarburo aromático o a diferentes radicales de hidrocarburo aromáticos.
Los poliésteres pueden ser ramificados por medio de cantidades pequeñas, por ejemplo de 0.1 a 3.0% mol, con base en los ácidos dicarboxílicos presentes, de más de monómeros funcionales (por ejemplo pentaeritritol, ácido trimelítico, ácido 1,3,5-tri(hidroxifenil)benceno, ácido 2,4-dihidroxibenzoico o 2-(4-hidroxifenil)-2-(2,4-dihidroxifenil)propano).
Los dioles alifático adecuados son glicoles alifáticos lineales y ramificados, en particular aquellos que tienen de 2 a 12, preferiblemente de 2 a 6, átomos C en la molécula, por ejemplo etilenglicol, 1,2- y 1,3-propilenglicol, 1,2-, 1,3-, 2,3- o 1,4-butanodiol, pentilglicol, neopentilglicol, 1,6-hexanodiol, 1,12-dodecanediol.
Un diol cicloalifático adecuado es, por ejemplo, 1,4-dihidroxiciclohexano. Los dioles adicionales adecuados son, por ejemplo, 1,4-bis(hidroximetil)ciclohexano, dioles aromáticos-alifáticos tal como p-xililenglicol o 2,5-dicloro-p-xililenglicol, 2,2-(\beta-hidroxietoxifenil)propano y también polioxialquilenglicoles tal como dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol o polipropilenglicol. Los alquilenodioles son preferiblemente lineales y contienen, en particular, de 2 a 4 átomos C.
Los dioles preferidos son dioles alquileno, 1,4-dihidroxiciclohexano y 1,4-bis(hidroximetil)ciclohexano. Se da particular preferencia a etilenglicol, 1,4-butanodiol y 1,2- y 1,3-propilenglicol.
Los dioles alifáticos adicionales sin \beta-hidroxialquilatado, en particular \beta-hidroxietilatado, bisfenoles tal como 2,2-bis[4'-(\beta-hidroxietoxi)fenil]propano.
Un grupo adicional de dioles alifáticos adecuados consiste de los dioles heterocíclicos descritos en la descripción de la Patente Estadounidense Nos. 3,867,400 y 3,954,790. Ejemplos son: N,N'-bis (\beta-hidroxietil)-5,5-dimetilhidantoina, N,N'-bis (\beta-hidroxipropil)-5,5-dimetilhidantoina, metilenobis [N-(\beta-hidroxietil)-5-metil-5-etilhidantoina], metilenobis [N-(\beta-hidroxietil)-5,5-dimetilhidantoina], N, N'-bis (\beta-hidroxietil) benzimidazolona, N,N'-bis(\beta-hidroxietil)(tetracloro) benzimidazolona o N,N'-bis (\beta-hidroxietil) (tetrabromo)benzimidazolona.
Los dioles aromáticos adecuados son difenoles que tienen una unidad aromática, en particular dioles que tienen dos unidades aromáticas que llevan un grupo hidroxi en cada unidad aromática. Las unidades aromáticas se entienden como que significan radicales de hidrocarburo aromático tal como fenileno o naftileno. Aparte de, por ejemplo, hidroquinona, resorcinol o 1,5-, 2,6- y 2,7-dihidroxinaftaleno, se puede hacer particular mención de los bisfenoles bis(p-hidroxifenil)éter o tioéter, bis (p-hidroxifenil) sulfona, bis(p-hidroxifenil)metano, 2,2'-bis (4-hidroxifenil)bifenilo, fenilhidroquinona, 1,2-bis(p-hidroxifenil)etano, 1-fenilbis(p-hidroxifenil)metano, difenilbis(p-hidroxifenil)metano, difenilbis(p-hidroxifenil)etano, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil) sulfona, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-p-diisopropilbenceno, bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-m-diisopropilbenceno, 2,2-bis(3',5'-dimetil-4'-hidroxifenil) propano, 1,1- o 2,2-bis(p-hidroxifenil)butano, 2,2-bis(p-hidroxifenil)hexafluoropropano, 1,1-dicloro- o 1,1,1-tricloro-2,2-bis (p-hidroxifenil)etano, 1,1-bis(p-hidroxifenil)ciclopentano y en particular 2,2-bis(p-hidroxifenil)propano (bisfenol A) y 1,1-bis(p-hidroxifenil)ciclohexano (bisfenol C).
Ejemplos de alquileno sustituido o no sustituido son metileno, etileno, fenilmetileno, difenilmetileno y metilfenilmetileno.
Ejemplos de cicloalquilideno son ciclopentilideno, ciclohexilideno, cicloheptilideno y ciclooctilideno.
Arilo C_{6}-C_{10} es, por ejemplo, fenilo o naftillo, pero también comprende alquilfenilo C_{1}-C_{4} sustituido. Ejemplos de alquilfenilo sustituido son etilbenceno, tolueno, xileno y sus isómeros, mesitileno o isopropilbenceno.
Alquilo es un radical ramificado o no ramificado, por ejemplo metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, terc-butilo, 2-etilbutilo, n-pentilo, isopentilo, 1-metilpentilo, 1,3-dimetilbutilo, n-hexilo, 1-metilhexilo, n-heptilo, isoheptilo, 1,1,3,3-tetrametilbutilo, 1-metilheptilo, 3-metilheptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, 1,1,3-trimetilhexilo, 1,1,3,3-tetrametilpentilo, nonilo, decilo, undecilo, 1-metilundecilo, dodecilo, 1,1,3,3,5,5-hexametilhexilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, icosilo o docosilo.
La adición de los ésteres hidroxilamina al polímero termoplástico se puede llevar a cabo en todas las máquinas de mezcla acostumbradas en las que el polímero se funde y se mezcla con los aditivos. Las máquinas adecuadas se conocen por aquellos expertos en la técnica. Ellos son predominantemente mezcladores, amasadores y extrusores.
El proceso preferiblemente se lleva a cabo en un extrusor al introducir el aditivo durante procesamiento.
Las máquinas de procesamiento particularmente preferidas son extrusores de tornillo sencillo, extrusores de contrarotación y de doble tornillo de contrarotación, extrusores de piñón planetario, extrusores de anillo o coamasadores. Las máquinas de procesamiento se pueden utilizar con por lo menos un compartimiento de remoción de gas al que se aplica vacío.
Se describen extrusores y amasadores adecuados, por ejemplo, en Handbuch der Kunststoffextrusion, Vol. 1 Grundlagen, Editors F. Hensen, W Knappe, H. Potente, 1989, pp. 3-7, ISBN: 3-446-14339-4 (Vol. 2 Extrusionsanlagen 1986, ISBN 3-446-14329-7).
Por ejemplo, la longitud del tornillo es tornillos de 1 -60 diámetros, preferiblemente tornillos de 35-48 diámetros. La velocidad rotacional del tornillo es preferiblemente 10 -600 rotaciones por minuto (rpm), muy particularmente preferiblemente 25-300 rpm.
El máximo rendimiento es dependiente del diámetro del tornillo, la velocidad rotacional y la fuerza de impulsión. El proceso de la presente invención también se puede llevar a cabo a un nivel más bajo que el máximo rendimiento al variar los parámetros mencionados o al emplear máquinas para pesar que proporcionen cantidades dosificadas.
Si se agrega una pluralidad de componentes, estos se pueden premezclar o agregar individualmente.
Los polímeros necesitados para ser sometidos a una temperatura elevada durante un periodo suficiente durante la incorporación de los aditivos. La temperatura está generalmente por encima del punto de suavizamiento de los polímeros.
En una realización preferida de los procesos de la presente invención, se emplea un rango de temperatura menor de 280ºC, particularmente de aproximadamente 160ºC a 280ºC. En una variante de proceso particularmente preferida, se emplea el rango de temperatura de aproximadamente 200ºC a 270ºC.
Los ésteres hidroxilamina descritos anteriormente son adecuados para reducir el peso molecular de polipropileno, copolímeros propileno y mezclas de polipropileno durante composición, en donde ellos efectúan degradación de las cadenas de polímero. Se proporcionan, por ejemplo, polímeros de polipropileno muy uniformes con una distribución de peso molecular. Tal polipropileno es excelente para aplicaciones de electreto.
Alternativamente, la incorporación también se puede llevar a cabo a temperaturas que todavía no originan descomposición de los polímeros (compuesto latente). Los polímeros preparados en esta forma posteriormente se pueden calentar una segunda vez y someter a una temperatura elevada durante un periodo suficiente dado que ocurre la degradación deseada del polímero.
En los procesos y composiciones de la presente invención los éster hidroxilamina descrito anteriormente que contiene los compuestos están presentes en concentraciones, con base en la cantidad del polímero, de aproximadamente 0.001 a 5.0% en peso, en particular de 0.01 a 2.0% en peso y particularmente preferiblemente de 0.02 a 1.0% en peso. Los ésteres hidroxilamina se pueden agregar como compuestos individuales o como mezclas del polímero.
La incorporación de aditivos en los polímeros se puede llevar a cabo, por ejemplo, al mezclar los ésteres hidroxilamina descritos anteriormente o mezclas de estos y, si se desea, los aditivos adicionales en los polímeros utilizando los métodos acostumbrados en la tecnología de proceso.
Los ésteres hidroxilamina también se pueden agregar a los polímeros en la forma de una tanda maestra en la que estos compuestos están presentes, por ejemplo, en una concentración de aproximadamente 1.0 a 25.0% en peso. La presente invención por lo tanto proporciona adicionalmente un concentrado en el que los compuestos de la invención están presentes en una concentración de aproximadamente 1.0 -25.0% en peso y que se pueden agregar al polímero termoplástico.
Otro aspecto de esta invención es el co-uso de ciertos otros aditivos junto con los actuales ésteres hidroxilamina. Estos ciertos otros aditivos se incorporan en la misma forma que los ésteres hidroxilamina.
Por ejemplo, la clase de estabilizantes de los estabilizantes de luz de amina impedidos (HALS) diferentes de los actuales compuestos éster hidroxilamina también se emplean ventajosamente en los actuales procesos y composiciones.
Los actuales estabilizantes amina estéricamente impedidos contienen por lo menos un grupo funcional de la Fórmula
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En donde las líneas punteadas representan uniones de grupos y sustituyentes;
En donde G_{1}, G_{2}, G_{3}, G_{4} y G_{5} son independientemente alquilo de 1 a 8 átomos de carbono o G_{1} y G_{2} o G_{3} y G_{4} juntos son pentametileno.
Las aminas impedidas se describen, por ejemplo, en la descripción de la Patente Estadounidense Nos. 5,004,770, 5,204,473, 5,096,950, 5,300,544, 5,112,890, 5,124,378, 5,145, 893, 5,216,156, 5,844,026, 5,980,783, 6,046,304,
6,117,995, 6,271,377, 6,297,299, 6,392,041, 6,376,584 y 6,472,456, y Sol. Estadounidense Nos. 09/714,717, presentada en Nov. 16,2000 y 10/485,377, presentada en Agosto 6, 2002.
La descripción de la Patente Estadounidense Nos. 6,271,377, 6,392,041 y 6,376,584, citadas anteriormente, describen estabilizantes hidroxialcoxiamina impedida.
Las aminas impedidas adecuadas se seleccionan del grupo que consiste de:
1) 1-Ciclohexilooxi-2,2,6,6-tetrametil-4-octadeciloaminopiperidina
2) bis(2,2,6,6-Tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
3) bis(1-Acetoxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
4) bis(1,2,2,6,6-Pentametil-4-il)sebacato
5) bis(1-Ciclohexilooxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
6) bis(1-Octiloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
7) bis(1-Acil-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
8) bis(1,2,2,6,6-Pentametil-4-piperidil)-n-butil-3,5-di-terc-butil-4-hidroxibencilomalonato
9) 2,4-bis[(1-Ciclohexilooxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)butilamino]-6-(2-hidroxietilamino-s-triazina
10) bis(1-Ciclohexilooxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)adipato
11) 2,4-bis[(1-Ciclohexilooxi-2,2,6,6-piperidin-4-il)butilamino]-6-cloro-s-triazina
12) 1-(2-Hidroxi-2-metilpropoxi)-4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
13) 1-(2-Hidroxi-2-metilpropoxi)-4-oxo-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
14) 1-(2-Hidroxi-2-metilpropoxi)-4-octadecanoiloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
15) bis(1-(2-Hidroxi-2-metilpropoxi)-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)sebacato
16) bis (1-(2-Hidroxi-2-metilpropoxi)-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)adipato
17) 2,4-bis{N-[1-(2-Hidroxi-2-metil)propoxi)-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il]-N-butilamino}-6-(2-hidroxietilamino)-s-triazina
18) 4-Benzoil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
19) Di-(1,2,2,6,6-pentametilpiperidin-4-il)p-metoxibenciloidenemalonato
20) 4-esteariloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina
21) bis(1-Octiloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidil)succinato
22) 1,2,2,6,6-Pentametil-4-aminopiperidina
23) 2-Undecilo-7,7,9,9-tetrametil-1-oxa-3,8-diaza-4-oxo-espiro[4,5]decano
24) tris(2,2,6,6-Tetrametil-4-piperidil)nitrilotriacetato
25) tris(2-Hidroxi-3-(amino-(2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)propil)nitrilotriacetato
26) tetrakis(2,2,6,6-Tetrametil-4-piperidil)-1,2,3,4-butano-tetracarboxilato
27) tetrakis(1,2,2,6,6-Pentametil-4-piperidil)- 1,2,3,4-butano-tetracarboxilato
28) 1,1'-(1,2-Etanodiil)-bis (3,3,5,5-tetrametilpiperazinona)
29) 3-n-Octil-7,7,9,9-tetrametil-1,3,8-triazaspiro[4.5]decan-2,4-diona
30) 8-Acetil-3-dodecilo-7,7,9,9-tetrametil-1,3,8-triazaspiro[4.5]decano-2,4-diona
31) 3-Dodecilo-1-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)-pirrolidin-2,5-diona
32) 3-Dodecilo-1-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidil)-pirrolidina-2,5-diona
33) N,N'-bis-formil-N,N'-bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)hexametilenodiamina
34) El producto de reacción de 2,4-bis[(1-ciclohexilooxi-2,2,6,6-piperidin-4-il)-butilamino]-6-cloro-s-triazina con N,N'-bis(3-aminopropil)etilenodiamina)
35) El condensado de 1-(2-hidroxietil)-2,2,6,6-tetrametil-4-hidroxipiperidina y ácido succínico
36) Consensados lineales o cíclicos de N,N'-bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)-hexametilenodiamina y 4-terc-octilamino-2,6-dicloro-1,3,5-triazina
37) Consensados lineales o cíclicos de N,N'-bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)-hexametilenodiamina y 4-ciclohexiloamino-2,6-dicloro-1,3,5-triazina
38) Consensados lineales o cíclicos de N,N'-bis-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)hexametilenodiamina y 4-morfolino-2,6-dicloro-1,3,5-triazina
39) Consensados lineales o cíclicos de N,N'-bis-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidil)hexametilenodiamina y 4-morfolino-2,6-dicloro-1,3,5-triazina
40) El condensado de 2-cloro-4,6-bis(4-n-butilamino-2,2,6,6-tetrametilpiperidil)-1,3,5-triazina y 1,2-bis(3-aminopropilamino)etano
41) El condensado de 2-cloro-4,6-di-(4-n-butilamino-1,2,2,6,6-pentametilpiperidil)-1,3,5-triazina y 1,2-bis-(3-aminopropilamino)etano
42) El producto de reacción de 7,7,9,9-tetrametil-2-cicloundecilo-1-oxa-3,8-diaza-4-oxospiro [4,5]decano y epiclorohidrina
43) Poli[metil-(3-oxi-(2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)propil)] siloxano, CAS No. 182635-99-0 44) El producto de reacción de anhídrido de ácido maleico de copolímero C_{18}-C_{22}-\alpha-olefina- con 2,2,6,6-tetrametil-4-aminopiperidina
45) El compuesto oligomérico que es el producto de condensación de 4,4'-hexametilenobis(amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina) y 2,4-dicloro-6-[(2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)butilamino]-s-triazina con extremo encapsulado con 2-cloro-4,6-bis(dibutilamino)-s-triazina
46) El compuesto oligomérico que es el producto de condensación de 4,4'-hexa-metilenobis(amino-1,2,2,6,6-pentaametilpiperidina) y 2,4-dicloro-6-[(1,2,2,6,6-pentaametilpiperidin-4-il)butilamino]-s-triazina con extremo encapsulado con 2-cloro-4,6-bis(dibutilamino)-s-triazina
47) El compuesto oligomérico que es el producto de condensación de 4,4'-hexa-metilenobis(amino-1-propoxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina) y 2,4-dicloro-6-[(1-propoxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)butilamino]-s-triazina con extremo encapsulado con 2-cloro-4,6-bis(dibutilamino)-s-triazina
48) El compuesto oligomérico que es el producto de condensación de 4,4'-hexa-metilenobis(amino-1-aciloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidina) y 2,4-dicloro-6-[(1-aciloxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il)butilamino]-s-triazina con extremo encapsulado con 2-cloro-4,6-bis(dibutilamino)-s-triazina y
49) El producto obtenido al hacer reaccionar un producto, obtenido al hacer reaccionar 1,2-bis(3-aminopropilamino)etano con cloruro cianúrico, con 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-il-butilamina.
También se incluyen los análogos estéricamente impedidos N-H, N-metilo, N-metoxi, N-propoxi, N-octiloxi, N-ciclohexilooxi y N-(2-hidroxi-2-metilpropoxi) de cualquiera de los compuestos mencionados anteriormente.
La clase de aditivos conocidos como los ésteres hidroxifenilfosfónicos o monoésteres también se emplean ventajosamente en los procesos y composiciones de esta invención. Los ésteres o monoésteres hidroxifenilalquilfosfónicos se describen, por ejemplo, en Sol. Estadounidense Publicada No. 2004/0106767. Los ésteres hidroxifenilalquilfosfónicos o monoésteres hidroxifenilalquilfosfónicos son de la Fórmula
16
En donde
R_{6} es isopropilo, terc-butilo, ciclohexilo o ciclohexilo que se sustituye por 1-3 grupos alquilo C_{1}-C_{4},
R_{7} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{4}, ciclohexilo o ciclohexilo que se sustituye por 1-3 grupos alquilo C_{1}-C_{4},
R_{8} es alquilo C_{1}-C_{20}, no sustituido o alquilfenilo C_{1}-C_{4} sustituido o naftilo,
R_{9} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{20}, no sustituido o alquilfenilo C_{1}-C_{4} sustituido o naftilo; o corresponde a: \frac{...}{r};
en donde
M^{r+} es un catión de metal de valencia r,
p es 1, 2, 3, 4, 5 o 6, y
r es 1, 2 o 3.
Por ejemplo, el actual éster o monoéster hidroxifenilalquilfosfónico es un compuesto de la Fórmula P1 o P2:
17
Los procesos y composiciones de la presente invención pueden incluir adicionalmente aditivos de la clase de agentes de nucleación tris-amida aromáticos. Los agentes tris-amida de nucleación se describen, por ejemplo, en la Sol. Estadounidense Publicada Nos. 2005/0203226 y 10/544,508, presentada en Febrero 9, 2004, y en WO 2004/072168.
Las tris-amidas aromáticas son por ejemplo de la Fórmula
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18 
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En donde
R_{1}, R_{2} y R_{3}, independientemente uno del otro, son
Alquilo C_{1}-C_{20}, alquilo C_{2}-C_{20} sustituido por alquilamino C_{1}-C_{10}, di(alquilo C_{1}-C_{10})amino, alquiloxi C_{1}-C_{10} o hidroxi, alquenilo C_{3}-C_{20}, cicloalquilo C_{5}-C_{12}, cicloalquilo C_{5}-C_{12} sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{10}, ciclohexilometilo, ciclohexilometilo sustituido por 1, 2 o 3 alquilo C_{1}-C_{10}, cicloalquenilo C_{5}-C_{9}, cicloalquenilo C_{5}-C_{9} sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{10}, fenilo, fenilo sustituido por 1-3 sustituyentes seleccionados del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{10}, alquiloxi C_{1}-C_{10}, hidroxi, halógeno, trihalogenmetilo, trihalogenmetoxi, benzoilo, fenilamino, acilamino y fenilazo, fenilalquilo C_{1}-C_{9}, fenilalquilo C_{1}-C_{9} que se sustituye en el fenilo por 1-3 sustituyentes seleccionados del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{10}, alcoxi C_{1}-C_{10} y hidroxi, naftillo, naftilo sustituido por alquilo C_{1}-C_{10}, adamantilo, o un grupo heterocíclico de 5 a 6 miembros.
Las tris-amidas aromáticas son, por ejemplo, de las Fórmulas
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19 
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En donde
R_{1}, R_{2} y R_{3}, o Y_{1}, Y_{2} y Y_{3}, o Z_{1}, Z_{2} y Z_{3} independientemente uno del otro son alquilo C_{1}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 hidroxi;
alquenilo C_{2}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 hidroxi;
alquilo C_{2}-C_{20} interrumpido por oxígeno o azufre;
cicloalquilo C_{3}-C_{12} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
(cicloalquilo C_{3}-C_{12})-alquilo C_{1}-C_{10} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
bis[cicloalquilo C_{3}-C_{12}]-alquilo C_{1}-C_{10} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Un radical de hidrocarburo bicíclico o tricíclico con 5 a 20 átomos de carbono no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Fenilo no sustituido o sustituido por 1-3 sustituyentes seleccionado del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{20}, alcoxi C_{1}-C_{20}, alquilamino C_{1}-C_{20}, di(alquilo C_{1}-C_{20})amino, hidroxi y nitro;
Fenil-alquilo C_{1}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 sustituyentes seleccionados del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{20}, cicloalquilo C_{3}-C_{12}, fenilo, alcoxi C_{1}-C_{20} e hidroxi;
Feniletenilo no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Bifenil-(alquilo C_{1}-C_{10}) no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Naftilo no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Naftil-alquilo C_{1}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Naftoximetilo no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Bifenilenilo, fluorenilo, antrilo;
un radical heterocíclico de 5 a 6 miembros no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Un radical de hidrocarburo C_{1}-C_{20} que contiene por lo menos un halógeno; o
Tri(alquilo C_{1}-C_{10})silil(alquilo C_{1}-C_{10});
con la condición que por lo menos uno de los radicales R_{1}, R_{2} y R_{3}, o Y_{1}, Y_{2} y Y_{3}, o Z_{1}, Z_{2} y Z_{3} es alquilo C_{3}-C_{20} ramificado no sustituido o sustituido mediante por lo menos un hidroxi;
alquilo C_{2}-C_{20} interrumpido por oxígeno o azufre;
cicloalquilo C_{3}-C_{12} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
(cicloalquilo C_{3}-C_{12})-alquilo C_{1}-C_{10} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Un radical de hidrocarburo bicíclico o tricíclico con 5 a 20 átomos de carbono no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Fenilo no sustituido o sustituido por 1-3 sustituyentes seleccionados del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{20}, alcoxi C_{1}-C_{20}, alquilamino C_{1}-C_{20}, di(alquilo C_{1}-C_{20})amino, hidroxi y nitro;
Fenil-alquilo C_{1}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 sustituyentes seleccionados del grupo que consiste de alquilo C_{1}-C_{20}, cicloalquilo C_{3}-C_{12}, fenilo, alcoxi C_{1}-C_{20} y hidroxi;
Bifenil-(alquilo C_{1}-C_{10}) no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20};
Naftil-alquilo C_{1}-C_{20} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20}; o
Tri(alquilo C_{1}-C_{10})silil(alquilo C_{1}-C_{10}).
De acuerdo con una realización preferida, Por lo menos uno de los radicales R_{1}, R_{2} y R_{3}, o Y_{1}, Y_{2} y Y_{3}, o Z_{1}, Z_{2} y Z_{3} es alquilo C_{3}-C_{20} ramificado, o cicloalquilo C_{3}-C_{12} no sustituido o sustituido por 1-3 alquilo C_{1}-C_{20}.
De acuerdo con una realización preferida particular, por lo menos uno de los radicales R_{1}' R_{2} y R_{3}, o Y_{1}, Y_{2} y Y_{3}, o Z_{1}, Z_{2} y Z_{3} es alquilo C_{3}-C_{10} ramificado.
Los aditivos adicionales de los estabilizantes de luz de amina impedida, los ésteres hidroxifenilfosfónicos o monoésteres y los agentes de nucleación tris-amida aromáticos se emplean en los mismos niveles como los actuales ésteres hidroxilamina.
Los siguientes Ejemplos ilustran adicionalmente la presente invención. Todos los porcentajes son en peso a menos que se indique otra cosa.
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Ejemplo 1
Los siguientes compuestos éster hidroxilamina impedidos se preparan de acuerdo con Sol. Estadounidense Publicada No. 2003/0216494.
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20 
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El polímero de
21
Los anteriores compuestos éster hidroxilamina se funden individualmente compuestos en polipropileno en un nivel de 0.05 % en peso. 0.1 partes en peso de estearato de calcio también se incorporan en el polipropileno. Los gránulos resultantes se hacen girar por medio de un método de fundido por soplado para obtener telas no tejidas. Las telas se someten a un tratamiento corona.
Las telas no tejidas exhiben excelente estabilidad térmica. Las telas también mantiene la carga eléctrica durante un largo periodo, que las telas tienen buena estabilidad de carga.
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Ejemplo 2
El polipropileno con el índice de flujo de fusión (MFI) de 35, 25, o 12 se mezclan para contener 5.0% en peso de una amina estéricamente impedida (HALS), 2.0% en peso de un monoéster hidroxifenilalquilfosfónico estéricamente impedido (HPPME), o 0.5% en peso de una tri-samida aromática (TA), con base en el peso del polímero.
Estas mezclas se componen individualmente utilizando un extrusor Leistritz 27 mm de doble tornillo. El fundido se enfría en agua a fondo y la cepa se convierte en píldoras por vía de un peletizador Conair-Jetro Modelo 304. Las píldoras recolectadas se consideran tandas maestras. El polipropileno se mezcla en tambor con las cantidades apropiadas de la tanda maestra y un éster hidroxilamina impedida actual (HHAE) para cada una de las evaluaciones. La mezcla en tambor se hace a través de un Mezclador Marion SPS 1224 que es un mezclador de RPM lentas tipo paleta. Estas se consideran las mezclas finales. Las mezclas finales a 45 kg cada uno se convierten en textiles no tejidos fundidos por soplado utilizando una Línea Piloto 500 mm Reifenhäuser Fundido por Soplado. Las telas de polipropileno luego se tratan con descarga de corona.
Las muestras se prueban utilizando Probador de Filtro TSI (Modelo 8130) en el que el aerosol de cloruro de sodio se rocía en 32 I por minuto utilizando un área de prueba de 100 cm^{2}. Los resultados se encuentran en las siguientes Tablas.
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TABLA 1 PP (MFI 35)
22 
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TABLA 2 PP (MFI 25)
23
24 
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TABLA 3 PP (MFI 12)
25 
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Los aditivos de la presente invención son efectivos en proporcionar polipropileno con estabilidad de carga y térmica, como se mide por la eficiencia de filtración y pérdida de eficiencia de filtración.
El éster hidroxilamina impedida (HHAE):
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26 
\newpage
El monoéster hidroxifenilalquilfosfónico estéricamente impedido (HPPME):
27
Amina estéricamente impedida (HALS):
28
La tris-amida aromática (TA):
29

Claims (9)

1. Un método para preparar una composición de electreto con estabilidad de carga y térmica mejorada, cuyo método comprende mezclar por fusión un polímero termoplástico con una cantidad estabilizante efectiva de por lo menos un compuesto éster hidroxilamina impedido, cuyo compuesto contiene por lo menos un grupo funcional de la Fórmula I
30
En donde
R_{a}' es un radical monoacilo o diacilo;
R_{1}-R_{4} son cada uno alquilo C_{1}-C_{6}; y
R_{5} y R_{6} son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{6} o arilo C_{6}-C_{10}; o R_{5} y R_{6} son juntos oxígeno; y
se somete la mezcla a un tratamiento de electreto.
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2. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero termoplástico es una tela de polipropileno no tejida.
3. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el tratamiento de electreto es un tratamiento corona.
4. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los compuestos éster hidroxilamina impedidos son de la Fórmula IA
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31 
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En donde n es un entero de 1 a 4,
R_{a} es acilo y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son cada uno, independientemente uno del otro, hidrógeno o metilo; y
G tiene los siguientes significados:
Cuando n=1,
G es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{18} que se puede interrumpir mediante por lo menos un átomo de oxígeno, 2-cianoetilo, bencilo, glicidilo, el radical monovalente de un ácido carboxílico aromático, alifático, cicloalifático, aralifático o insaturado. ácido carbámico o ácido que contiene fósforo o un radical sililo monovalente, preferiblemente el radical acilo de un ácido carboxílico alifático que tiene de 2 a 18 átomos C, de un ácido carboxílico cicloalifático que tiene de 7 a 15 átomos C, de un ácido carboxílico insaturado \alpha,\beta que tiene de 3 a 5 átomos C o de un ácido carboxílico aromático que tiene de 7 a 15 átomos C, en donde el ácido carboxílico se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática de 1 a 3 -grupos COOZ^{1}, en donde Z^{1} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{20}, alquenilo C_{3}-C_{12}, cicloalquilo C_{5}-C_{7}, fenilo o bencilo; o
Cuando n = 2,
G es alquileno C_{2}-C_{12}, alquenileno C_{4}-C_{12}, xilileno, el radical ácido divalente de un ácido dicarboxílico aromático, alifático, cicloalifático o aralifático ácido dicarbámico o ácido que contiene fósforo o un radical sililo divalente, preferiblemente el radical acilo de un ácido dicarboxílico alifático que tiene de 2 a 36 átomos C, de un ácido dicarboxílico aromático o cicloalifático que tiene de 8 a 14 átomos C o de un ácido dicarbámico aromático, alifático o cicloalifático que tiene de 8 a 14 átomos C, en donde el ácido dicarboxílico se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática por 1 o 2 -grupos COOZ^{1}, en donde Z^{1} es como se definió anteriormente; o
Cuando n = 3,
G es el radical ácido trivalente de un ácido tricarboxílico aromático, alifático o cicloalifático en donde el radical se puede sustituir en la parte aromática, alifática o cicloalifática por -COOZ^{1}, en donde Z^{1} es como se definió anteriormente, o el radical ácido trivalente de un ácido tricarbámico aromático o un ácido que contiene fósforo o un radical sililo trivalente; y
Cuando n = 4,
G es el radical de ácido tetravalente de un ácido tetracarboxílico aromático, alifático o cicloalifático.
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5. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los ésteres hidroxilamina impedidos son de la Fórmula IC
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32 
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En donde
n es 1 o 2 y R_{a} es acilo y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son independientemente hidrógeno o metilo; y
G^{3} es alquileno C_{2}-C_{8}, hidroxialquileno C_{2}-C_{8} o aciloxialquileno C_{4}-C_{24} cuando n = 1 o es el grupo (-CH_{2})_{2}C(CH_{2}-)_{2} cuando n = 2.
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6. Una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los ésteres hidroxilamina impedidos son de la Fórmula IC
33 
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En donde
R_{a} es acilo y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son independientemente hidrógeno o metilo y
G^{3} es alquileno C_{2}-C_{8} o aciloxialquileno C_{4}-C_{24}.
7. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los ésteres hidroxilamina impedidos son de la Fórmula IG
34
En donde
n = 1 o 2 y G^{6} es un grupo:
35
En donde R_{a} es acilo y R_{1}', R_{2}' y R_{3}' son independientemente hidrógeno o metilo, y R_{3} y R_{4}' son cada uno hidrógeno o metilo o juntos forman el sustituyente =O;
E es -O- o -NG^{1}-;
A es alquileno C_{2}-C_{6} o -(CH_{2})_{3}-O-, y x es 0 o 1;
G^{1} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12}, hidroxialquilo C_{2}-C_{5} o cicloalquilo C_{5}-C_{7};
G^{7} es idéntico a G^{6} o es uno de los grupos -NG^{9}G^{10}, -OG^{11}, -NHCH_{2}OG^{11} o -N(CH_{2}OG^{11})_{2};
Cuando n=1, G^{8} es idéntico a G^{6} o G^{7}; y,
Cuando n=2, G^{8} es el grupo -E-B-E-, en donde B es alquileno C_{2}-C_{8} o alquileno C_{2}-C_{8} interrumpido por 1 o 2 grupos -NG^{9}, y G^{9} es alquilo C_{1}-C_{12}, ciclohexilo, bencilo o hidroxialquilo C1-C4 o los grupos:
36
G^{10} es alquilo C_{1}-C_{12}, ciclohexilo, bencilo o hidroxialquilo C_{1}-C_{4}, y G^{11} es hidrógeno, alquilo C_{1}-C_{12} o fenilo; y G^{9} y G^{10} son juntos alquileno C_{4}-C_{5} o oxaalquileno C_{4}-C_{5}.
8. Un método para preparar una composición de electreto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el polímero termoplástico adicionalmente ha incorporado allí un aditivo seleccionado del grupo que consiste de los estabilizantes de luz de amina impedidos, los ésteres hidroxifenilfosfónicos o monoésteres y los agentes de nucleación tris-amida aromáticos.
9. La composición de electreto obtenida por el método de acuerdo con la reivindicación 1.
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