ES2844323T3 - Elastómeros de copolieteramida procesables en estado fundido - Google Patents

Elastómeros de copolieteramida procesables en estado fundido Download PDF

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Abstract

Un elastomero de copolieteramida procesable en estado fundido que comprende: (a) uno o mas segmentos de bloques duros de poliamida derivados de un diisocianato terminado en lactama y un monomero de lactama, en donde dicho diisocianato terminado en lactama es el producto de reaccion de un diisocianato y una lactama y (b) uno o mas segmentos de bloques blandos derivados de un compuesto terminado en hidroxi y/o derivados del mismo, en donde el compuesto terminado en hidroxi comprende politetrametilen eter glicol que tiene un peso molecular promedio en numero de no mas de 2000; en donde el elastomero se obtiene mediante un proceso que comprende las etapas de: I. polimerizar (A) dicho diisocianato terminado en lactama; y (B) dicho compuesto terminado en hidroxi; en donde la polimerizacion es opcionalmente en presencia de un catalizador; y II. polimerizar ademas el intermediario resultante con (C) dicho monomero de lactama; opcionalmente en presencia de un catalizador de caprolactamato que contiene metal; en donde la polimerizacion tiene lugar en un aparato mezclador interno; en donde el diisocianato terminado en lactama usado en la preparacion del elastomero contiene menos del 5 por ciento en peso del monomero de lactama residual.

Description

DESCRIPCIÓN
Elastómeros de copolieteramida procesables en estado fundido
Antecedentes de la invención
La presente invención se relaciona con elastómeros fundidos procesables de copolieteramida y, más específicamente, elastómeros de copolieteramida que pueden prepararse de manera continua, incluidos elastómeros que pueden prepararse en un extrusor reactivo y/o un equipo similar.
Los elastómeros termoplásticos de poliamida, a menudo denominados PEBA, son materiales de alto desempeño y alto costo. Los materiales PEBA tienen excelentes propiedades de elasticidad y recuperación, así como buena histéresis y resistencia química. Los materiales PEBA también tienen buenas propiedades de impacto a baja temperatura. Sin embargo, los materiales PEBA también son materiales de alto costo debido al alto costo de las materias primas utilizadas para preparar PEBA y los métodos discontinuos y semicontinuos de fabricación de PEBA. Los altos tiempos de residencia y/o reacción necesarios para producir materiales convencionales de PEBA han hecho, hasta la fecha, impracticable el procesamiento continuo de PEBA.
Existe la necesidad de un material PEBA, o un material similar al PEBA, que proporcione propiedades y características comparables y/o mejoradas, pero a un coste total más bajo. Los materiales PEBA que pueden producirse de forma continua y/o en un dispositivo interno de mezclado, por ejemplo, mediante extrusión reactiva, tendrían costes de producción significativamente reducidos en comparación con el PEBA convencional elaborado mediante métodos discontinuos y semicontinuos. Existe la necesidad de un material PEBA, o un material similar al PEBA, que pueda procesarse de forma continua, así como el proceso continuo del mismo.
Breve descripción de la invención
La presente invención proporciona un elastómero de copolieteramida procesable en estado fundido, una composición que comprende dicho elastómero de copolieteramida, un proceso de preparación de dicho elastómero de copolieteramida y un artículo polimérico conformado que comprende dicho elastómero de copolieteramida como se establece en las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención también proporciona donde se produce cualquiera de los elastómeros de copolieteramida descritos de una manera continua y/o parcialmente continua, así como sus procesos continuos y/o parcialmente continuos.
La invención también se relaciona con los artículos manufacturados los cuales pueden prepararse a partir de los elastómeros descritos anteriormente. Tales artículos pueden fabricarse mediante moldeo por inyección, moldeo por compresión y/o extrusión. Tales artículos pueden fabricarse usando los procedimientos y técnicas generalmente usados con polímeros termoplásticos.
Descripción detallada de la invención
A continuación, se describirán diversas características y realizaciones de la invención.
La copolieteramida
La presente invención proporciona un elastómero de copolieteramida procesable en estado fundido. El elastómero incluye al menos un segmento de bloque duro y al menos un segmento de bloque blando. Pueden estar presentes múltiples segmentos de bloque duro y segmentos de bloque blando. En algunas realizaciones, los bloques duros y blandos están dispuestos aleatoriamente.
El porcentaje en peso de los segmentos de bloque duro con respecto a los segmentos de bloque blando en el elastómero no está demasiado limitado y puede ajustarse para obtener las propiedades físicas deseadas del elastómero resultante. En algunas realizaciones, el porcentaje en peso de segmentos de bloque duro en el elastómero es de 10 % a 90 %, o de 10 % a 60 %, o de 20 % a 40 %.
Los bloques duros de poliamida pueden derivarse de un diisocianato terminado en lactama y un monómero de lactama. Los bloques de poliamida incluyen posiblemente un solo bloque de amida. En algunas realizaciones, los bloques duros de elastómero de copolieteramida comprenden bloques de poliamida, bloques de amida o combinaciones de los mismos. Donde los bloques duros están formados por bloques de amida y bloques de poliamida, los bloques duros pueden ser predominantemente bloques de amida, incluidos los bloques de amida que forman los bloques de poliamida, con más del 50 %, 75 % o incluso 80 % de bloques de amida, con respecto a todos los bloques del polímero.
Los bloques blandos se derivan de politetrametilen éter glicol.
Los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden tener un índice de fusión (y/o índice de fluidez), medido por ASTM D1238 (o algún método comparable), de 5 a 50 gramos/10 minutos, medido a 200 grados C y por debajo de 3800 gramos de peso.
El diisocianato terminado en lactama
Como se indicó anteriormente, los bloques duros de los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden derivarse de un diisocianato terminado en lactama y de un monómero de lactama. El diisocianato terminado en lactama puede derivarse de un diisocianato de alquileno. En algunas realizaciones, el diisocianato terminado en lactama se termina con uno o más de los monómeros de lactama descritos a continuación. En algunas realizaciones, el diisocianato terminado en lactama se termina con caprolactama, laurolactama o una combinación de los mismos. Para más claridad, el diisocianato terminado en lactama de la invención no es en sí mismo un diisocianato, sino que se deriva de un diisocianato. Como se describe en la presente descripción, se deriva de un diisocianato y dos monómeros de lactama, donde el monómero de lactama se une a cada extremo del diisocianato. Por ejemplo, el diisocianato terminado en lactama de la invención puede tener la estructura general: R1-C(O)-N(R2)-C(O)-N(H)-R3-N(H)-C(O)-N(R4)-C(O)-R5 en donde cada R1, R2, R4 y R5 es un grupo alquileno donde R1 y R2 están unidos para formar un grupo cíclico y R4 y R5 están unidos para formar un grupo cíclico, y donde R3 es un grupo alquileno. En algunas realizaciones, R1 y R2 combinados contienen 5 átomos de carbono que forman una porción lineal del grupo cíclico, R4 y R5 combinados contienen 5 átomos de carbono que forman una porción lineal del grupo cíclico, y R3 contiene 6 átomos de carbono, y en algunas realizaciones es lineal.
Los diisocianatos útiles en la preparación del diisocianato terminado en lactama no están demasiado limitados. En algunas realizaciones, los diisocianatos adecuados incluyen 4,4'-metilenbis-(fenilisocianato); diisocianato de hexametileno; 3,3'-dimetil-4,4'-diisocianato de difenilo; diisocianato de m-xilileno; 1,4-diisocianato de fenilo; 1,5-diisocianato de naftaleno; 3,3'-dimetoxi-4,4'-diisocianato de difenilmetano; diisocianato de tolueno; diisocianato de isoforona; 1,4-diisocianato de ciclohexilo; 1,10-diisocianato de decano; 4,4'-diisocianato de diciclohexilmetano; o combinaciones de los mismos. Uno o más de estos diisocianatos pueden terminar con monómero de lactama para proporcionar los diisocianatos terminados en lactama de la presente invención.
En algunas realizaciones, los diisocianatos terminados en lactama de la presente invención incluyen diisocianato de hexametileno terminado en caprolactama, diisocianato de difenilmetano terminado en caprolactama, diisocianato de diciclohexilmetano terminado en caprolactama, o combinaciones de diisocianato de tolueno terminado en caprolactama. En otras realizaciones, el diisocianato terminado en lactama comprende diisocianato de hexametileno terminado en caprolactama, diisocianato de diciclohexilmetileno terminado en caprolactama, diisocianato de tolueno terminado en caprolactama, o combinaciones de los mismos, donde el monómero de lactama comprende caprolactama, laurolactama o combinaciones de los mismos, y el compuesto terminado en hidroxilo comprende politetrametilen éter glicol.
El diisocianato terminado en lactama puede prepararse mediante técnicas y métodos conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, el diisocianato terminado en lactama puede prepararse mediante la reacción de un diisocianato, que incluye uno o más de los diisocianatos descritos anteriormente, con un monómero de lactama, que incluye uno o más de los monómeros de lactama descritos anteriormente. La reacción puede llevarse a cabo a una temperatura elevada, tal como 85 grados C con agitación. La reacción también puede llevarse a cabo bajo una purga de nitrógeno. Puede usarse un catalizador en la preparación del diisocianato terminado en lactama. La relación molar del diisocianato al monómero de lactama usada en la preparación del diisocianato terminado en lactama no está demasiado limitada y generalmente depende del diisocianato y del monómero de lactama usados. En algunas realizaciones, la relación molar del diisocianato al monómero de lactama usado en la preparación del diisocianato terminado en lactama es de 1:0,5 a 1:5 o de 1:1,5 a 1:5. En algunas realizaciones, la relación es de aproximadamente 2 moles de monómero de lactama por cada mol de diisocianato con la tolerancia de un ligero exceso del monómero de lactama para impulsar la reacción hasta que se complete. El diisocianato resultante terminado en lactama puede usarse después para preparar los elastómeros de copolieteramida de la presente invención.
El diisocianato terminado en lactama usado en la preparación del elastómero contiene menos del 5 por ciento en peso del monómero de lactama residual. El 4,4'-diisocianato de difenilmetano (MDI) es un diisocianato adecuado para su uso en la presente invención, sin embargo, en algunas realizaciones, el MDI se usa en combinación con uno o más diisocianatos diferentes y no constituye más de 50 %, 25 %, o incluso 10 % en peso de la cantidad combinada de diisocianatos usados.
En aún otras realizaciones, el diisocianato terminado en lactama se deriva de un monómero de lactama y un diisocianato sustancialmente libre de cualquier diisocianato que contenga difenilo donde ambos anillos de fenilo de dichos diisocianatos que contienen difenilo están sólo para-sustituidos. En algunas realizaciones, el diisocianato usado en la presente invención incluye un diisocianato que tiene un anillo sustituido en para y un anillo sustituido en meta y/u orto. En algunas realizaciones, los diisocianatos de la presente invención contienen 2 o menos elementos de simetría. En algunas realizaciones, el componente diisocianato de la invención está sustancialmente libre, o libre de diisocianatos de difenilo, o incluso específicamente MDI.
El monómero de lactama
Los monómeros de lactama utilizados en la preparación de los diisocianatos terminados en lactama de la presente invención no están demasiado limitados. En algunas realizaciones, el monómero de lactama es una n-alcanolactama en la que n es un número entero y se selecciona de 2 hasta, e incluyendo, 12. Más, en particular, la n-alcanolactama es 2-etanolactama (azaciclopropano-2-ona), 3-propanolactama (propiolactama), 4-butanolactama (butirolactama o 2-pirrolidona), 5-pentanolactama (valerolactama), 3-metilvalerolactama 6-metilvalerolactama, 6-hexanolactama (caprolactama), 7-heptanolactama (enantolactama, 8-octanolactama (caprilolactama), 9-nonanolactama (pelargolactama), 10-decanolactama (caprinolactama), 11-undecanolactama (lactama), o 12-dodecanolactama (laurolactama).
En algunas realizaciones, el monómero de lactama es caprolactama, laurolactama o una combinación de las mismas. En algunas realizaciones, el monómero de lactama es caprolactama.
Es posible preparar algunos de los elastómeros de copolieteramida de la presente invención sin el uso de un monómero de lactama. Es decir, algunos de los elastómeros de copolieteramida de la presente invención se derivan de la polimerización de un diisocianato terminado en lactama y un poliéter diol. Tales elastómeros están contemplados por la presente invención, de manera que, en algunas realizaciones, el monómero de lactama, como componente separado de reacción, es un componente opcional.
El compuesto terminado en hidroxi
Como se indicó anteriormente, los bloques blandos de los elastómeros de copolieteramida de la presente invención se derivan de un compuesto terminado en hidroxi y/o derivados del mismo. Este componente también puede denominarse como componente poliol.
De acuerdo con la invención, el compuesto terminado en hidroxi comprende poli(tetrametilen éter) glicol, que también se conoce como poli THF y/o poli tetrahidrofurano.
En algunas realizaciones, el elastómero de copolieteramida de la presente invención se deriva de (i) un componente de diisocianato terminado en lactama que incluye diisocianato de hexametileno terminado en caprolactama, diisocianato de difenil metileno terminado en caprolactama, diisocianato de diciclohexilmetano terminado en caprolactama, diisocianato de tolueno terminado en caprolactama, o combinaciones de los mismos; (ii) un componente de monómero de lactama que incluye caprolactama, laurolactama o combinaciones de los mismos; y (iii) un componente de poliéter diol que incluye poli(tetrametilen éter)glicol.
En algunas realizaciones, los compuestos terminados en hidroxi están sustancialmente libres o libres de poliésteres, policarbonatos y/o policaprolactonas. Por sustancialmente libre de, se entiende que el compuesto terminado en hidroxi contiene menos de 10 % en peso del compuesto en cuestión, o menos de 5 %, 1 % o incluso 0,5 % en peso del compuesto en cuestión. En tales realizaciones, los elastómeros de la presente invención contienen bloques blandos derivados de poliéter poliol y están sustancialmente libres o libres de bloques blandos derivados de poliésteres, policarbonatos y/o policaprolactonas.
En algunas realizaciones, los segmentos blandos de los elastómeros de la presente invención también pueden derivarse de compuestos terminados en amina, tales como poliéteres de polioles terminados en amina. Se considera que tales compuestos son derivados del compuesto terminado en hidroxi descrito anteriormente. En algunas realizaciones, tales compuestos terminados en amina pueden usarse en lugar de o en combinación con los otros compuestos terminados en hidroxi detallados anteriormente. En otras realizaciones, los segmentos blandos de los elastómeros de la presente invención están sustancialmente libres o libres de unidades derivadas de estos compuestos terminados en amina.
De acuerdo con la invención, el compuesto terminado en hidroxi incluye politetrametilen éter glicol que tiene un peso molecular promedio en número (Mn) de no más de 2000, 1000, 650 o en su lugar puede tener un Mn de 500 a 2000, 500 a 1500 o 650 a 1000. En algunas realizaciones, el compuesto terminado en hidroxi incluye politetrametilen éter glicol, e incluso puede contener suficiente politetrametilen éter glicol de modo que este material represente al menos el 30 %, 50 %, 80 %, 90 % o incluso el 95 % del componente terminado en hidroxi. En otras realizaciones, el componente de poliol opcional es poli (tetrametilen éter) glicol y puede estar sustancialmente libre de cualesquiera otros polioles.
El extensor de cadena
En algunas realizaciones, cualquiera de las polimerizaciones descritas anteriormente puede incluir además (iv) un extensor de cadena, que puede incluirse como parte del componente de poliol, el cual puede tratarse como un componente separado. Los extensores de cadena adecuados incluyen glicoles y pueden ser alifáticos, aromáticos o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, los extensores de cadena son glicoles que tienen de 2 a 12 átomos de carbono.
En algunas realizaciones, los extensores de cadena de glicol son glicoles alifáticos inferiores o de cadena corta que tienen de 2 a 10 átomos de carbono e incluyen, por ejemplo: etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,3-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, neopentilglicol y similares. En algunas realizaciones, el extensor de cadena incluye 1,4-butanodiol.
También pueden usarse glicoles aromáticos como extensor de cadena para preparar el TPU, incluidos benceno glicol y xileno glicol, también conocido como xililen glicol. El xileno glicol es una mezcla de 1,4-di(hidroximetil) benceno y 1.2- di(hidroximetil) benceno. El benceno glicol incluye específicamente hidroquinona, bis (beta-hidroxietil) éter también conocido como 1,4-di(2-hidroxietoxi) benceno; resorcinol, bis (beta-hidroxietil) éter también conocido como 1.3- di(2-hidroxietil) benceno; catecol, bis (beta-hidroxietil) éter también conocido como 1,2-di(2-hidroxietoxi) benceno; y combinaciones de los mismos.
Puede usarse una mezcla de dos o más glicoles como extensor de cadena. En algunas realizaciones, el extensor de cadena es una mezcla de 1,4-butanodiol y 1,6-hexanodiol. En otras realizaciones, uno o más de los extensores de cadena enumerados pueden excluirse de la presente invención.
Las diaminas también pueden usarse como extensor de cadena, como es bien conocido en la técnica. En una realización de la presente invención, el extensor de cadena contiene una diamina como un coextensor de cadena en combinación con uno o más de los extensores de cadena descritos anteriormente. En otras realizaciones, la presente invención no usa diaminas en la preparación de sus composiciones.
Cuando este extensor de cadena opcional está presente, puede adicionarse a los otros materiales en cualquier momento, sin embargo, en algunas realizaciones, durante el proceso de polimerización, el extensor de cadena se adiciona a la mezcla de reacción después de la combinación de los componentes (i) y (ii). El extensor de cadena puede adicionarse antes de la adición del componente (iii), después de la adición del componente (iii), o incluso al mismo tiempo que el componente (iii), con adición concurrente o incluso mezclando el extensor de cadena con el componente.
Aditivos adicionales.
Las composiciones de la presente invención pueden incluir además aditivos adicionales útiles, en donde tales aditivos pueden utilizarse en cantidades adecuadas. Estos aditivos adicionales opcionales incluyen pigmentos opacificantes, colorantes, rellenos minerales y/o inertes, estabilizadores que incluyen estabilizadores de luz, lubricantes, estabilizadores de UV (incluidos absorbentes de UV), coadyuvantes de procesamiento, antioxidantes, antiozonatos y otros aditivos como se desee. Los aditivos adicionales útiles también incluyen nanopartículas, nanotubos, modificadores de impacto, retardadores de llama, polímeros conductores, materiales disipadores de estática y combinaciones de los mismos.
Los pigmentos opacificantes adecuados incluyen dióxido de titanio, óxido de zinc y amarillo de titanato. Los pigmentos de tinción adecuados incluyen negro de carbón, óxidos amarillos, óxidos marrones, siena natural y tostada o ámbar, verde de óxido de cromo, pigmentos de cadmio, pigmentos de cromo y otros pigmentos mezclados orgánicos y de óxido de metal. Los rellenos adecuados incluyen arcilla de tierra de diatomeas (superfloss), sílice, talco, mica, wollastonita, sulfato de bario y carbonato de calcio. Si se desea, pueden usarse estabilizadores tales como antioxidantes que incluyen antioxidantes fenólicos, mientras que los fotoestabilizadores útiles incluyen fosfatos orgánicos y tiolatos de organoestaño (mercáptidos). Los lubricantes adecuados incluyen estearatos de metal, aceites de parafina y amidas de ceras. Los absorbentes de UV adecuados incluyen 2-(2'-hidroxifenol) benzotriazoles y 2-hidroxibenzofenonas. También pueden usarse aditivos para mejorar la estabilidad hidrolítica del polímero de TPU. Cada uno de estos aditivos adicionales opcionales descritos anteriormente puede estar presente o excluido de las composiciones de la presente invención.
Cuando están presentes, estos aditivos adicionales pueden estar presentes en las composiciones de la presente invención de 0 o 0,01 a 5 o 2 por ciento en peso de la composición. Estos intervalos pueden aplicarse por separado a cada aditivo adicional presente en la composición o al total de todos los aditivos adicionales presentes.
El proceso
Los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden obtenerse mediante la polimerización de un diisocianato terminado en lactama; un poliéter diol; y opcionalmente un monómero de lactama, donde cada componente se describe anteriormente. Esta polimerización se puede en presencia de un catalizador que contiene un metal, tal como un catalizador de caprolactamato que contiene un metal.
En algunas realizaciones, la polimerización se lleva a cabo polimerizando primero un diisocianato terminado en lactama; y un poliéter diol. El intermediario resultante puede después polimerizarse opcionalmente con: un monómero de lactama.
En otras realizaciones, la polimerización se lleva a cabo polimerizando primero un diisocianato terminado en lactama; y el monómero de lactama opcional. El intermediario resultante puede después polimerizarse adicionalmente con: un poliéter diol.
En aún otras realizaciones, la polimerización puede llevarse a cabo mediante la polimerización simultánea de los tres componentes a la vez, pero se cree que el proceso de reacción de múltiples etapas, específicamente, la reacción del diisocianato terminado en lactama con un poliéter diol, opcionalmente en presencia de un catalizador, y después reaccionar adicionalmente el intermediario resultante con un monómero de lactama, también opcionalmente en presencia de un catalizador, proporciona los mejores resultados. En particular, tales composiciones generalmente proporcionan propiedades superiores de cristalinidad.
En cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, las polimerizaciones implicadas pueden llevarse a cabo en presencia de un catalizador. Los catalizadores adecuados incluyen catalizadores alcalinos, catalizadores de ácidos de Lewis, así como otros catalizadores conocidos por los expertos en la técnica. En algunas realizaciones, el catalizador usado durante la polimerización es un catalizador alcalino y/o un catalizador de caprolactamato que contiene metal. En algunas realizaciones, el catalizador usado incluye caprolactamato de sodio también conocido como caprolactama de sodio, caprolactamato de potasio también conocido como caprolactama de potasio, caprolactamato de magnesio también conocido como caprolactama de magnesio o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el catalizador incluye caprolactamato de sodio.
Donde se usa un catalizador, el proceso de fabricación de los elastómeros de copolieteramida de la presente invención puede incluir además la adición de un desactivador de catalizador. Después de tal adición, el proceso puede incluir una o más etapas para la eliminación de cualquier catalizador y/o desactivador de catalizador residual del material resultante. Los desactivadores de catalizadores convencionales, así como los métodos para adicionar y eliminar tales materiales, son compatibles con los materiales y el proceso de la presente invención.
La polimerización descrita anteriormente puede llevarse a cabo en un aparato de mezclado interno, que incluye un aparato de mezclado interno de procesamiento continuo. Los ejemplos incluyen extrusores reactivos y equipamiento similares. El equipamiento usado en los procesos de la presente invención puede incluir equipamiento por lotes, equipamiento continuo o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, los procesos de la presente invención son al menos parcialmente continuos y en otras realizaciones los procesos son completamente continuos. Los procesos también pueden incluir el uso de uno o más extrusores, ya sea en serie o en paralelo, con el fin de producir los materiales descritos anteriormente.
En algunas realizaciones, los materiales de la presente invención se preparan en uno o más extrusores de doble husillo. Los extrusores de doble husillo adecuados incluyen extrusores de doble husillo cogiratorios, así como series de tales extrusores.
En algunas realizaciones, los procesos de la presente invención, en donde está presente un monómero de lactama como componente de reacción, comprenden además la etapa de eliminar cualquier monómero de lactama residual de la composición resultante del elastómero de copolieteramida. Además, el proceso puede incluir una etapa para eliminar cualquier componente volátil que pueda estar presente, ya sea un monómero de lactama, un disolvente o un componente temporal similar, o algún otro material presente en la composición durante la reacción y/o procesamiento posterior. Tales etapas pueden usar evaporación de película delgada, evaporación de película descendente, evaporación por barrido de la película o combinaciones de las mismas para lograr la eliminación. Además, pueden usarse cualquier equipamiento y etapas de procesamiento sustancialmente similares para la etapa de eliminación.
Como se indicó anteriormente, los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden incluir uno o más aditivos de desempeño. Estos aditivos, cuando están presentes, pueden adicionarse antes, durante y/o después de la polimerización, dando como resultado una composición que comprende el elastómero de copolieteramida y uno o más de los aditivos de desempeño.
En algunas realizaciones, los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden prepararse mediante la alimentación del diisocianato terminado en lactama y el poliéter diol a un primer mezclador interno. El extensor de cadena opcional puede adicionarse al primer mezclador interno e incluso puede pre-mezclarse con el poliéter diol. En otras realizaciones, el poliéter diol, el extensor de cadena opcional y el diisocianato terminado en lactama pueden pre-mezclarse antes de entrar en el primer mezclador interno. El catalizador opcional también puede adicionarse al primer mezclador interno. El material resultante que sale del primer mezclador interno puede alimentarse a un segundo mezclador interno. El monómero de lactama, cuando está presente como un componente reactivo separado, puede adicionarse al segundo mezclador interno. Además, el catalizador opcional puede adicionarse al segundo mezclador interno, en lugar de o además de su adición al primer mezclador interno. En algunas realizaciones, el monómero de lactama puede adicionarse al primer mezclador interno. En tales realizaciones, el monómero de lactama puede adicionarse por separado o pre-mezclarse con uno o más de los otros reactivos, incluida una pre-mezcla de todos los reactivos antes de entrar en el primer mezclador interno. Los aditivos de desempeño pueden adicionarse, en forma de líquidos y/o polvos, al primer y/o segundo mezclador interno y, en algunas realizaciones, al segundo mezclador interno, típicamente más abajo del husillo en el caso de un extrusor. Puede aplicarse vacío cerca de la salida del segundo mezclador interno, para eliminar los componentes volátiles, y también pueden incluirse otras etapas descritas anteriormente. El elastómero resultante de copolieteramida que sale del segundo mezclador interno puede enviarse a través de un baño de agua y/o puede pasar a través de un dispositivo de reducción de tamaño, tal como un cortador de hilos o un peletizador bajo agua. El primer mezclador interno puede operar de 70 a 200, de 70 a 140 o 150 o incluso de 70 a 120 grados C. El segundo mezclador interno puede operar de 70 a 250 o de 100 a 200 grados C. Los reactivos pueden adicionarse a temperatura ambiente, pero normalmente se adicionan a temperaturas elevadas. El primer y el segundo mezcladores internos también pueden estar formados por múltiples mezcladores internos o, en otras realizaciones, pueden ser diferentes segmentos de un solo mezclador interno mayor.
En algunas realizaciones, los elastómeros de copolieteramida de la presente invención pueden prepararse mediante la alimentación del diisocianato terminado en lactama y del monómero de lactama a un primer mezclador interno. El extensor de cadena opcional puede adicionarse al primer mezclador interno e incluso puede pre-mezclarse con el monómero de lactama. En otras realizaciones, el monómero de lactama, el extensor de cadena opcional y el diisocianato terminado en lactama pueden pre-mezclarse antes de entrar en el primer mezclador interno. El catalizador opcional también puede adicionarse al primer mezclador interno. El material resultante que sale del primer mezclador interno puede alimentarse a un segundo mezclador interno. El poliéter diol puede adicionarse al segundo mezclador interno. Además, el catalizador opcional puede adicionarse al segundo mezclador interno, en lugar de o además de su adición al primer mezclador interno. En algunas realizaciones, el poliéter diol puede adicionarse al primer mezclador interno. En tales realizaciones, el poliéter diol puede adicionarse por separado o pre-mezclar con uno o más de los otros reactivos, incluyendo una pre-mezcla de todos los reactivos antes de entrar en el primer mezclador interno. Los aditivos de desempeño pueden adicionarse, en forma de líquidos y/o polvos, al primer y/o segundo mezclador interno y, en algunas realizaciones, al segundo mezclador interno, típicamente más abajo del husillo en el caso de un extrusor. Puede aplicarse vacío cerca de la salida del segundo mezclador interno, para eliminar los componentes volátiles, y también pueden incluirse otras etapas descritas anteriormente. El elastómero resultante de copolieteramida que sale del segundo mezclador interno puede enviarse a través de un baño de agua y también puede pasar a través de un dispositivo de reducción de tamaño, que incluye un cortador de hilos o un peletizador bajo agua. El primer mezclador interno puede operar de 70 a 200, de 70 a 150 o incluso de 70 a 120 grados C. El segundo mezclador interno puede operar de 70 a 250 o de 100 a 200 grados C. Los reactivos pueden adicionarse a temperatura ambiente, pero típicamente se adicionan a temperaturas elevadas. El primer y el segundo mezcladores internos también pueden estar formados por múltiples mezcladores internos o, en otras realizaciones, pueden ser diferentes segmentos de un solo mezclador interno mayor.
El elastómero de copolieteramida descrito en la presente descripción puede prepararse mediante la polimerización de (i) un diisocianato terminado en lactama, (ii) un monómero de lactama y (iii) un compuesto terminado en hidroxi y/o derivados de los mismos, opcionalmente en presencia de un catalizador. La polimerización puede tener lugar en un aparato de mezclado interno, y la cantidad de los componentes puede establecerse de manera que la relación molar del compuesto terminado en hidroxi al diisocianato terminado en lactama usado en la polimerización sea de 0,50 a 0,95 o de 0,70 a 0,90, o de 0,70 a 0,80 o de 0,75 a 0,80, o incluso 0,75.
El elastómero de copolieteramida descrito en la presente descripción puede usarse en la preparación de artículos poliméricos conformados. Los tipos específicos de artículos para los que el elastómero de copolieteramida descrito en la presente descripción es útil no están demasiado limitados.
En algunas realizaciones, la relación molar del componente poliol al diisocianato terminado en lactama es de 0,65:1 a 0,85:1, o incluso de 0,70:1 a 0,80. En algunas de estas realizaciones, el componente poliol, en ocasiones denominado compuesto terminado en hidroxi en la presente descripción, incluye politetrametilen éter glicol, por ejemplo, politetrametilen éter glicol que tiene un peso molecular de 500 a 3000, o de 600, 650 o 750 a 2000, 1500 o incluso 1000. En algunas de estas realizaciones, el diisocianato terminado en lactama incluye el producto de reacción de un diisocianato, por ejemplo, diisocianato de hexametileno y un monómero de lactama, por ejemplo, caprolactama, que pueden denominarse HDI-BisCapro o HBC. En cualquiera de estas realizaciones, el porcentaje del segmento duro (un porcentaje calculado tomando el peso del monómero de lactama usado en la preparación del copolímero y dividiéndolo por el total combinado de los pesos del monómero de lactama, componente de poliol y diisocianato terminado en lactama usados en la formulación, y luego multiplicar ese número por 100 para dar un valor porcentual) puede ser más de 20 %, más de 25 %, al menos el 30 %, al menos el 40 %, hasta el 60 % o incluso el 50 %. En algunas realizaciones, el porcentaje del segmento duro es de 30 %, 50 % o de 30 % a 50 %.
En algunas realizaciones, el componente de poliol puede ser una mezcla de dos o más polioles. Por ejemplo, el componente de poliol puede ser una mezcla de politetrametilen éter glicol y otro poliéter diol. En algunas realizaciones, el componente de poliol es al menos de 70 % en peso de politetrametilen éter glicol, o incluso al menos de 75 % u 80 % de politetrametilen éter glicol. También pueden aplicarse aquí cualquiera de las relaciones molares del componente poliol al diisocianato terminado en lactama descritas anteriormente.
Se sabe que algunos de los materiales descritos anteriormente pueden interactuar en la formulación final, de modo que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los que se agregan inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios acídicos o aniónicos de otras moléculas. Los productos que se forman de esa manera, que incluyen los productos que se forman tras emplear la composición de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una descripción fácil. La presente invención abarca la composición preparada mezclando los componentes descritos anteriormente.
Ejemplos
La invención se ilustrará adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que exponen las realizaciones particularmente ventajosas. Los ejemplos se proporcionan para ilustrar la presente invención.
Conjunto de Ejemplos 1.
Se prepara un conjunto de ejemplos mediante un proceso por lotes en un laboratorio.
Ejemplo 1-1.
Se prepara un elastómero de copolieteramida en dos etapas. Durante la primera etapa, se prepara un segmento blando mediante la reacción, en un aparato mezclador interno, de un diisocianato terminado en lactama (preparado a su vez mediante la reacción de 25,27 mmol de diisocianato de hexametileno y 54,33 mmol de monómero de caprolactama) con 22,62 mmol de politetrametilen éter glicol (PTMEG 2000) en presencia de un catalizador de caprolactamato de sodio (0,31 mmol), donde la reacción se lleva a cabo de 90 a 95 grados C. En la segunda etapa, los segmentos duros se forman mediante la adición de un monómero de lactama para reaccionar con el segmento blando de la primera etapa. Para la segunda etapa, la temperatura de reacción se incrementa hasta 150 °C y se adicionan 209,17 mmol de caprolactama fundida al segmento blando de la primera etapa, con catalizador adicional de caprolactamato de sodio (2,79 mmol). El material resultante se moldea por compresión para su análisis.
Ejemplo 1-2.
Se prepara un elastómero de copolieteramida en dos etapas. Durante la primera etapa, se prepara un segmento blando mediante la reacción, en un aparato mezclador interno, de un diisocianato terminado en lactama (preparado a su vez mediante la reacción de 23,72 mmol de diisocianato de hexametileno y 50,29 mmol de monómero de caprolactama) con 22,53 mmol de politetrametilen éter glicol (PTMEG 2000) en presencia de un catalizador de caprolactamato de sodio (0,32 mmol), donde la reacción se lleva a cabo de 90 a 95 grados C. En la segunda etapa, los segmentos duros se forman mediante la adición de un monómero de lactama para reaccionar con el segmento blando de la primera etapa. Para la segunda etapa, la temperatura de reacción se incrementa hasta 150 °C y se adicionan 259,04 mmol de caprolactama fundida con catalizador adicional de caprolactamato de sodio (3,45 mmol). El material resultante se moldea por compresión para su análisis.
Ejemplo 1-3.
Se prepara un elastómero de copolieteramida en dos etapas. Durante la primera etapa, se prepara un segmento blando mediante la reacción, en un aparato mezclador interno, de un diisocianato terminado en lactama (preparado a su vez mediante la reacción de 35,44 mmol de diisocianato de hexametileno y 76,20 mmol de monómero de caprolactama) con 32,61 mmol de politetrametilen éter glicol (PTMEG 2000) en presencia de un catalizador de caprolactamato de sodio (0,47 mmol), donde la reacción se lleva a cabo de 90 a 95 grados C. En la segunda etapa, los segmentos duros se forman mediante la adición de un monómero de lactama para reaccionar con el segmento blando de la primera etapa. Para la segunda etapa, la temperatura de reacción se incrementa hasta 150 °C y se adicionan 233,63 mmol de caprolactama fundida con catalizador adicional de caprolactamato de sodio (3 mmol). El material resultante se moldea por compresión para su análisis.
Ejemplo 1-4.
Se prepara un elastómero de copolieteramida en dos etapas. Durante la primera etapa, se prepara un segmento blando mediante la reacción, en un aparato mezclador interno, de un diisocianato terminado en lactama (preparado a si mismo mediante la reacción de 32,40 mmol de diisocianato de hexametileno y 69,66 mmol de monómero de caprolactama) con 29,81 mmol de politetrametilen éter glicol (PTMEG 1000) en presencia de un catalizador de caprolactamato de sodio (0,43 mmol), donde la reacción se lleva a cabo de 90 a 95 grados C. En la segunda etapa, los segmentos duros se forman mediante la adición de un monómero de lactama para reaccionar con el segmento blando de la primera etapa. Para la segunda etapa, la temperatura de reacción se incrementa hasta 150 °C y se adicionan 161,53 mmol de caprolactama fundida con catalizador adicional de caprolactamato de sodio (2,15 mmol). El material resultante se moldea por compresión para su análisis.
Ejemplo 1-5.
Se prepara un elastómero de copolieteramida en dos etapas. Durante el primer paso, se prepara un segmento blando mediante la reacción, en un aparato mezclador interno, de un diisocianato terminado en lactama (preparado a su vez mediante la reacción de 29,31 mmol de diisocianato de hexametileno y 63,02 mmol de monómero de caprolactama) con 26,97 mmol de politetrametilen éter glicol (PTMEG 1000) en presencia de un catalizador de caprolactamato de sodio (0,39 mmol), donde la reacción se lleva a cabo de 90 a 95 grados C. En la segunda etapa, los segmentos duros se forman mediante la adición de un monómero de lactama para reaccionar con el segmento blando de la primera etapa. Para la segunda etapa, la temperatura de reacción se incrementa hasta 150 °C y se adicionan 227,09 mmol de caprolactama fundida con catalizador adicional de caprolactamato de sodio (3,03 mmol). El material resultante se moldea por compresión para su análisis.
Conjunto de Ejemplos 2
Se prepara un conjunto de ejemplos utilizando un Brabender a escala de laboratorio, un dispositivo mezclador interno, para preparar los ejemplos. Cada ejemplo se prepara a partir de un producto intermediario de reacción, preparado él mismo a partir de diisocianato de hexametileno y caprolactama. Este producto de reacción puede denominarse N,N'-(1,6-hexanodiil)bis(2-oxoazepano-1-carboxamida), y se denomina en la presente descripción como HDI-BisCapro, o HBC. Se usa el mismo material HBC en la preparación de cada uno de los ejemplos de este conjunto.
En cada ejemplo, el componente de poliol, en este conjunto es el PTMG 1000, un poli(óxido de tetrametileno) comercialmente disponible que tiene un peso molecular de aproximadamente 1000, y e1HBC fundido se adiciona a la cámara de Brabender, seguido de la adición de la primera carga de catalizador a 100 °C. La velocidad de rotación se establece en 100 rpm. Cuando la temperatura alcanza los 140 °C, se adiciona caprolactama fundida y se inyecta la segunda carga de catalizador. El catalizador adicionado en ambos puntos del proceso es el mismo material, un catalizador de caprolactamato de sodio. Una vez que el nivel de torsión en la máquina se estabiliza y la temperatura alcanza los 170-180 °C, la máquina se detiene y el material resultante se retira y se muestrea. Los puntos de fusión (Tm) se determinaron por calorimetría diferencial de barrido (DSC) con un intervalo de temperatura de -100 °C a 250 °C a una velocidad de calentamiento y enfriamiento de 10 °C/minuto. La temperatura de transición vítrea (Tg) se determinó mediante análisis mecánico dinámico (DMA) en modo de torsión con una frecuencia de 1 Hz y una deformación de 0,1 %. El intervalo de temperatura fue de -100 °C a 250 °C a 2 °C/etapa. Muchos de los ejemplos también se prensaron en una placa moldeada para comprobar la separación de fases (PS) de la composición. Una calificación de "No PS" indica que la placa parecía uniforme y mecánicamente fuerte (es decir, muestra buenas propiedades elastoméricas), una calificación de "PS" indica que la placa mostró signos de separación de fases, por ejemplo, mostrando un aspecto opaco a blanco y/o propiedades mecánicas débiles (es decir, se vuelve muy rígido o plastomérico). Una calificación de "PS leve" indica que se observó algún nivel menor de separación de fases. Se señala que todos los materiales elastoméricos se consideran separados por microfases. Estas observaciones están dirigidas a separaciones de macrofase que inhiben las propiedades elastoméricas de los ejemplos. Además, para cada ejemplo se proporciona un porcentaje en peso del segmento duro (% HS). Este valor se calcula tomando el peso de caprolactama usado en la formulación y dividiéndolo entre el total combinado del peso de caprolactama, componente de poliol y HBC usados en la formulación, y luego multiplicando ese número por 100 para dar un valor porcentual. Las formulaciones de los ejemplos de este conjunto se resumen en la tabla siguiente, junto con los resultados obtenidos de cada ejemplo.
Tabla 1 - Ejemplos de Formulaciones y Resultados del Conjunto 2
Figure imgf000009_0001
Los resultados muestran que la cristalinidad del segmento duro depende de la relación entre el componente de poliol y el HBC. Puede lograrse una mayor cristalinidad cuando se usan ciertas proporciones.
Conjunto de Ejemplos 3
Se prepara y prueba un conjunto de ejemplos utilizando el mismo equipo, procedimientos y métodos de prueba descritos en el Conjunto de Ejemplos 2 anterior. Sin embargo, en este conjunto de ejemplos, se usa un componente de poliol diferente. Estos ejemplos usan PTMG 650, un poli(óxido de tetrametileno) comercialmente disponible que tiene un peso molecular de aproximadamente 650, e incluyen ejemplos que varían el contenido del segmento duro (los segmentos del copolímero resultante que se derivan de la caprolactama que reacciona con e1HBC -producto de reacción del componente poliol) así como ejemplos que varían la relación del componente poliol a1HBC. Las formulaciones de los ejemplos de este conjunto se resumen en la tabla siguiente, junto con los resultados obtenidos de cada ejemplo.
Tabla 2 - Ejemplos de Formulaciones y Resultados del Conjunto 3
Figure imgf000010_0001
Los resultados muestran que la cristalinidad del segmento duro depende de la relación entre el componente de poliol y el HBC. Puede lograrse una mayor cristalinidad cuando se usan ciertas proporciones y que el contenido de segmento duro también impacta en la cristalinidad.
Conjunto de Ejemplos 4
Se prepara y prueba un conjunto de ejemplos utilizando el mismo equipo, procedimientos y métodos de prueba descritos en el Conjunto de Ejemplos 2 anterior. Sin embargo, en este conjunto de ejemplos, se usa un componente de poliol diferente. Estos ejemplos usan una mezcla de poliol que es una mezcla de pTm G 1000, como se describió anteriormente, y POLY G® 55-112, un poliéter diol disponible comercialmente que tiene un peso molecular de aproximadamente 1000. Los ejemplos de este conjunto mantienen el mismo contenido de segmento duro y el mismo componente de poliol a HBC, pero varían la mezcla de los dos polioles en el componente de poliol. Las formulaciones de los ejemplos de este conjunto se resumen en la tabla siguiente, junto con los resultados obtenidos de cada ejemplo.
Tabla 3 - Ejemplos de Formulaciones y Resultados del Conjunto 4
Figure imgf000010_0002
Los resultados muestran que la identidad química del componente de poliol puede tener un impacto en la cristalización del copolímero de bloques resultante.
Conjunto de Ejemplos 5
Se prepara y prueba un conjunto de ejemplos utilizando el mismo equipo, procedimientos y métodos de prueba descritos en el Conjunto de Ejemplos 2 anterior. Sin embargo, en este conjunto de ejemplos, se usa un componente de poliol diferente. Estos ejemplos usan una mezcla de polioles que es una mezcla de PTMG 1000, como se describió anteriormente, y un diol extensor de cadena, en estos ejemplos 1,4-butanodiol (BDO) o 1,6-hexanodiol (HDO). Los ejemplos de este conjunto mantienen el mismo contenido de segmento duro pero también incluyen algunos ejemplos que varían la relación del poliol al componente HBC con un componente de poliol específico. Las formulaciones de los ejemplos de este conjunto se resumen en la tabla siguiente, junto con los resultados obtenidos de cada ejemplo.
Tabla 4 - Ejemplo de Formulaciones y Resultados del Conjunto 5
Figure imgf000011_0001
Los resultados muestran que el uso de un diol extensor de cadena, como HDO o BDO, puede tener un impacto en la cristalinidad del copolímero de bloques resultante.
Conjunto de Ejemplos 6
Se prepara y prueba un conjunto de ejemplos comparativos usando el mismo equipo, procedimientos y métodos de prueba descritos en el Conjunto de Ejemplos 2 anterior, sin embargo, en los ejemplos 6-A y 6-B, la reacción se lleva a cabo en una sola etapa. Esto es, todos los componentes se adicionan al Brabender a la vez, en lugar de hacer reaccionar el componente de poliol y HBC, con una primera carga de catalizador, y luego, después de esta primera etapa de reacción, se adiciona la caprolactama y la segunda carga de catalizador para una segunda etapa de reacción. En estos ejemplos, el poliol, HBC, caprolactama y la carga única de catalizador se adicionan al Brabender a una temperatura de 140 °C. La velocidad del rotor se fijó en 100 rpm. Una vez que el nivel de torsión en la máquina se estabiliza y la temperatura alcanza los 170-180 °C, la máquina se detiene y el material resultante se retira y se muestrea. El Ejemplo 6-A usa PTMG 1000 como su componente de poliol, mientras que el Ejemplo 6-B usa PEG 1450, un polietilenglicol disponible comercialmente con un peso molecular de aproximadamente 1450. Las formulaciones de los ejemplos de este conjunto se resumen en la tabla siguiente, junto con los resultados obtenidos de cada ejemplo.
Tabla 5 - Ejemplos de Formulaciones y Resultados del Conjunto 6
Figure imgf000011_0002
Los resultados muestran que estos ejemplos comparativos no proporcionan las mismas propiedades beneficiosas en el copolímero de bloque resultante, y más fundamentalmente, ni siquiera tienen éxito en la producción de un copolímero en bloque utilizable. Los ejemplos fabricados mediante un proceso de una sola etapa en el Brabender no mostraron ningún pico de cristalización durante el ciclo de enfriamiento de DSC. Además, se observó una fuerte separación de fases en estos ejemplos.
A menos que se indique de otra manera, todos los valores porcentuales, valores en ppm y valores en partes están sobre la base en peso. A menos que se indique de otra manera, cada producto químico o composición a que se hace referencia en la presente descripción debe interpretarse como un material de grado comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros materiales similares que típicamente se entiende que están presentes en el grado comercial. Como se usa en la presente descripción, la expresión "que consiste esencialmente de" permite la inclusión de sustancias que no afectan materialmente las características básicas de la composición bajo consideración.
Como se usa en la presente descripción, el término "sustancialmente libre de" significa que la composición contiene menos de 10 %, 5 %, 1 %, 0,1 % o incluso 0,01 % por ciento en peso del material descrito. El término también puede significar que ninguno de los materiales descritos está presente intencionalmente, pero puede estar presente en cantidades pequeñas o trazas debido a su presencia en otros materiales como impureza y/o subproducto.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un elastómero de copolieteramida procesable en estado fundido que comprende:
(a) uno o más segmentos de bloques duros de poliamida derivados de un diisocianato terminado en lactama y un monómero de lactama, en donde dicho diisocianato terminado en lactama es el producto de reacción de un diisocianato y una lactama y
(b) uno o más segmentos de bloques blandos derivados de un compuesto terminado en hidroxi y/o derivados del mismo, en donde el compuesto terminado en hidroxi comprende politetrametilen éter glicol que tiene un peso molecular promedio en número de no más de 2000;
en donde el elastómero se obtiene mediante un proceso que comprende las etapas de:
I. polimerizar (A) dicho diisocianato terminado en lactama; y (B) dicho compuesto terminado en hidroxi; en donde la polimerización es opcionalmente en presencia de un catalizador; y
II. polimerizar además el intermediario resultante con (C) dicho monómero de lactama; opcionalmente en presencia de un catalizador de caprolactamato que contiene metal;
en donde la polimerización tiene lugar en un aparato mezclador interno;
en donde el diisocianato terminado en lactama usado en la preparación del elastómero contiene menos del 5 por ciento en peso del monómero de lactama residual.
2. El elastómero de copolieteramida de la reivindicación 1, en donde el diisocianato terminado en lactama se deriva de un monómero de lactama y un diisocianato sustancialmente libre de cualquier diisocianato que contenga difenilo donde ambos anillos de fenilo de dichos diisocianatos que contienen difenilo están solo para-sustituidos.
3. El elastómero de copolieteramida de la reivindicación 1, en donde la relación molar del compuesto terminado en hidroxi al diisocianato terminado en lactama usado en la polimerización es de 0,50 a 0,95.
4. El elastómero de copolieteramida de la reivindicación 1, en donde el diisocianato terminado en lactama comprende un diisocianato de alquileno terminado en caprolactama, laurolactama o una combinación de las mismas.
5. El elastómero de copolieteramida de la reivindicación 1, en donde la polimerización incluye además un extensor de cadena.
6. El elastómero de copolieteramida de la reivindicación 1, en donde el diisocianato terminado en lactama comprende diisocianato de hexametileno terminado en caprolactama, diisocianato de diciclohexilmetano terminado en caprolactama, diisocianato de tolueno terminado en caprolactama, o combinaciones de los mismos; en donde el monómero de lactama comprende caprolactama, laurolactama o combinaciones de las mismas.
7. Una composición que comprende el elastómero de copolieteramida como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y que además comprende uno o más aditivos de desempeño;
en donde los aditivos de desempeño comprenden pigmentos opacificantes, colorantes, rellenos minerales y/o inertes, estabilizadores que incluyen estabilizadores de luz, lubricantes, estabilizadores de UV, coadyuvantes de procesamiento, antioxidantes, antiozonatos, nanopartículas, nanotubos, modificadores de impacto, retardadores de llama, polímeros conductores, materiales disipadores de estática y combinaciones de los mismos.
8. Un proceso para la preparación del elastómero de copolieteramida procesable en estado fundido como se define en la reivindicación 1, dicho proceso comprende las etapas de:
I. polimerizar (A) dicho diisocianato terminado en lactama; y (B) dicho compuesto terminado en hidroxi; en donde la polimerización es opcionalmente en presencia de un catalizador; y
II. polimerizar además el intermediario resultante con (C) dicho monómero de lactama; opcionalmente en presencia de un catalizador de caprolactamato que contiene metal; en donde
en donde la polimerización tiene lugar en un aparato mezclador interno;
en donde el diisocianato terminado en lactama usado en la preparación del elastómero contiene menos del 5 por ciento en peso del monómero de lactama residual.
9. El proceso de la reivindicación 8, en donde el aparato mezclador interno comprende uno o más extrusores; y en donde el proceso comprende opcionalmente además la etapa de eliminar cualquier monómero de lactama residual de la composición elastomérica de copolieteramida resultante.
10. Un artículo polimérico conformado que comprende el elastómero de copolieteramida procesable en estado fundido como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9139752B2 (en) * 2011-09-28 2015-09-22 Basf Se Process for producing polyamides via anionic polymerization
CN104497570A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 江门市优巨新材料有限公司 一种耐高温无卤阻燃尼龙复合材料及其制备方法
WO2017155891A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 Invista North America S.A R.L. Polyamide copolymer and method of making the same
CN107936255B (zh) * 2017-11-01 2021-03-02 中纺院(天津)科技发展有限公司 一种连续生产聚醚酰胺的方法
CN112210076B (zh) * 2019-07-11 2023-08-15 中国石油化工股份有限公司 一种连续化生产聚醚酰胺弹性体的方法及装置
WO2021019076A1 (de) 2019-07-31 2021-02-04 Basf Se Neue blockcopolymere
CN112724660B (zh) * 2020-12-28 2023-06-13 晋江市创达鞋业有限公司 轻量抗疲劳peba鞋底及其成型工艺
CN114196193B (zh) * 2021-11-19 2024-02-23 美瑞新材料股份有限公司 一种基于阴离子聚合制备尼龙弹性体的连续生产方法
CN116120563B (zh) * 2023-01-03 2024-06-25 万华化学集团股份有限公司 一种基于动态双硫键的热适应性聚醚酰胺弹性体材料及其制备方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993709A (en) * 1974-06-24 1976-11-23 Monsanto Company Polyester initiated anionic catalyzed polymerization of lactam
JPS59157121A (ja) * 1983-02-25 1984-09-06 Kanebo Ltd 強化ポリアミドシ−トの製造法
NL8302928A (nl) * 1983-08-20 1985-03-18 Stamicarbon N-gesubstitueerde carbamoyl-lactam verbinding.
NL8302929A (nl) * 1983-08-20 1985-03-18 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van een n-gesubstitueerde carbamoyl-lactam verbinding.
EP0135233B1 (en) 1983-08-20 1988-02-17 Stamicarbon B.V. Process for the preparation of an n-substituted carbamoyllactam compound
NL8400006A (nl) 1984-01-03 1985-08-01 Stamicarbon Werkwijze voor de condensatie van imide en alkohol.
NL8400411A (nl) * 1984-02-09 1985-09-02 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van een nylonblokcopolymeercompositie.
US4626385A (en) * 1984-03-22 1986-12-02 Kaneyoshi Ashida N-substituted carbamoyl-lactam
KR870001407B1 (ko) * 1984-03-22 1987-07-30 스태미카본 베· 뷔 N-치환된 카로바모일-락탐 화합물의 제조방법
US4614615A (en) * 1984-03-22 1986-09-30 Kaneyoshi Ashida Process for preparing an N-substituted carbamoyl-lactam compound
NL8403861A (nl) * 1984-12-20 1986-07-16 Stamicarbon N-gesubstitueerde acyl-lactam verbinding.
US4673722A (en) * 1985-12-23 1987-06-16 General Motors Corporation High impact nylon/polyurea copolymer
NL8702950A (nl) 1987-12-08 1989-07-03 Stamicarbon Werkwijze voor het bereiden van een nylonblokcopolymeer.
NL8801914A (nl) 1988-07-30 1990-02-16 Stamicarbon Omzettingsprodukten van met lactam geblokkeerde diisocyanaten en daarvan afgeleide polylactamblokcopolymeren.
DE4203297A1 (de) * 1992-01-31 1993-08-05 Fischer Karl Ind Gmbh Verfahren zur herstellung von polyurethan- und/oder polyurethanharnstoff-elastomer
JPH06116385A (ja) * 1992-10-02 1994-04-26 Toray Ind Inc 中空成形品の製造方法
BE1006638A3 (nl) 1993-01-27 1994-11-03 Dsm Nv Werkwijze voor het bereiden van een nylonblokcopolymeer.
JPH0732390A (ja) * 1993-07-15 1995-02-03 Toray Ind Inc 中空成形品の製造方法
JP3838622B2 (ja) * 2001-04-05 2006-10-25 日本ポリペンコ株式会社 ポリアミドエラストマー成形体及びその製造方法
JP2005336354A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Nippon Polypenco Ltd ポリアミドエラストマー成形体及びその製造方法。

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