ES2740901T3 - Uso de copolímeros de metacrilato de metilo-compuestos aromáticos de vinilo - Google Patents

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Abstract

El uso de un copolímero que comprende los siguientes monómeros: (A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); (B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente (C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos para producir un producto o una parte componente del mismo, que permite la transmitancia de la luz en el espectro visible y en el espectro ultravioleta, en donde dicho producto tiene una transmisión de la luz de al menos 50 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm medido a un espesor de 3,2 mm.

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de copolímeros de metacrilato de metilo-compuestos aromáticos de vinilo
La presente invención se refiere al uso de copolímeros aromáticos de vinilo de metacrilato de metilo para generar producto final translúcido o partes del mismo. La invención propone en particular un tipo específico de copolímero, que comprende (A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA), (B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo y, opcionalmente, (C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos para generar producto final translúcido o sus partes. Además, es un objeto de la presente invención una mezcla de polímeros que comprende el copolímero para su uso según la presente invención y un componente termoplástico adicional. La invención también se ocupa de un producto que comprende dicha mezcla de polímeros o el copolímero para su uso según la presente invención. Además, se desvela un método de producción del copolímero para su uso según la presente invención. Los materiales de polímero translúcidos y parcialmente translúcidos son de considerable importancia para muchas aplicaciones técnicas. A modo de ejemplo, se desea obtener materiales de embalaje translúcidos (por ejemplo, películas translúcidas (por ejemplo, para el envasado de comida) o piezas moldeadas de plástico (por ejemplo, botellas, cajas, etc.)), partes translúcidas de edificios (por ejemplo, cristales de ventana, películas, paneles publicitarios, etc.), partes translúcidas de coches (por ejemplo, cristales, carcasas para lámparas, llaves, pantallas, etc.), partes translúcidas de productos electrónicos (por ejemplo, superficies de pantallas, carcasas, lámparas, llaves, etc.), fibras ópticas o partes translúcidas de barniz, juguetes, equipamiento deportivo, o equipo médico y de laboratorio. Son particularmente deseables dichos polímeros que son translúcidos en el intervalo de luz visible así como de luz ultravioleta (UV) más cercana, es decir, en un intervalo de longitud de onda de desde aproximadamente 250 nm hasta aproximadamente 800 nm.
El polímero de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) posee dichas propiedades translúcidas. En particular, el PMMA es muy translúcido en el intervalo de luz visible y luz UV más cercana, es decir, en un intervalo de longitud de onda de desde 250 nm hasta 800 nm.
Sin embargo, la aplicabilidad técnica de PMMA está gravemente impedida y limitada por su baja temperatura de techo de aproximadamente 220 °C, que significa que el PMMA es termodinámicamente inestable aproximadamente y por encima de esa temperatura y es ligeramente perturbado tras calentamiento incluso moderado. Como el proceso de moldeo se realiza normalmente en el intervalo de 200 °C a 280 °C o más, el PMMA es malamente utilizable en dicho proceso que incluye el moldeo convencional de la masa de polímero.
A diferencia del PMMA, los polímeros aromáticos de vinilo tales como, por ejemplo, poliestireno o polímeros basados en derivados de estireno poseen propiedades deseables en relación con la procesabilidad y estabilidad durante el proceso de moldeo. El poliestireno (PS), por ejemplo, tiene una temperatura de techo de 310 °C, por tanto es termodinámicamente mucho más estable que el Pm Ma . Ambos, el PMMA y los polímeros aromáticos de vinilo (tales como PS) se usan, como homopolímeros, para fines ópticos, por ejemplo para paneles de dispersión de luz LED, donde se usa una matriz de poliestireno, con partículas dispersadas de difracción de la luz en su interior.
En el estado de la técnica se describen copolímeros que comprenden metacrilato de metilo (MMA) y polímeros aromáticos de vinilo en términos generales. En el documento de patente GB 464688 de 1937 se describieron generalmente copolímeros que comprendían MMA y estireno. En el documento de patente GB 531956 de 1941 se obtuvieron copolímeros parcialmente translúcidos que comprendían MMA. En el documento de patente GB 863279 de 1961 se describió una composición termoplástica que comprendía un copolímero de estireno con MMA mezclado íntimamente y unido a una goma sintética y se enseñó que era parcialmente transparente para la luz en el intervalo visible a 400 nm y 500 nm, respectivamente. Después, se describieron copolímeros isorrefractivos que comprendían MMA y estireno modificado en el impacto (copolímeros de bloque de estireno/butadieno) en el documento de patente WO 2003/051973, en donde se enseñó que los restos de estireno se deben usar en amplio exceso.
El documento de patente US-A 2013/0183537 se refiere a una estructura laminada que comprende un copolímero que comprende estireno y unidades de éster de ácido (met)acrílico. El documento de patente Gb 863279 se refiere a una composición termoplástica de estireno y MMA que también puede comprender goma y posee cierta transparencia a la luz en el intervalo visible. El documento de patente US-A 2009/0244708 enseña una película antirreflectante basada en partículas que comprende estireno y MMA. Wang et al. (Iran Polym J, 2013, 22:109-116) se refiere a un proceso de copolimerización de estireno y MMA mediado por un catalizador específico en presencia de aire. El documento de patente DE-A 3730886 enseña masas de moldeo transparentes y resistentes al impacto que pueden comprender estireno y MMA, además de monómeros y componentes adicionales. Yu et al. (Makromol. Chem. 1991, 192:2749-2766) trata de la compatibilidad de policarbonato de tetrametilo y copolímero de estireno y MMA.
Los restos aromáticos de vinilo, sin embargo, absorben luz en el intervalo de luz UV más cercana, en particular en el intervalo de desde 250 nm hasta 370 nm. Por tanto, los copolímeros que comprenden cantidades normalmente usadas de restos aromáticos de vinilo poseen propiedades de translucidez gravemente alteradas. Para muchas aplicaciones técnicas, se requiere buena translucidez de la luz en el espectro de UV más cercano tal como, a modo de ejemplo, para el crecimiento de plantas, celdas solares o dispositivos de medida de laboratorio. También se puede alterar gravemente el aspecto visual de un producto comercial, tal como un producto alimenticio o de consumo, una bebida o prendas de ropa, cuando la luz UV no puede atravesar su material de embalaje debido a que se suprimen gravemente los efectos visibles de fluorescencia blaqueadora en el espectro azul de la luz visible (por ejemplo, resultante de agentes blanqueadores).
En vista de lo anterior, existe una necesidad técnica sin cumplir de obtener copolímeros basados en MMA que sean altamente translúcidos y todavía adecuados para procesos de moldeo realizados a temperaturas más altas.
Sorprendentemente, se ha encontrado que copolímeros que comprenden MMA y uno o más compuestos aromáticos de vinilo, en particular estireno, en donde el contenido de MMA en el copolímero está en el estrecho intervalo de entre 20 y 50 % (p/p), en particular en el intervalo de 40-50 % (p/p), poseen dichas propiedades deseadas.
Dichos copolímeros son simultáneamente altamente translúcidos y todavía muy adecuados para procesos de moldeo realizados a temperaturas más altas. Esta beneficiosa combinación de propiedades abre nuevos campos de aplicabilidad técnica de las mezclas de MMA.
Se desvela un copolímero que comprende (o que consiste en) los siguientes monómeros:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere al uso de un copolímero que comprende los siguientes monómeros:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos para producir un producto o una parte de componente del mismo, que permite la transmitancia de la luz en el espectro visible y en el espectro ultravioleta,
en donde dicho producto tiene una transmisión de la luz de al menos 50 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm medido a un espesor de 3,2 mm.
Preferentemente, en toda la presente invención, las porciones dadas, indicadas como " % (p/p)" (es decir, % peso por peso) de los componentes (A), (B) y (C) suman hasta 100 % (p/p). Preferentemente, el copolímero consiste en los siguientes monómeros:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA),
(B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo, y opcionalmente
(C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos.
En una realización preferida, el MMA y el (los) compuesto(s) aromático(s) de vinilo no se unen a monómeros de caucho tales como restos de butadieno. En particular, el polímero aromático de vinilo es estireno.
El término "copolímero", como se usa en el presente documento, se puede entender en el sentido más amplio que cualquier polímero que comprende dos o más tipos diferentes de monómeros (es decir, al menos (A) MMA y (B) al menos un polímero aromático de vinilo) conjugado covalentemente con otro. Los expertos en la técnica entenderán que los términos que indican que el copolímero comprende monómeros o el polímero consiste en monómeros significan que los monómeros en este contexto son restos monoméricos incorporados en la cadena de copolímero. Normalmente, el copolímero para su uso según la presente invención comprenderá al menos 100, preferentemente al menos 500, más preferentemente al menos 1000, frecuentemente al menos 5000 restos de monómero consecutivos según la presente invención.
Preferentemente, el índice de fusión (MFI) (determinado a una temperatura de 200 °C y a una carga de 5 kg según el procedimiento ASTM D1238) de los copolímeros para su uso según la presente invención es inferior a 50 g/10 min, más preferentemente inferior a 20 g/10 min, incluso más preferentemente de inferior a 10 g/10 min, frecuentemente inferior a 5 g/10 min. Preferentemente, el procedimiento ASTM D1238 se usa en la versión del año 2013.
En un copolímero, los diferentes tipos de restos de monómero pueden estar tanto uniformemente como homogéneamente distribuidos sobre el copolímero (copolímero al azar) o se pueden localizar en un área definida del (de las) cadena(s) de polímero, es decir, en un bloque (copolímero de bloque). Como se usa en el presente documento, el término "copolímero de bloque" se puede entender en el sentido más amplio como cualquier copolímero que tiene una estructura de polímero definida. Preferentemente, el copolímero es un copolímero al azar.
Opcionalmente, el copolímero para su uso según la presente invención también puede contener uno o más resto/restos de reticulación tales como, por ejemplo, divinilbenceno, en su cadena de polímero. Preferentemente, dichos agentes de reticulación constituyen no más de 25 % (p/p) de la masa de copolímero, más preferentemente no más de 10 % (p/p) de la masa de copolímero, frecuentemente no más de 5 % (p/p) de la masa de copolímero.
El copolímero para su uso según la presente invención puede poseer una estructura lineal, circular o ramificada. Una estructura circular es una cadena de copolímero en donde ambos extremos están conjugados con otra. Como se usa en el presente documento, el término "estructura ramificada" se puede entender en el sentido más amplio de cualquier estructura que se desvía de una estructura lineal o circular pura. Por consiguiente, en un polímero de estructura ramificada, existe al menos un monómero que se une a tres o varios de otros monómeros. Preferentemente, el copolímero de la presente invención es un copolímero esencialmente lineal o circular, más preferentemente un copolímero esencialmente lineal, en particular un copolímero al azar lineal.
El copolímero para su uso según la presente invención se puede asociar opcionalmente a cantidades de no más de 5 % (p/p) de compuestos no incluidos en la cadena de copolímero, así, unidos no covalentemente a ella o dentro de ella, sino asociados con ella por medio de interacciones físicas tales como, por ejemplo, interacciones iónicas, enlaces de hidrógeno, interacciones electrónicas pi-pi y/o interacciones alifáticas (interacciones de Van-der-Waals). Dichos otros compuestos asociados pueden ser a modo de ejemplo metales, cationes, aniones, ácidos grasos, debilitadores, residuos de disolventes etc. Preferentemente, el copolímero no se asocia a más de 5 % (p/p) de dichos compuestos no covalentemente unidos a la cadena de copolímero, más preferentemente no más de 2 % (p/p), incluso más preferentemente no más de 1 % (p/p), en particular no más de 0,5 % (p/p). Estos compuestos no covalentemente unidos a la cadena de copolímero se pueden retirar durante el procesamiento del copolímero (por ejemplo, por medio de una o más etapas de lavado, una o más etapas de precipitación, por medio de degradación térmica y/o por medio de mezcla del copolímero) o pueden seguir asociados al copolímero como uno o más aditivos.
Preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención es translúcido o al menos parcialmente translúcido. En particular, cuando el polímero se calienta una vez por encima de la temperatura de transición vítrea Tg, se moldea posteriormente y se enfría finalmente por debajo de la temperatura de transición vítrea Tg, la pieza moldeada de copolímero obtenida puede ser translúcida o al menos parcialmente translúcida. El valor de Tg del copolímero se puede determinar por métodos clásicos. Preferentemente, la pieza moldeada de copolímero obtenida es translúcida cuando la pieza moldeada de plástico obtenida es superior a 0,5 mm, preferentemente superior a 1 mm, más preferentemente superior a 2 mm, frecuentemente desde 3,2 mm hasta 10 mm de espesor. La transmitancia de la luz (250-370 nm), a un espesor de capas de 3,2 mm, es preferentemente superior a 80 %, frecuentemente superior a 85 %.
Como se usa en toda la presente invención, el término "translúcido" se puede entender en el sentido más amplio como la capacidad para permitir que la luz pase a través. En el presente documento, los términos "translúcido", "transparente", "transmisivo de la luz" y "diáfano" se pueden entender indistintamente. Preferentemente, translucidez significa que, a un espesor de una muestra de 1/8 pulgadas (aproximadamente 3,2 mm), al menos 50%, preferentemente al menos 60 %, más preferentemente al menos 70 %, incluso más preferentemente al menos 80 %, en particular al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm pasa a través. Particularmente preferentemente, translucidez significa que, en una muestra de 0,5 mm, 1 mm, 3,2 mm, 5 mm o incluso 1 cm, al menos 50 %, preferentemente al menos 60 %, más preferentemente de menos 70 %, incluso más preferentemente al menos 80 %, en particular al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) y visible en un intervalo de longitud de onda de desde 250 nm hasta 800 nm pasa a través.
Como se usa en el presente documento, un metacrilato de metilo (MMA) (B) se puede entender en el sentido más amplio. En el presente documento, los términos "metacrilato de metilo", "resto de metacrilato de metilo", "monómero de metacrilato de metilo", "resto de monómero metacrilato de metilo" y términos similares se pueden entender indistintamente.
Como se usa en el presente documento, un polímero aromático de vinilo (B) se puede entender en el sentido más amplio como cualquier resto que lleva al menos un residuo de vinilo (-CH=CH2) en su forma monomérica y al menos un residuo aromático monocíclico o policíclico conocidos en la técnica. El experto en la técnica reconocerá que tras la polimerización, se escinde el doble enlace del residuo de vinilo y se incorpora así en la cadena polimérica. Según las normas de denominación común internacional, el resto monomérico, así como el resto incorporado en la cadena polimérica, se designa polímero aromático de vinilo.
En el presente documento, se pueden entender indistintamente los términos "polímero aromático de vinilo", "resto de polímero aromático de vinilo", "monómero de polímero aromático de vinilo", "resto de monómero de polímero aromático de vinilo", "vinilo aromático", "resto de vinilo aromático", "monómero de vinilo aromático", "resto de monómero de vinilo aromático" y términos similares. Preferentemente, el monómero de polímero aromático de vinilo posee un residuo de vinilo (-CH=CH2) y un residuo aromático monocíclico o policíclico. Más preferentemente, el monómero de polímero aromático de vinilo posee un residuo de vinilo (-CH=CH2) y un residuo aromático monocíclico, tal como estireno. Preferentemente, el monómero de polímero aromático de vinilo tiene un peso molecular (Mw) de no más de 500 Da, preferentemente no más de 250 Da, más preferentemente no más de 200 Da, en particular no más de 150 Da.
Como en toda la invención, el término "peso molecular" o "Mw" se puede entender en el sentido más amplio como la masa de una molécula o una sección de una molécula (por ejemplo, un resto o una cadena de (co)polímero) proporcionada en g/mol (Da) y kg/mol (kDa), respectivamente. Preferentemente, el peso molecular (Mw) puede ser el peso promedio en la población de moléculas observadas, es decir, el promedio global del peso molecular (Mw) de las moléculas caracterizadas por un cierto Mw. El Mw se puede medir por cualquier método conocido para los expertos en la técnica (por ejemplo, por espectrometría de masas o cromatografía de exclusión por tamaño).
En una realización preferida, el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden estireno y/o uno o más derivados de estireno. Como se usa en el presente documento, un derivado de estireno puede ser cualquier derivado de estireno conocido en la técnica tal como, por ejemplo, estireno alquilado (por ejemplo, alfa-metilestireno, alfa-etilestireno, 2-metilestireno, 3-metilestireno, 4-metilestireno, 2-etilestireno, 3-etilestireno, 4-etilestireno, 2,3-dimetilestireno, 2,4-dimetilestireno, 2,5-dimetilestireno, 2,6-dimetilestireno,2,3-dietilestireno, 2,4-dietilestireno, 2,5-dietilestireno, 2,6-dietilestireno, 2-metil-3-etilestireno,2-metil-4-etilestireno, 2-metil-5-etilestireno, 2-metil-6-etilestireno, 3-metil-2-etilestireno, 3-metil-4-etilestireno, 3-metil-5-etilestireno, 3-metil-6-etilestireno,4-metil-5-etilestireno, 4-metil-6-etilestireno, 2-etil-3-metilestireno, 2-etil-4-metilestireno, 2-etil-5-metilestireno, 2-etil-6-metilestireno, 3-etil-4-metilestireno, 3-etil-5-metilestireno, 3-metil-6-etilestireno, 4-etil-5-metilestireno, 4-etil-6-metilestireno), estireno halogenado (por ejemplo, por ejemplo, 2-cloro-estireno, 3-cloro-estireno, 4-cloro-estireno, 2-fluoro-estireno, 3-fluoroestireno, 4-fluoro-estireno, 2,3-di-cloro-estireno, 2,4-di-cloro-estireno, 2,5-di-cloro-estireno, 2,6-di-cloro-estireno,2,3-di-fluoro-estireno, 2,4-di-fluoro-estireno, 2,5-di-fluoro-estireno, 2,6-di-fluoro-estireno, 2-cloro-3-fluoro-estireno, 2-cloro-4-fluoro-estireno, 2-cloro-5-fluoro-estireno, 2-cloro-6-fluoro-estireno, 3-cloro-2-fluoro-estireno, 3-cloro-4-fluoroestireno, 3-cloro-5-fluoro-estireno, 3-cloro-6-fluoro-estireno, 4-cloro-5-fluoro-estireno, 4-cloro-6-fluoro-estireno, 2-fluoro-3-cloro-estireno, 2-fluoro-4-cloro-estireno, 2-fluoro-5-cloro-estireno, 2-fluoro-6-cloro-estireno, 3-fluoro-4-cloroestireno, 3-fluoro-5-cloro-estireno, 3-cloro-6-fluoro-estireno, 4-fluoro-5-cloro-estireno, 4-fluoro-6-cloro-estireno) o hidroxiestireno-estireno (por ejemplo, 2-hidroxiestireno, 3-hidroxiestireno, 4-hidroxiestireno, 2,3-dihidroxiestireno, 2,4-dihidroxiestireno, 2,5-dihidroxiestireno, 2,6-dihidroxiestireno).
Particularmente preferentemente, el derivado de estireno según la presente invención es alfa-metilestireno o estireno. En una realización preferida, el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden estireno. En una realización incluso más preferida, el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden al menos 50 % (p/p) de estireno, preferentemente al menos 70 % (p/p) de estireno, más preferentemente al menos 80 % (p/p) de estireno, incluso más preferentemente al menos 90 % (p/p) de estireno, en particular en donde el único polímero aromático de vinilo (B) en dicho copolímero es estireno. En una realización particularmente preferida, el único polímero aromático de vinilo (B) en dicho copolímero es estireno.
El copolímero para su uso según la presente invención comprende (A) MMA, (B) estireno y, opcionalmente (C) uno o más vinilos alifáticos. Más preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención consiste en (A) MMA, (B) estireno y, opcionalmente (C) uno o más vinilos alifáticos. Particularmente preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención consiste en (A) MMA y (B) estireno.
Como se observa anteriormente, el copolímero para su uso según la presente invención puede comprender opcionalmente además (C) uno o más vinilos alifáticos. El vinilo alifático (C) se pueden entender en el sentido más amplio como cualquier resto de monómero alifático (es decir, no aromático) que lleva residuo de vinilo (-CH=CH2). El experto en la técnica reconocerá que tras la polimerización, se escinde el doble enlace del residuo de vinilo y así se incorpora en la cadena polimérica. Según las normas de denominación común internacional, el resto monomérico, así como el resto incorporado en la cadena polimérica, se designa vinilo alifático. Como se usa en el presente documento, se pueden entender indistintamente los términos "vinilo alifático", "vinilalifático", "resto de vinilo alifático", "monómero de vinilo alifático", "resto de monómero vinilo alifático", "resto vinilalifático", "monómero vinilalifático", "resto de monómero vinilalifático", y términos similares. Preferentemente, un vinilo alifático en el contexto de la presente invención tiene un peso molecular de no más de 500 Da, en particular no más de 250 Da. A modo de ejemplo, un vinilo alifático pueden ser acrilonitrilo, butadieno, N-maleimida, haluro de vinilo (por ejemplo, cloruro de vinilo, fluoruro de vinilo), acetato de vinilo, un (met)acrilo distinto de metacrilato de metilo, etileno, propileno, alcohol vinílico (por ejemplo, etenol, 2-propenol). También se pueden usar mezclas de dos o más de los anteriormente mencionados en el copolímero según la presente invención.
Como se observa anteriormente, el copolímero para su uso según la presente invención puede ser un polímero al azar o un polímero de bloque. En una realización preferida, el copolímero es un copolímero al azar. Como se usa en el presente documento, un polímero al azar es un copolímero en donde los tipos diferentes de restos de monómero (es decir, al menos (A), (B) y opcionalmente (C)) están esencialmente uniformemente y homogéneamente distribuidos a lo largo del copolímero.
Como se indica anteriormente, el equilibrio óptimo entre translucidez por una parte y procesabilidad por otra parte solo se logra en copolímeros que tienen un contenido de metacrilato de metilo (MMA) en un intervalo bastante estrecho de 20-50 % (p/p), en particular 40-50 % (p/p).
Un contenido de MMA más allá de aquél intervalo conduce a ya sea mala transparencia (contenido de MMA inferior a 20 % (p/p)) o mala procesabilidad (contenido de MMA superior a 50 % (p/p)).
Se logra particularmente un equilibrio óptimo entre transparencia y procesabilidad en copolímeros que tienen un contenido de MMA en un intervalo de 20-50 % (p/p), más preferentemente en un intervalo de 30-45 % (p/p) o 40­ 50 % (p/p), en particular en un intervalo de 40-45 % (p/p) o 45-50 % (p/p).
Dependiendo de qué propiedad (translucidez o procesabilidad) es incluso más importante para una aplicación técnica individual, el contenido de MMA se puede adaptar, por consiguiente, dentro del intervalo de desde 20 hasta 50 % (p/p) de contenido de MMA.
Para las aplicaciones en las que la translucidez desempeña una función particularmente importante, el contenido de MMA está más preferentemente en el intervalo de 25-50 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 30­ 50 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 35-50 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 45-50 % (p/p), en particular en el intervalo de 45-50 % (p/p). Para las aplicaciones en las que la translucidez desempeña una función menos importante, el contenido de MMA está más preferentemente en el intervalo de 20-45 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 20-40 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 20-35 % (p/p), incluso más preferentemente en el intervalo de 20-30 % (p/p), en particular en el intervalo de 20-25 % (p/p).
Preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención comprende menos de 10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos (C), más preferentemente menos de 9 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 8 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 7 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 6 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 5 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 4 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 3 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 2 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), incluso más preferentemente menos de 1 % (p/p) de vinilo(s) alifático(s), en particular esencialmente ningún vinilo alifático. Cuando se dice que el copolímero consiste en MMA y uno o más compuestos aromáticos de vinilo, esto significa que el contenido de los otros dos componentes se puede aumentar en consecuencia, en donde el contenido de MMA puede no ir más allá del intervalo de 20-50 % (p/p).
Por tanto, preferentemente, el copolímero comprende (o consiste en):
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 50-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-5 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
Más preferentemente, el copolímero comprende (o consiste en):
(A) 30-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 50-70 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-5 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
Frecuentemente, el copolímero comprende (o consiste en):
(A) 30-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 55-70 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-1 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
Frecuentemente, el copolímero de la invención consiste en:
(A) 35-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 55-65 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-1 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
Altamente preferentemente, el copolímero comprende (o consiste en):
(A) 40-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 55-60 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-1 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
Altamente preferentemente, el copolímero comprende (o consiste en):
(A) 45-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 50-55 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-1 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos,
en particular en donde la suma de (A), (B) y (C) constituye 100 % (p/p).
En el presente documento, el uno o más polímeros aromáticos de vinilo se definir puede preferentemente como antes, más preferentemente comprenden al menos 50 % (p/p) de estireno, incluso más preferentemente comprenden al menos 90 % (p/p) de estireno, en particular el único polímero aromático de vinilo comprendido en el copolímero es estireno. Por consiguiente, altamente preferentemente, el copolímero comprende entonces (A) 20­ 50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA) y (B) 50-80 % (p/p) de estireno.
Cuando el copolímero no comprende esencialmente vinilo(s) alifático(s), comprende (A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (m Ma ) y (B) 50-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo. Altamente preferentemente, el copolímero no comprende ningún resto de polímero adicional distinto de MMA y uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
Por tanto, en una realización preferida, el copolímero consiste en:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
Más preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 25-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-75 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
Incluso más preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 30-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-70 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
Incluso más preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 35-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-65 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
En una realización incluso preferida, el copolímero consiste en:
(A) 40-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-60 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
Particularmente preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 45-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-55 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
También particularmente preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 35-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 55-65 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
También particularmente preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 30-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 55-70 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
También particularmente preferentemente, el copolímero consiste en:
(A) 40-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 55-60 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
En estos copolímeros preferidos anteriormente mencionados, el uno o más compuestos aromáticos de vinilo se pueden definir preferentemente como antes, más preferentemente comprenden al menos 50 % (p/p) de estireno, incluso más preferentemente comprenden al menos 90 % (p/p) de estireno, en particular el único polímero aromático de vinilo comprendido en el copolímero es estireno. Además, el copolímero es preferentemente un polímero al azar, en particular un polímero al azar lineal.
Dichos copolímeros son adecuadamente translúcidos incluso en un intervalo de longitud de onda de 250-370 nm y son todavía procesables en un proceso de moldeo que incluye calentar por encima de 250 °C.
Por consiguiente, en una realización altamente preferida, el copolímero para su uso según la presente invención es un copolímero al azar que consiste en:
(A) 40-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 50-60 % (p/p) de estireno.
Particularmente preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención es un copolímero al azar lineal, que consiste en:
(A) 45-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 50-55 % (p/p) de estireno.
Alternativamente particularmente preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención es un copolímero al azar lineal que consiste en:
(A) 35-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 55-65 % (p/p) de estireno.
Alternativamente particularmente preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención es un copolímero al azar lineal que consiste en:
(A) 30-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 55-70 % (p/p) de estireno.
Alternativamente particularmente preferentemente, el copolímero para su uso según la presente invención es un copolímero al azar lineal que consiste en:
(A) 40-45 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 55-60 % (p/p) de estireno.
Dichos copolímeros son altamente translúcidos incluso en un intervalo de longitud de onda de desde 250 hasta 370 nm y son todavía adecuadamente procesables en un proceso de moldeo que incluye calentar por encima de 250 °C.
El copolímero para su uso según la presente invención se puede usar por sí mismo, es decir, sin ningún componente adicional, como masa de moldeo y se pueden procesar en productos tales como, por ejemplo, piezas moldeadas de plástico y/o materiales de película. Opcionalmente, se pueden añadir aditivos a la masa de moldeo que comprende el copolímero según la presente invención.
El experto en la técnica conocerá numerosos de dichos aditivos comúnmente y rutinariamente añadidos a las masas de moldeo. Un aditivo puede ser un polímero en el sentido más amplio o puede ser un aditivo de tipo no polímero. Preferentemente, el aditivo, como se usa en el presente documento, no es un polímero. Preferentemente, un aditivo tiene o bien un aspecto de tipo cera/talco en condiciones normales (20 °C, 10l3 mbar, sin adición de disolventes) y/o un peso molecular de no más de 5 kDa, en particular no más de 1 KDa. Un aditivo como se usa en el contexto de la presente invención puede ser cualquier aditivo conocidos para los plásticos en la técnica.
A modo de ejemplo, un aditivo puede ser un estabilizador (por ejemplo, un fotoestabilizador (por ejemplo, un absorbente de UV), un estabilizador de proceso, o un secuestrante de radicales, un estabilizador primario fenólico), un agente de brillo, un antioxidante, un desactivador de metales, un agente antiestático, un agente de flujo, un agente antiadherente, iones metálicos, ácidos grasos, un pigmento (por ejemplo, negro de carbón), un reconstituyente, un agente de relleno (caolín, caliza, astonita, talco, carbonato cálcico, uno o más silicatos, dióxido de titanio, óxido de cinc, grafito, grafeno, partícula(s) de vidrio, nanotubos de carbono, óxido de aluminio y/o un agente ignífugo. El tipo y la cantidad de aditivo se deben elegir de forma que se mantenga las propiedades mejoradas de la composición de copolímero.
Además, tras procesar el copolímero, en particular calentando el copolímero por encima de su temperatura de transición vitrea Tg, pueden posiblemente ocurrir uno o más tipos de impurezas tales como, por ejemplo, como residuo(s) de disolvente(s), monómero(s), activador(es), etapa(s) de precipitación y/o de purificación, productos de degradación de monómero(s), activador(es), y/u otros producto(s) pirolítico(s).
Por consiguiente, una masa de moldeo del copolímero sola también puede comprender posiblemente uno o más aditivos y uno o más tipos de impurezas. Preferentemente, la masa de moldeo de copolímero no comprende más de 10 % (p/p) de aditivos e impurezas en total, más preferentemente no más de 5 % (p/p) de aditivos e impurezas en total. Frecuentemente, la composición de copolímero comprende 0,1 a 5 % (p/p) de aditivos.
El copolímero para su uso según la presente invención también se puede mezclar opcionalmente con cualquier tipo de otros (co)polímeros mezclables con él para formar una mezcla de polímeros o composición de copolímero. Por tanto, la presente invención se refiere además a un producto que comprende una composición de polímero que comprende el copolímero para su uso según la presente invención y al menos un componente de polímero termoplástico adicional. Como se usa en el presente documento, el al menos un componente de polímero termoplástico adicional puede ser cualquier (co)polímero mezclable con el copolímero según la presente invención. En una realización preferida, dicha composición no comprende caucho, en particular no es un caucho de polibutadieno.
Como se usa en el presente documento, el término "mezclable" se pueden entender en el sentido más amplio como cualquier posibilidad de mezclar uno o más copolímeros según la presente invención con al menos un componente de polímero termoplástico adicional tal que se obtenga una masa de moldeo comparablemente homogénea. Por tanto, los (co)polímeros comprendidos en la mezcla de polímeros pueden ser miscibles con otros por sí mismos tras el calentamiento de estos por encima de su temperatura de transición vítrea Tg o solo pueden ser miscibles con otros por medio de mezcla de un agente compatibilizadortal como, por ejemplo, un emulsionante adecuado.
Preferentemente, los (co)polímeros comprendidos en la mezcla de polímeros pueden ser miscibles con otros por sí mismos tras el calentamiento de estos por encima de su temperatura de transición vítrea Tg.
Como se usa en el presente documento, el término "mezcla de polímeros" o "composición de polímero" se puede entender en el sentido más amplio como cualquier mezcla de dos o más (co)polímeros y opcionalmente aditivo(s), es decir, que comprende al menos (i) el copolímero para su uso según la presente invención y (ii) un componente de polímero termoplástico adicional. Normalmente, la mezcla de polímeros poseerá diferentes características físicas y/o químicas en comparación con los (co)polímeros sin mezclar independientes entre sí.
Preferentemente, una mezcla de polímeros en el contexto de la presente invención puede ser una mezcla de (co)polímeros miscibles, es decir, una mezcla de polímeros que posee una estructura monofásica y, preferentemente, mantiene dicha cuando se procesa (por ejemplo, se calienta por encima de la temperatura de transición vítrea Tg, en particular se calienta por encima de 250 °C). Dicha mezcla de polímeros también se puede designar mezcla de polímeros esencialmente homogénea.
Homogéneo significa que los componentes de la mezcla están esencialmente uniformemente distribuidos en toda la mezcla de polímeros y no existen fases macroscópicamente separadas, es decir, no son observables estructuras de separación de fases mayores de 0,1 mm, preferentemente ninguna estructura mayor de 0,05 mm. El aspecto óptico y háptico de una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención puede ser, preferentemente, liso y uniforme. Preferentemente, la mezcla de polímeros puede ser al menos translúcida, en particular translúcida en el intervalo de longitud de onda de 250-370 nm, en particular en el intervalo de longitud de onda de 250-800 nm. Alternativamente, la mezcla también puede ser no transparente/opaca. Preferentemente, una capa de no más de 3,2 mm, más preferentemente no más de 0,5 cm, incluso más preferentemente no más de 1 cm de espesor de la mezcla de polímeros es al menos parcialmente translúcida.
La temperatura de transición vítrea Tg de la mezcla de copolímeros (o composición de copolímero) está preferentemente en el intervalo de 100 °C a 300 °C.
Preferentemente, el índice de fusión (MFI) (determinado a una temperatura de 200 °C y a una carga de 5 kg según el procedimiento ASTM D1238) de una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención puede ser inferior a 50 g/10 min, más preferentemente inferior a 20 g/10 min, incluso más preferentemente inferior a 10 g/10 min.
Preferentemente, la mezcla de polímeros para su uso según la presente invención comprende al menos 10 % (p/p) de al menos un copolímero según la presente invención, en particular al menos 25 % (p/p), al menos 50 % (p/p), al menos 75 % (p/p) o al menos 80 % (p/p) de al menos un copolímero según la presente invención.
Preferentemente, la mezcla de polímeros (o composición) es translúcida o al menos parcialmente translúcida.
La composición de polímero también puede contener opcionalmente uno o más aditivos y/o una impureza como se ha definido anteriormente. Preferentemente, la mezcla de polímeros no comprende más de 10 % (p/p) de aditivos e impurezas en total, más preferentemente no más de 5 % (p/p) de aditivos e impurezas en total.
Como se indica anteriormente, el uno o más polímeros termoplásticos pueden ser cualquier polímero termoplástico conocido en la técnica que sea mezclable con el copolímero según la presente invención. En una realización preferida, la composición de polímero comprende, además de al menos un copolímero según la presente invención, uno o más polímeros termoplásticos seleccionados del grupo que consiste en poliestireno, poli(met)acrilato, policarbonato, copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolímero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), ácido poliláctico (PLA), poliéster, polioximetileno, polietileno, polipropileno, poli(cloruro de vinilo) (PVC) y poliamida.
Como se indica anteriormente, el copolímero para su uso según la presente invención y/o la mezcla de polímeros para su uso según la presente invención se pueden usar para producir un producto del mismo. Por consiguiente, la presente invención también se refiere al uso según la presente invención de un producto que comprende un copolímero y una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención. Frecuentemente, el producto comprende al menos 50 % (p/p) de un copolímero y una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención.
En este contexto, el experto en la técnica conocerá varios medios para producir uno o más de dichos productos a partir de dichas masas de moldeo. La producción de un producto se puede realizar a modo de ejemplo por extrusión, moldeo por inyección, colada, moldeo por soplado, pulverización, centrifugación, laminado, tejeduría, formación de una suspensión a partir de una emulsión, etc., o una combinación de dos o más de los mismos. El experto en la técnica conocerá qué método(s) aplicar para producir el producto respectivo.
En general, el producto que comprende o incluso que consiste en el copolímero o la mezcla de polímeros para su uso según la presente invención puede ser cualquier producto producible con la misma.
Como se indica anteriormente, en el contexto de la presente invención, es de particular interés obtener un copolímero y/o mezcla de polímeros translúcida o al menos parcialmente translúcida que comprenda dicho copolímero. Por tanto, también el producto es preferentemente translúcido o al menos parcialmente translúcido o contiene partes translúcidas o al menos parcialmente translúcidas.
Particularmente, un producto en el sentido de la presente invención es aquél en el que se desea particularmente permitir la transmitancia de la luz en el espectro de UV cercano. Dicho producto puede ser, a modo de ejemplo, un producto relacionado con el crecimiento de las plantas (por ejemplo, un invernadero, un estadio, un cristal de ventana), puede ser una celda solar o puede ser un dispositivo de medida de laboratorio (por ejemplo, una cubeta). Dicho producto también puede ser aquél donde se pueda alterar el aspecto visual de un producto comercialmente valioso tal como un producto alimenticio o de consumo, una bebida o prendas de ropa cuando se desea que la luz UV atraviese su material de embalaje debido a efectos visibles de fluorescencia blanqueadora en el espectro azul de la luz visible (por ejemplo, resultante de uno o más agentes blanqueadores en dicho producto comercialmente valioso).
Por consiguiente, en una realización preferida de la presente invención, el producto tiene una transmisión de la luz de al menos 50 %, preferentemente de al menos 60 %, más preferentemente de al menos 70 %, incluso más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
En otra realización preferida de la presente invención, el producto también tiene una transmisión de la luz de al menos 50 %, preferentemente de al menos 60 %, más preferentemente de al menos 70 %, incluso más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 200 nm y 400 nm, en particular de entre 200 nm y 370 nm.
Estos resultados se obtienen preferentemente en una medición de la transmisión a través de una capa de un espesor de 1/8 de pulgada (aproximadamente 3,2 mm).
Por consiguiente, más preferentemente, el producto tiene una transmisión de la luz de al menos 50 %, incluso más preferentemente de al menos 60 %, incluso más preferentemente de al menos 70 %, incluso más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda desde 250 nm hasta 800 nm, medida como la transmisión a través de una capa de un espesor de 1/8 de pulgada (aproximadamente 3,2 mm).
Como se indica anteriormente, el producto que comprende o incluso que consiste en el copolímero o la mezcla de polímeros para su uso según la presente invención puede ser cualquier producto producible con la misma.
En una realización preferida, el producto se selecciona del grupo que consiste en pieza moldeada termoplástica, material de película, material de envasado, fibra, hilo, tela, tejido, espuma y material compuesto, en particular en donde dicho producto sea una pieza moldeada termoplástica o un material de película.
El término "moldear plástico", como se usa en el presente documento, se puede entender en el sentido más amplio como producir cualquier pieza moldeada. A modo de ejemplo, una pieza moldeada de plástico se puede producir por extrusión, moldeo por inyección o laminado.
El término "material de película", como se usa en el presente documento, se puede entender en el sentido más amplio como cualquier material delgado y flexible. Preferentemente, el material de película tiene un espesor inferior a 5 mm, más preferentemente inferior a 2 mm, incluso más preferentemente inferior a 1 mm, en particular de no más de 0,5 mm. Preferentemente, pero no necesariamente, el material de película es translúcido. El material de película se puede usar para cualquier fin, tal como, a modo de ejemplo, para mercancías embaladas (por ejemplo, alimentos, bebidas, recipientes para alimentos o bebidas, bienes de consumo, libros, prendas de vestir, productos eléctricos, etc.) o se puede usar como bolsas de plástico, toboganes, etiquetas, envases alveolados, etc. A modo de ejemplo, se puede producir un material de película por moldeo por soplado o laminado.
Como se usa en el presente documento, el término "material de embalaje" se puede entender en el sentido más amplio como cualquier producto para embalar. El material de embalaje puede ser un material de película o puede ser un material menos flexible de un mayor espesor tal como, por ejemplo, un recipiente para comida o bebida, un envase alveolado, vajilla, etc. A modo de ejemplo, un material de embalaje se puede producir por moldeo por soplado, extrusión, moldeo por inyección o laminado.
A modo de ejemplo, una fibra o hilo se puede producir de forma que incluya hilado, laminado, tejeduría y entonces se puede someter, opcionalmente, a tejeduría que forma una tela o tejido.
Un material compuesto puede ser cualquier material compuesto en la materia. Preferentemente, un material compuesto puede comprender además una o más capas de un metal o aleación, una o más capas de otros materiales de plástico y/o una o más capas de cartón. Preferentemente, un material compuesto puede comprender además una o más película(s) de metal o aleación, una o más películas de otro(s) material(es) de plástico o un cartón fino de no más de 1,5 mm de espesor. Entonces, a modo de ejemplo, se pueden producir un cartón para envasar líquidos.
Se pueden formar a modo de ejemplo micro- o nanoperlas generando una suspensión a partir de una emulsión o pulverizando. Las micro- o nanoperlas y/o un implante también pueden comprender uno o más agentes farmacéuticamente activos que incluyen fármacos, factores de crecimiento, etc. Las micro- o nanoperlas y/o un implante se pueden recubrir por otro polímero farmacéuticamente aceptable.
A modo de ejemplo, el producto para su uso según la presente invención se puede usar en los campos de guías de onda óptica, partes transparentes para dispositivos automotrices, domésticos, informáticos y de comunicación, para aplicaciones en juguetes, equipamiento deportivo, médico (cámara de goteo, carcasa de dispositivo médico), bandejas, para aplicación en envasado y edificios y construcción (paneles, marcos de ventanas y ventanas).
Preferentemente, el copolímero o mezcla de polímeros para su uso según la presente invención constituye más de 50 % (p/p), más preferentemente más de 60 % (p/p), incluso más preferentemente más de 70 % (p/p), incluso más preferentemente más de 80 % (p/p), incluso más preferentemente más de 90 % (p/p) del producto o una parte funcional del mismo, en particular en donde el producto, una parte funcional del mismo consista esencialmente en una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención.
Como se usa en el presente documento, una parte funcional puede ser, a modo de ejemplo, un cristal de ventana, un panel publicitario, una película, una carcasa para lámpara, una llave, una pantalla, o un recubrimiento superficial de uno de los anteriormente mencionados o un producto o parte del mismo.
La amplia usabilidad de los productos según la presente invención se puede ejemplificar como materiales de embalaje translúcidos (por ejemplo, películas translúcidas (por ejemplo, para envases de alimentos) o piezas moldeadas de plástico (por ejemplo, botellas, cajas, etc.)), partes translúcidas de edificios (por ejemplo, cristales de ventana, películas, paneles publicitarios, tejados, etc.), partes translúcidas de coches (por ejemplo, cristales, carcasas para lámparas, llaves, pantallas, etc.), partes translúcidas de productos electrónicos (por ejemplo, superficies de pantallas, carcasas, lámparas, llaves, etc.), una fibra óptica (tubo de luz), un panel solar, o partes translúcidas de barniz, juguetes, equipamiento deportivo o equipo médico y de laboratorio).
Por tanto, la presente invención se refiere al uso de un copolímero, una mezcla de polímeros o un producto para su uso según la presente invención para producir un producto final o una parte componente del mismo, que permite que la transmitancia de la luz, en particular la transmitancia de la luz en el espectro visible y en el espectro ultravioleta, desde 250 nm hasta 800 nm. Por tanto, el copolímero, la mezcla de polímeros o un producto para su uso según la presente invención es ampliamente transparente simultáneamente en tanto el espectro visible (es decir, en el intervalo de entre 400 y 800 nm), así como en el espectro ultravioleta (es decir, en el intervalo de o inferior a 400 nm, preferentemente en el intervalo de desde 200 hasta 400 nm, más preferentemente en el intervalo de desde 200 hasta 370 nm o desde 250 hasta 400 nm, en particular en el intervalo de desde 250 hasta 370 nm).
Las realizaciones preferidas son las mencionadas anteriormente, en el contexto del copolímero, la mezcla de polímeros y/o el producto final como se expone anteriormente.
Por consiguiente, la presente invención también se refiere al uso de un copolímero, una mezcla de polímeros o un producto para su uso según la presente invención para producir un producto final o una parte componente del mismo, que permite la transmitancia de la luz en el espectro ultravioleta desde 250 nm hasta 370 nm.
En vista de lo anterior, la presente invención también se refiere al uso de un copolímero, una mezcla de polímeros o un producto para su uso según la presente invención para producir un producto final que tiene una transmitancia de la luz (medida a un espesor de 3,2 mm) de al menos 50 %, preferentemente de al menos 60 %, más preferentemente de al menos 70 %, incluso más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
Altamente preferentemente, la presente invención también se refiere al uso de un copolímero que consiste en (A) 40-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-60 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo,
para producir un producto final que tiene una transmitancia de la luz (medida a un espesor de 3,2 mm) de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
Particularmente preferentemente, la presente invención también se refiere al uso de un copolímero al azar que consiste en
(A) 45-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-55 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
para producir un producto final que tiene una transmitancia de la luz (medida a un espesor de 3,2 mm) de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
Por consiguiente, en otras palabras, por tanto, la presente invención se refiere a un método de producción de un producto final o una parte componente del mismo, que permite que la transmitancia de la luz, en particular la transmitancia de la luz en el espectro visible y en el espectro ultravioleta desde 250 nm hasta 800 nm, fusión de un copolímero o una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención y formación del producto final a partir del mismo.
Las realizaciones preferidas son las mencionadas anteriormente, en el contexto del uso, el copolímero, la mezcla de polímeros y/o el producto final como se expone anteriormente.
Como se usa en el presente documento, el término "producto final" se puede entender en el sentido más amplio como cualquier producto complejo que está compuesto por varias partes componentes. A modo de ejemplo, un coche, una casa, un dispositivo electrónico es dicho producto final en el contexto de la presente invención.
Una parte componente puede ser cualquier elemento de construcción que comprenda o se conecte con el producto final. A modo de ejemplo, una parte componente puede ser una pieza moldeada de plástico o película adecuada para integrarse dentro de, por ejemplo, un envase de comida, ventana o cristales de pantalla adecuados para ser integrados en un coche, una casa, un dispositivo electrónico o un juguete, llaves y/o lámparas adecuadas para ser integrados en un coche, una casa, un dispositivo electrónico, un tubo o carcasa adecuado para ser integrado en un coche, una casa, un dispositivo electrónico o equipo médico.
El experto en la técnica también reconocerá que un producto en el sentido de la presente invención también puede ser una masa de moldeo que comprende al menos un copolímero o al menos una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención, en donde dicha masa de moldeo puede ser o bien un fundido o presentarse como un material de partida para procesos de moldeo (por ejemplo, en forma de pellas, polvo y/o bloques) o bien puede ser al menos un copolímero o al menos una mezcla de polímeros para su uso según la presente invención disuelta en un disolvente adecuado.
En general, un copolímero para su uso según la presente invención se puede obtener mediante cualquier medio adecuado, por tanto conocido en la técnica. El experto en la técnica conoce numerosos métodos adecuados para obtener dicho copolímero. Se pueden emplear procedimientos de polimerización convencionales bien conocidos en la preparación de dicho copolímero según la presente invención.
A modo de ejemplo, los copolímeros se pueden preparar por polimerización en emulsión, polimerización en disolución o polimerización en masa. Preferentemente, se pueden usar calor o inicio por radicales (incluyendo métodos de polimerización viva).
A modo de ejemplo, los copolímeros se pueden preparar calentando una mezcla homogénea que contiene proporciones apropiadas de los monómeros (es decir, (a) uno o más tipos de monómeros de metacrilato de metilo (MMA) y (b) uno o más tipos de monómeros de polímero aromático de vinilo y opcionalmente (c) uno o más tipos de monómeros de vinilo alifático y/o (d) componente(s) y/o aditivo(s) adicionales) y manteniendo la mezcla hasta que la copolimerización se lleve a cabo hasta el grado deseado.
Cuando se usa dicho método, la copolimerización se puede iniciar a una temperatura relativamente baja (por ejemplo, aproximadamente 100 °C) y entonces se puede aumentar la temperatura para completar la copolimerización. Dicho método también se puede realizar en ausencia de un iniciador de la polimerización. Alternativamente o además, la copolimerización también se puede iniciar por medio de un iniciador de la polimerización.
También se desvela un método de producción de un copolímero como se usa según la presente invención, en donde dicho método comprende las siguientes etapas:
(i) proporcionar una mezcla de reacción que comprende:
(a) uno o más tipos de monómeros de metacrilato de metilo (MMA),
(b) uno o más tipos de monómeros de polímero aromático de vinilo, y opcionalmente
(c) uno o más tipos de monómeros de vinilo alifático, en una relación de (a): (b): (c) que da como resultado un copolímero que tiene las propiedades que se indican anteriormente;
(ii) iniciar la polimerización (a), (b) y opcionalmente (c) en la mezcla de reacción de etapa (i);
(iii) permitir la copolimerización de (a), (b) y opcionalmente (c) en dicha mezcla de reacción en donde la polimerización se inicia según la etapa (ii); y
(iv) retirar el copolímero de la mezcla de reacción en donde se han copolimerizado (a), (b) y opcionalmente (c) según la etapa (iii).
Se entenderá que el copolímero obtenible a partir de dicho método posee preferentemente las características expuestas anteriormente y se puede usar con el fin expuesto anteriormente. Preferentemente, en vista de lo anterior, dicho método es para preparar un producto o parte del mismo que es translúcido para luz en el espectro visible y, simultáneamente, en el espectro ultravioleta desde 250 nm hasta 800 nm. En particular, dicho método es para preparar un producto o parte del mismo que es translúcido que tiene una transmitancia de la luz (medida a un espesor de 3,2 mm) de al menos 50 %, preferentemente de al menos 60 %, más preferentemente de al menos 70 %, incluso más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
Están comercialmente disponibles los monómeros de metacrilato de metilo (MMA) (a), así como numerosos monómeros de polímero aromático de vinilo y de vinilo alifático. Se pueden obtener fácilmente otros por procesos químicos convencionales. Como se indica anteriormente, un monómero de vinilo se caracteriza por su grupo vinilo (-CH=CH2) en su forma monomérica.
Por tanto, también se pueden obtener monómeros de vinilo a partir de moléculas precursoras. A modo de ejemplo, se pueden oxidar/deshidratar moléculas precursoras que llevan un residuo de etilo (-CH2-CH3), se pueden deshalogenar moléculas precursoras halogenadas que llevan un residuo de halógeno-etilo (por ejemplo, -CHCl-CH3, -CH2-CH2CO eliminando el ácido respectivo (por ejemplo, HCl), o se pueden deshidrogenar moléculas precursoras hidroxiladas que llevan un residuo de hidroxietilo (por ejemplo, -CHOH-CH3, -CH2-CH2OH) eliminando agua (por ejemplo, H2O). Entonces, son obtenibles los monómeros de vinilo respectivos.
La mezcla de monómeros de la etapa (i) puede incluir opcionalmente compuestos adicionales tales como, por ejemplo, uno o más disolventes, uno o más iniciadores (por ejemplo, uno o más iniciadores de radicales) y/o uno o más aditivos de polímero (véase anteriormente).
A modo de ejemplo, el inicio según la etapa (ii) se puede iniciar por descomposición térmica de un iniciador (por ejemplo, un peróxido orgánico (por ejemplo, peróxido de dicumilo) o un compuesto azo), fotólisis (por ejemplo, con yoduros de metal, metal-alquilos o compuestos azo (por ejemplo, azoisobutilnitrilo (AIBN))), un iniciador de peróxido (por ejemplo, peróxido de benzoílo), una composición de iniciador que permite una reacción de oxidación-reducción (por ejemplo, reducción de peróxido de h ró o n p xido de alquilhidrógeno por medio de iones hierro u otros reductores tales como, por ejemplo, Cr2+id
, V 2g+en
, Ti 3+ o u
, Co 2+eró
o Cu + ), activación con persulfato, radiación ionizante (por ejemplo, por medio de rayos a, p, y o x), activación electroquímica, activación con plasma, sonicación (por ejemplo, a aproximadamente 16 kHz) o un iniciador ternario (por ejemplo, peróxido de benzoílo-3,6-bis(o-carboxibenzoil)-N-isopropilcarbazol-dicloruro de di-r|5-indenilcirconio opcionalmente en combinación con un metaloceno (por ejemplo, indenil-circonio) y/o un peróxido (por ejemplo, peróxido de benzoílo).
Se desvela que la etapa (ii) puede comprender preferentemente el calentamiento de la mezcla de reacción obtenida de la etapa (i) anterior a temperatura por encima de 100 °C y/o la adición de uno o más iniciador(es) de la polimerización a dicha mezcla de reacción.
El permitir la copolimerización según la etapa (iii) significa que la mezcla de reacción obtenida de la etapa (ii) se mantiene o se lleva a condiciones que permiten el alargamiento de cadena del polímero. Por ejemplo, la temperatura se establece según el contenido de monómero/copolímero de la mezcla de reacción. A modo de ejemplo, como se indica anteriormente, la temperatura también se puede variar opcionalmente durante la incubación, tal como, por ejemplo, aumentar constantemente o escalonadamente durante el proceso de polimerización.
La etapa de retirada del copolímero de la mezcla de reacción (etapa (iv)) puede ser de particular importancia cuando la mezcla de reacción contiene compuestos adicionales tales como disolvente(s) o cuando se debe retirar del copolímero un exceso de monómeros residuales, multi- y polímeros de longitud corta (por ejemplo, dímeros, trímeros, etc.), iniciadores, aditivos de polímeros y/o impurezas. A modo de ejemplo, el polímero se puede retirar de la mezcla de reacción por medio de tomar partes microscópicas del mismo de la mezcla o por medio de tamizado. Alternativamente o además, los compuestos comparablemente volátiles, tales como disolvente(s), monómeros residuales, multi- y polímeros de longitud corta, iniciadores, aditivos de polímeros y/o impurezas se pueden retirar por evaporación y/o lavado del copolímero con uno o más disolventes.
A modo de ejemplo, los métodos de producción de un copolímero para su uso según la presente invención se pueden realizar como se muestra en cualquiera de los documentos de patente GB 464688, GB 531956, GB 863279 y WO 2003/051973.
Después de que se haya producido el copolímero, ya sea por el método descrito en el presente documento o por cualquier otro medio, opcionalmente se puede procesar más. A modo de ejemplo, se puede usar directamente para la producción de un producto tal como, por ejemplo, un producto final y/o una parte componente. Alternativamente, el copolímero también se puede mezclar con otros componentes. Entonces, estas mezclas se pueden procesar opcionalmente más en un producto tal como, por ejemplo, un producto final y/o una parte componente. El experto en la técnica reconocerá, sin embargo, que en muchas circunstancias también puede ser beneficioso producir primero un material de partida que comprende el copolímero o la mezcla en una forma que sea particularmente bien procesable tal como, por ejemplo, pellas, polvo o una solución en un disolvente que comprende dicho copolímero o dicha mezcla.
Como se indica anteriormente, el copolímero para su uso según la presente invención posee, simultáneamente, buena translucidez y procesabilidad. Además, se pueden lograr buenas propiedades mecánicas.
Por tanto, dicho copolímero es particularmente deseable en una variedad de aplicaciones técnicas.
La invención se explica además por los siguientes ejemplos y las reivindicaciones de patente.
Ejemplos
1. Preparación de los copolímeros de MMA-estireno
Se añade una alimentación continua de al menos un monómero aromático de vinilo (es decir, estireno) y metacrilato de metilo (es decir, MMA) a un único reactor de tanque con agitación o a una serie de ellos.
Se puede añadir un iniciador de radicales libres, por ejemplo un hidroperóxido (es decir, hidroperóxido de cumilo), peroxidicarbonato, peroxiéster, peroxicetal o peróxido de dialquilo, para complementar el inicio térmico.
Se pueden añadir diluyentes tales como etilbenceno, tolueno o xilenos (es decir, etilbenceno) para reducir la viscosidad, y se pueden añadir agentes de transferencia de cadenas, tales como terc-dodecilmercaptano (es decir, dodecilmercaptano normal), dímero de a-metilestireno, para el control de peso molecular. La conversión de reacción definitiva es preferentemente en el intervalo de 60 a 85 %.
La corriente de producto de copolímero que abandona el reactor de polimerización final se envía a un precalentador, luego a un desvolatilizador para retirar componentes volátiles del polímero fundido. El desvolatilizador opera a temperaturas de desde 200 hasta 245 °C y una presión inferior a 20 mbar.
Entonces se bombea el polímero desvolatilizado fundido a través de una hilera con orificios de aproximadamente 3 mm, se enfría hasta menos de 40 °C, luego se corta en pellas de aproximadamente 3 mm de largo. Se prepararon en consecuencia composiciones de moldeo de varios copolímeros de estireno y MMA.
2. Ensayo de los productos de copolímero de MMA-estireno
Como se puede apreciar de la Tabla 1, solo los copolímeros de estireno y MMA con un contenido de MMA de entre 20 y 50 % (p/p) muestran una procesabilidad adecuada (estabilidad durante el moldeo a 280 °C) y, simultáneamente, una transmitancia de la luz adecuada (a 250-370 nm).
Tabla 1: Transparencia mejorada y transmitancia de la luz en copolímeros de S/MMA a una relación ponderal de
80/20-50/50
Figure imgf000015_0001
Como se puede apreciar de la siguiente Tabla 2, los copolímeros de estireno y MMA con un contenido de MMA de entre 20 y 60 % (p/p) muestran una buena velocidad de flujo del fundido (véase, por ejemplo, DIN EN ISO 1133) y buenas propiedades mecánicas, tales como esfuerzo de tracción en el punto de rotura (véase, por ejemplo, DIN EN ISO 527).
S/MMA 100/0 80/20 50/50 40/60 0/100
Velocidad de flujo del fundido, g/10 minutos 3a 1,9a 1,6a 1,6a 3b Esfuerzo de tracción en el punto de rotura, MPa 49____ 58 66 69____ 76 a) a 200 °C y 5 kg
b) a 230 °C y 3,8 kg_________________________________________________________

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. El uso de un copolímero que comprende los siguientes monómeros:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA);
(B) 40-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo; y opcionalmente
(C) 0-10 % (p/p) de uno o más vinilos alifáticos para producir un producto o una parte componente del mismo, que permite la transmitancia de la luz en el espectro visible y en el espectro ultravioleta,
en donde dicho producto tiene una transmisión de la luz de al menos 50 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm medido a un espesor de 3,2 mm.
2. El uso según la reivindicación 1, en donde el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden estireno y/o uno o más derivados de estireno, en particular en donde el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden estireno.
3. El uso según la reivindicación 1 o 2, en donde el uno o más compuestos aromáticos de vinilo (B) comprenden al menos 50 % (p/p) de estireno, preferentemente al menos 70 % (p/p) de estireno, más preferentemente al menos 80 % (p/p) de estireno, incluso más preferentemente al menos 90 % (p/p) de estireno, en particular en donde el único polímero aromático de vinilo (B) en dicho copolímero es estireno.
4. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicho copolímero es un copolímero al azar.
5. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que consiste en:
(A) 20-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-80 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
6. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que consiste en:
(A) 40-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(B) 50-60 % (p/p) de uno o más compuestos aromáticos de vinilo.
7. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que es un copolímero al azar, que consiste en:
(A) 40-50 % (p/p) de metacrilato de metilo (MMA); y
(b ) 50-60 % (p/p) de estireno.
8. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el producto comprende un copolímero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 y al menos un componente de polímero termoplástico adicional.
9. El uso según la reivindicación 8, en donde el producto comprende además uno o más polímeros termoplásticos seleccionados del grupo que consiste en:
poliestireno, poli(met)acrilato, policarbonato, copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolímero de acrilonitrilobutadieno-estireno (ABS), copolímero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), ácido poliláctico (PLA), poliéster, polioximetileno, polietileno, polipropileno, poli(cloruro de vinilo) (PVC) y poliamida.
10. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dicho producto tiene una transmisión de la luz de al menos 60 %, preferentemente de al menos 70 %, más preferentemente de al menos 80 %, en particular de al menos 85 % de luz ultravioleta (UV) en un intervalo de longitud de onda de entre 250 nm y 370 nm.
11. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicho producto se selecciona del grupo que consiste en pieza moldeada termoplástica, material de película, material de embalaje, fibra, hilo, tela, tejido, espuma y material compuesto, en particular en donde dicho producto es una pieza moldeada termoplástica o un material de película.
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