ES2937083T3 - Composición hilable (sc) y fibras de poliéster (pf) fabricadas a partir de las mismas - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de una composición hilable (sC) mediante la mezcla de al menos un poliéster tereftalato (A), al menos un poliéster alifático-aromático (B), al menos un oligómero (C) y opcionalmente al menos un aditivo (D). Además, la presente invención se refiere a la composición hilable (sC) obtenida por este proceso, un proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF) mediante la extrusión de la composición hilable (sC) a través de al menos una hilera, las fibras de poliéster (PF) obtenidas por este proceso, materiales textiles (T) que comprenden las fibras de poliéster (PF) un proceso para teñir los materiales textiles (T), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición hilable (sc) y fibras de poliéster (pf) fabricadas a partir de las mismas
La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de una composición hilable (sC) mediante la mezcla de al menos un poliéster tereftalato (A), al menos un poliéster alifático-aromático (B), al menos un oligómero (C) y opcionalmente al menos un aditivo (D). Además, la presente invención se refiere a la composición hilable (sC) obtenida por este proceso, un proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF) mediante la extrusión de la composición hilable (sC) a través de al menos una hilera, las fibras de poliéster (PF) obtenidas por este proceso, materiales textiles (T) que comprenden las fibras de poliéster (PF) un proceso para teñir los materiales textiles (T), y el uso del oligómero (C) para la mejora de la reología y/o la capacidad de teñido de una composición que comprende al menos un poliéster de tereftalato (A) y al menos un poliéster alifático aromático (B).
Los poliésteres son generalmente polímeros que tienen funciones éster -[-CO-O-]- en su cadena principal. Normalmente se preparan mediante polimerización con apertura de anillo de lactonas o mediante policondensación de ácidos hidroxicarboxílicos o de dioles y ácidos dicarboxílicos/derivados de ácidos dicarboxílicos. De particular importancia son los poliésteres aromáticos que, en forma de fibras de poliéster, encuentran uso en la industria textil.
Las fibras de poliéster se producen normalmente mediante el método de hilado por fusión. El calentamiento da lugar a una masa fundida que se extruye a través de hileras para obtener las fibras de poliéster. Dado que la mezcla de polímeros a partir de la cual se fabrican las fibras de poliéster generalmente se compone de tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT) y/o tereftalato de polibutileno (PBT), el proceso de hilado por fusión se realiza generalmente a temperaturas muy altas.
En el método de hilado por fusión, la temperatura de la fusión debe estar suficientemente por encima del punto de fusión del poliéster que se hila. Si la temperatura de la masa fundida es demasiado baja, la velocidad de masa fundida que se extruye a través de las hileras es bajo y las hileras pueden obstruirse. Una temperatura más alta de la masa fundida conduce a una velocidad de flujo mejorada de la masa fundida que se extruye a través de las hileras y, por lo tanto, a un mayor rendimiento y una producción más rápida de las fibras de poliéster. Sin embargo, si la temperatura de la masa fundida es demasiado alta, las fibras de poliéster pueden rasgarse por su peso muerto.
El rango de temperatura dentro del poliéster que se puede hilar (ventana de producción) depende del poliéster utilizado.
En el caso de uso de tereftalato de polietileno (PET), la temperatura de la masa fundida es normalmente de al menos 280 °C. En el caso de tereftalato de politrimetileno (PTT), la temperatura de la fusión es típicamente de al menos 260 °C, y en el caso del uso de tereftalato de polibutileno (PBT), la temperatura de la fusión es típicamente de al menos 250 °C. El documento WO 2018/219714 A1 está dirigido a un proceso para la preparación de fibras de poliéster y su uso en textiles (ver, por ejemplo, página 1, 1,5-10). Los ejemplos E1 y E2 describen la producción de fibras a partir de PBT y PABT. Sin embargo, la ventana de proceso en la que se pueden producir fibras de poliéster es muy pequeña. La limitación de la ventana del proceso es la resistencia de fusión de la fibra fundida y la viscosidad a altas velocidades de cizallamiento, ambos son factores contradictorios que ocurren alrededor de la hilera de un proceso de hilado de fibra fundida.
Por lo tanto, existe la necesidad de una composición de poliéster con la que sea posible la producción de fibras de poliéster a través del proceso de hilado por fusión dentro de una ventana de producción más amplia.
El problema técnico objetivo que subyace a la presente invención es, por lo tanto, proporcionar una composición de poliéster que tenga una ventana de producción más amplia y proporcionar un proceso mejorado para producir fibras de poliéster que tenga las desventajas descritas anteriormente en un grado reducido, si es que las tiene.
Este objetivo se logra mediante un proceso para la preparación de una composición hilable (sC) que comprende el paso (i) mezclar
80 a 99,5 % en peso de al menos un poliéster de tereftalato (A),
0,49 a 19,9 % en peso de al menos un poliéster alifático-aromático (B) obtenible
%
por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(m1) al menos un 1,w-diol alifático,
(m2) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático,
y
(m3) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático,
0,01 a 3 % en peso de al menos un oligómero (C) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(01) al menos un monómero vinílico que no contiene ningún grupo glicidilo,
y
(02) al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo,
y
0 a 5 % en peso de al menos un aditivo (D),
donde los % en peso se refieren en cada caso al peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) mezclados para obtener la composición hilable (sC).
Se ha encontrado que, sorprendentemente, la composición hilable (sC) se puede hilar en un proceso de hilado por fusión a temperaturas más altas. La composición giratoria (sC), además, muestra una ventana de producción más amplia. Las fibras de poliéster (PF) obtenidas mediante un proceso de hilado por fusión en el que se utiliza la composición hilable (sC), así como los materiales textiles (T) producidos a partir de las fibras de poliéster (PF) muestran una capacidad de teñido mejorada. En otras palabras, si al hilado le sigue una operación de coloración, se asegura una coloración resistente a la luz y al lavado de las fibras de poliéster (PF) y/o de los materiales textiles (T) obtenidos a partir de las mismas. Además, tienen un amplio espectro de color disponible en uso, buena solidez al frote y muy buena solidez al lavado. Además, también es ventajoso que las fibras de poliéster (PF) según la invención sean adecuadas para su uso en un tejido mixto, por ejemplo, junto con lana, algodón, poliamida, viscosa, acrílico o lycra. El tejido mixto que contiene las fibras de poliéster (PF) también se puede teñir de forma muy eficiente en un solo baño, lo que significa que no hay necesidad de pasos adicionales en los que los componentes individuales del tejido mixto se tiñen por separado.
El proceso de la invención se explica con más detalle a continuación.
Componente (A)
El componente (A) es al menos un poliéster de tereftalato.
En el proceso para la preparación de la composición hilable (sC) la cantidad del al menos un poliéster de tereftalato (A) usado está generalmente en el rango de 80 a 99,5 % en peso, preferiblemente en el rango de 85 a 95 % en peso del al menos un poliéster tereftalato (A), en base al peso total los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) se mezclaron para obtener la composición hilable (sC). En otra realización, el % en peso se basa en el peso total de la composición hilable (sC).
Los términos "al menos un poliéster de tereftalato (A)", "poliéster de tereftalato (A)", "poliéster de tereftalato" y "componente (A)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un poliéster tereftalato (A)" significa exactamente un poliéster tereftalato (A) y mezclas de dos o más poliésteres tereftalato (A). En una realización preferida, se usa exactamente un poliéster de tereftalato (A) en el proceso de la invención.
El poliéster de tereftalato (A) se puede preparar por todos los métodos conocidos por los expertos en la materia. En una realización preferida, el poliéster de tereftalato (A) se prepara por policondensación de dioles, compuestos de ácido tereftálico y, opcionalmente, compuestos de ácido isoftálico. El poliéster tereftalato (A) y el poliéster alifático-aromático (B) son compuestos diferentes. Para la producción del poliéster de tereftalato (A) generalmente, en comparación con la producción del poliéster alifático-aromático (B), se usa una menor cantidad del compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático. En una realización preferida para la producción del poliéster de tereftalato (A) no se utiliza ningún compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático.
En una realización preferida, el al menos un poliéster de tereftalato (A) se puede obtener por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(n1) al menos un 1,w-diol alifático, y
(n2) al menos un compuesto de ácido tereftalato.
En una realización aún más preferida, el al menos un poliéster de tereftalato (A) se obtiene por polimerización de los siguientes monómeros:
(n1) al menos un 1,w-diol alifático,
(n2) al menos un compuesto de ácido tereftalato, y
(n3) opcionalmente al menos un compuesto de ácido isoftálico.
El componente (n1) es al menos un 1,w-diol alifático.
Los términos "al menos un 1 w-diol alifático (n1), 1,w-diol alifático (n1), 1,w-diol alifático y componente (n1)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un 1,w-diol alifático (n1)" exactamente un 1,w-diol alifático (n1) y mezclas de dos o más 1,w-diol alifáticos (n1),w-dioles (n1). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un 1,w-diol alifático (n1).
El 1,w-diol alifático (n1) puede ser lineal, ramificado o cíclico. Además, el 1,w-diol alifático (n1) puede estar saturado, unido por enlaces sencillos (alcanos), o insaturado, con dobles enlaces (alquenos) o triples enlaces (alquinos). Además, el 1,w-diol alifático (n1) puede contener heteroátomos como oxígeno o azufre que sustituyen a uno o más átomos de
carbono del esqueleto de carbono.
En el contexto de la presente invención, el 1,w-diol alifático (n1) es preferiblemente un 1,w-diol alifático que tiene de 2 a 12, preferiblemente de 2 a 6, más preferiblemente de 2 a 4 átomos de carbono. El 1,w-diol alifático (n1) puede ser lineal, ramificado o cíclico.
Ejemplos de 1,w-dioles alifáticos (n1) son etilenglicol (etano-1,2-diol), propano-1,3-diol, butano-1,4-diol, pentano-1,5-diol, hexano- 1,6-diol, dietilenglicol, trietilenglicol, 2-metil-1,3-propanodiol, 2-etil-1,3-propanodiol, 2,2-dimetilpropano-1,3-diol, 2-metil-1,4-butanodiol, 2-etil-2-butilpropano-1,3-diol, 2-etil-2-isobutilpropano-1,3-diol, 1,4-ciclohexanodiol, ciclohexano-1,4-dimetanol o 2, 2,4-trimetilhexano-1,6-diol.
Los 1,w-dioles (n1) alifáticos particularmente preferidos son etilenglicol, propano-1,3-diol o butano-1,4-diol, más preferiblemente propano-1,3-diol. Preferiblemente, el componente (n1) utilizado para la preparación del poliéster de tereftalato (A) consiste en al menos un 95 % en peso, preferiblemente al menos un 98 % en peso de un diol seleccionado del grupo que consiste en etilenglicol, propano-1,3 -diol y butano-1,4-diol y 0 a 5 % en peso, preferiblemente 0 a 2 % en peso de al menos otro diol, seleccionado del grupo que consiste en
El componente (n2) es al menos un compuesto de ácido tereftálico.
Los términos "al menos un compuesto de ácido tereftálico (n2)", "compuesto de ácido tereftálico (n2)", "compuesto de ácido tereftálico" y "componente (n2)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un compuesto de ácido tereftálico (n2)" exactamente un compuesto tereftálico (n2) y mezclas de dos o más compuestos de ácido tereftálico (n2). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un compuesto de ácido tereftálico (n2). Lo mismo es válido para el compuesto de ácido isoftálico opcional (n3), respectivamente.
En el contexto de la presente invención, se entiende por compuesto de ácido tereftálico (n2) el propio ácido tereftálico y derivados del ácido tereftálico, tales como ésteres tereftálicos. Los ésteres tereftálicos útiles aquí incluyen los ésteres de di-alquilo C1-C6 del ácido tereftálico, por ejemplo, el dimetilo, dietilo, di-n-propilo, diisopropilo, di-n-butilo, diisobutilo, ditbutilo, di-n-pentilo, ésteres de diisopentilo o di-n-hexilo del ácido tereftálico. Lo mismo es válido para el compuesto de ácido isoftálico opcional (n3), respectivamente.
El ácido tereftálico o derivados del mismo pueden usarse individualmente o como una mezcla de dos o más de ellos. En vista del componente (n2), se da preferencia particular al uso de ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo.
En vista del componente (n3) opcionalmente usado, se da preferencia particular al uso de ácido isoftálico, dimetilisoftalato, sal monosódica de ácido 5-sulfoisoftálico o sal monosódica de 5-sulfoisoftalato de dimetilo.
En una realización preferida, el al menos un poliéster de tereftalato (A) es al menos un poliéster seleccionado del grupo que consiste en tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT) y tereftalato de polibutileno (PBT).
En el contexto de la presente invención, se entiende por PET, en una realización preferida, un poliéster que contiene al menos un 95 % por mol de unidades de repetición derivadas de los compuestos de ácido tereftálico (n2) y etilenglicol (n1) definidos anteriormente, donde el poliéster puede contener opcionalmente de 0 a 5 % por mol de unidades de repetición adicionales, basado en el número total de moles de unidades de repetición contenidas en el poliéster. Las unidades de repetición adicionales contenidas en el PET pueden derivarse de los componentes definidos anteriormente (n3) y los componentes mencionados anteriormente (n1), diferentes del etilenglicol.
En el contexto de la presente invención, se entiende que PTT, en una realización preferida, significa un poliéster que contiene al menos 65 % por mol, preferiblemente al menos 80 % por mol, más preferiblemente al menos 90 % por mol y lo más preferiblemente al menos 95 % por mol de unidades de repetición derivadas de los compuestos de ácido tereftálico definidos anteriormente (n2) y propano-1,3-diol (n1), donde el poliéster puede contener opcionalmente de 0 a 35 % por mol, preferiblemente de 0 a 20 % por mol , más preferiblemente de 0 a 10 % por mol y lo más preferiblemente de 0 a 5 % por mol de unidades de repetición adicionales, basado en el número total de moles de unidades de repetición contenidas en el poliéster. Las unidades de repetición adicionales contenidas en el PTT pueden derivarse de los componentes definidos anteriormente (n3) y los componentes mencionados anteriormente (n1), diferentes del propano-1,3-diol.
En el contexto de la presente invención, PBT, en una realización preferida, se entiende como un poliéster que contiene al menos 65 % por mol, preferiblemente al menos 80 % por mol, más preferiblemente al menos 90 % por mol y lo más preferiblemente al menos 95 % por mol de unidades de repetición derivadas de los compuestos de ácido tereftálico definidos anteriormente (n2) y butano-1,4-diol (n1), donde el poliéster puede contener opcionalmente de 0 a 35 % por mol, preferiblemente de 0 a 20 % por mol , más preferiblemente de 0 a 10 % por mol y lo más preferiblemente de 0 a 5 % por mol de unidades de repetición adicionales, basado en el número total de moles de unidades de repetición contenidas en el poliéster. Las unidades de repetición adicionales contenidas en el PTT pueden derivarse de los componentes definidos anteriormente (n3) y los componentes mencionados anteriormente (n1), diferentes del butano-1,4-diol.
Los tereftalatos de polietileno (PET) adecuados están disponibles, por ejemplo, del fabricante Indorama Ventures bajo el nombre comercial RAMAPET. Además, son adecuados los tereftalatos de polietileno (PET) reciclados, por ejemplo, del reciclaje de botellas de plástico (PET de grado de botella) o, por ejemplo, de fibras posconsumo y residuos de fibras posindustriales.
Los tereftalatos de politrimetileno (PTT) adecuados están disponibles, por ejemplo, del fabricante DuPont con el nombre comercial Sorona. Además, son adecuados los tereftalatos de politrimetileno (PTT) reciclados, por ejemplo, a partir de fibras post-consumo y residuos de fibras post-industriales.
Tereftalatos de polibutileno (PBT) adecuados están disponibles, por ejemplo, del fabricante BASF SE con el nombre comercial Ultradur® B 2550. Además, son adecuados los tereftalatos de polibutileno (PBT) reciclados, por ejemplo, de fibras postindustriales.
El tereftalato de polietileno (PET) especialmente preferido de acuerdo con la invención como poliéster de tereftalato (A) generalmente tiene una temperatura de fusión (Tm) en el rango de 220 a 280 °C, preferiblemente en el rango de 230 a 270 °C, determinada por calorimetría dinámica diferencial (calorimetría diferencial de barrido; DSC) a una velocidad de calentamiento y enfriamiento de 10 °C/min.
El poli(tereftalato de trimetileno) (PTT) especialmente preferido de acuerdo con la invención como poliéster de tereftalato (A) generalmente tiene una temperatura de fusión (Tm) en el rango de 205 a 255 °C, preferiblemente en el rango de 215 a 250 °C, determinada por calorimetría dinámica diferencial (calorimetría diferencial de barrido; DSC) a una velocidad de calentamiento y enfriamiento de 10 °C/min.
El tereftalato de polibutileno (PBT) preferido de acuerdo con la invención como poliéster de tereftalato (A) generalmente tiene una temperatura de fusión (Tm) en el rango de 180 a 250 °C, preferiblemente en el rango de 210 a 240 °C, determinada por diferencial calorimetría dinámica (calorimetría diferencial de barrido; DSC) a una velocidad de calentamiento y enfriamiento de 10 °C/min.
Preferiblemente, el poliéster de tereftalato (A) es un poliéster seleccionado de tereftalato de polietileno (PET) y tereftalato de politrimetileno (PTT). Un poliéster de tereftalato (A) particularmente preferido es el tereftalato de politrimetileno (PTT).
Para la preparación del al menos un poliéster de tereftalato (A) usado de acuerdo con la invención, los expertos en la técnica conocen en principio condiciones de reacción y catalizadores típicos.
Componente (B)
El componente (B) es al menos un poliéster alifático-aromático.
En el proceso para la preparación de la composición hilable (sC) la cantidad del al menos un poliéster alifático-aromático (B) utilizado está generalmente en el rango de 0,49 a 19,99 % en peso, preferiblemente en el rango de 4,95 a 14,95 % en peso del al menos un poliéster alifático-aromático (B), con respecto al peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) mezclados para obtener la composición hilable (sC). En otra realización, el % en peso se basa en el peso total de la composición hilable (sC).
Los términos "al menos un poliéster alifático-aromático (B)", "poliéster alifático-aromático (B)", "poliéster alifáticoaromático" y "componente (B)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un poliéster alifáticoaromático (B)" significa exactamente un poliéster alifático-aromático (B) y mezclas de dos o más poliésteres alifáticoaromáticos (B). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un poliéster alifáticoaromático (B).
El al menos un poliéster alifático-aromático (B) se puede obtener por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(m1) al menos un 1,w-diol alifático,
(m2) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático, y
(m3) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático.
Componente (m1)
El componente (m1) es al menos un 1,w-diol alifático.
Los términos "al menos un 1,w-diol alifático (m1)", "1,w-diol alifático (m1)", "1,w-diol alifático"l y "componente (m1)" se utilizan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un 1,w-diol alifático (m1)" exactamente un 1,w-diol alifático (m1) y mezclas de dos o más 1,w-diol alifáticos (m1),w-dioles (n1). En una realización preferida, en el proceso de la invención,
se usa exactamente un 1,w-diol alifático (m1).
Los 1,w-dioles alifáticos son conocidos en principio por los expertos en la técnica.
Ejemplos de 1,w-dioles alifáticos (m1) son etilenglicol, propano-1,3-diol, butano-1,4-diol, pentano-1,5-diol, hexano-1,6-diol, 2,2 -dimetilpropano-1,3-diol, 2-etil-2-butilpropano-1,3-diol, 2-etil-2-isobutilpropano-1,3-diol, ciclohexano-1,4-dimetanol, C36-diol con CAS no. 147853-32-5 o 2,2,4-trimetilhexano-1,6-diol o
En el contexto de la presente invención, el 1,w-diol alifático (m1) es preferiblemente un 1,w-diol alifático que tiene de 2 a 12, preferiblemente de 4 a 6, átomos de carbono. El 1,w-diol alifático (m1) puede ser lineal o ramificado.
Los 1,w-dioles alifáticos particularmente preferidos (m1) son etilenglicol, propano-1,3-diol o butano-1,4-diol, más preferiblemente butano-1,4-diol.
Componente (m2)
El componente (m2) es al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático.
Los términos "al menos un compuesto de ácido 1, w-dicarboxílico alifático (m2)", "compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2)", "compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático" y "componente (m2)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2)" significa exactamente un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2) y mezclas de dos o más compuestos de ácidos 1,w-dicarboxílicos alifáticos (m2). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2).
Los compuestos de ácido 1,w-dicarboxílico alifático son conocidos en principio por los expertos en la materia.
En el contexto de la presente invención, se entiende por compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2) el propio ácido 1,w-dicarboxílico alifático y derivados del ácido 1,w-dicarboxílico, tales como ésteres de ácido 1,w-dicarboxílico. . Los ésteres de ácido 1,w-dicarboxílico útiles aquí incluyen los ésteres de di-C1-C6-alquilo de ácido 1,w-dicarboxílico, por ejemplo, el dimetilo, dietilo, di-n-propilo, diisopropilo, di-n-butilo, diisobutilo, ésteres de di-t-butilo, di-n-pentilo, diisopentilo o di-n-hexilo del ácido 1,w-dicarboxílico.
En el contexto de la presente invención, el compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático (m2) es preferiblemente un ácido 1,w-dicarboxílico alifático que tiene de 2 a 40, preferiblemente de 4 a 17, átomos de carbono. El compuesto de ácido 1,wdicarboxílico alifático (m2) puede ser lineal, ramificado o cíclico.
Ejemplos de ácidos alifáticos 1,w-dicarboxílicos (m2) son ácido malónico, ácido succínico, ácido 2-metilsuccínico, ácido glutárico, ácido 2-metilglutárico, ácido 3-metilglutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico ácido, ácido undecanodioico, ácido dodecanodioico, ácido brasílico, ácido tetradecanodioico, ácido fumárico, ácido 2,2-dimetilglutárico, ácido graso dímero (por ejemplo, EMPOL® 1061 de Cognis), ácido ciclopentano-1,3-dicarboxílico, ácido diglicólico, ácido itacónico ácido, ácido maleico o ácido norborneno-2,5-dicarboxílico.
Ácidos 1,w-dicarboxílicos alifáticos m2) particularmente preferidos son ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico o ácido brasílico, más preferiblemente ácido succínico, ácido adípico o ácido sebácico. Ejemplos de ésteres de ácidos 1,w-dicarboxílicos alifáticos (m2) son preferiblemente ésteres dimetílicos de los ácidos 1,w-dicarboxílicos (m2) antes mencionados.
En este caso, los ésteres de los ácidos 1,w-dicarboxílicos alifáticos mencionados anteriormente pueden utilizarse individualmente o también como mezcla de dos o más ésteres de los ácidos 1,w-dicarboxílicos alifáticos.
Además, también es posible utilizar una mezcla de al menos un ácido alifático 1,w-dicarboxílico y al menos un éster de un ácido alifático 1,w-dicarboxílico.
Componente (m3)
El componente (m3) es al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático.
Los términos "al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3)", "compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3)", "compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático" y "componente (m3 )" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3)" significa exactamente un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3) y mezclas de dos o más compuestos de ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos (m3). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un compuesto de ácido
1,w-dicarboxílico aromático (m3).
Por compuestos de ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos (m3) en el contexto de la presente invención se entienden los propios ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos y derivados de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos, tales como los 1,wésteres dicarboxílicos. Los ésteres útiles de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos aquí incluyen los ésteres de di-C i -C 6 -alquilo de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos, por ejemplo, el dimetilo, dietilo, din-propilo, diisopropilo, di-n-butilo, ésteres di-isobutílicos, di-t-butílicos, di-n-pentílicos, diisopentílicos o di-n-hexílicos de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos.
Ejemplos de compuestos de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3) son ácido tereftálico, ácido furandicarboxílico, ácido isoftálico, ácido 2,6-naftoico o ácido 1,5-naftoico.
En el contexto de la presente invención, el compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3) es preferiblemente un ácido 1,w-dicarboxílico aromático que tiene de 6 a 12, preferiblemente uno que tiene de 6 a 8 átomos de carbono, más preferiblemente uno que tiene 8 átomos de carbono. átomos En una realización preferida de la presente invención, el compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático (m3) es ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo.
Será evidente que también es posible utilizar los ésteres de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos mencionados anteriormente como componente (m3). En este caso, es posible utilizar los ésteres de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos mencionados anteriormente individualmente o también como una mezcla de dos o más ésteres de los ácidos 1,w-dicarboxílicos aromáticos.
Además, también es posible utilizar una mezcla de al menos un ácido 1,w-dicarboxílico aromático y al menos un éster de un ácido 1,w-dicarboxílico aromático.
Componente (CE)
Para obtener el poliéster alifático-aromático (B) en la polimerización de al menos los monómeros m ((m1), (m2), (m3)), se utiliza opcionalmente al menos un extensor de cadena (CE).
Los términos "al menos un extensor de cadena (CE"), "extensor de cadena (CE)", "extensor de cadena" y "componente (CE") se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un extensor de cadena (CE)" exactamente un extensor de cadena (CE) y mezclas de dos o más extensores de cadena (CE). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un extensor de cadena (CE).
El al menos un extensor de cadena (CE) se selecciona preferentemente del grupo que consiste en compuestos que comprenden al menos tres grupos capaces de formar ésteres (CE1) y compuestos que comprenden al menos dos grupos isocianato (CE2).
Los compuestos (CE1) comprenden preferiblemente de 3 a 10 grupos funcionales capaces de formar enlaces éster. Los compuestos especialmente preferidos (CE1) tienen de 3 a 6 grupos funcionales de este tipo en la molécula, especialmente de 3 a 6 grupos hidroxilo y/o grupos carboxilo.
Ejemplos de los compuestos (CE1) son ácido tartárico, ácido cítrico, ácido málico, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, trioles de poliéter, glicerol, ácido trimésico, ácido trimelítico, anhídrido trimelítico, ácido piromelítico, dianhídrido piromelítico o ácido hidroxiisoftálico.
En general, los compuestos (CE1) se usan en cantidades de 0,01 a 15% en moles, preferiblemente de 0,05 a 10% en moles, más preferiblemente de 0,1 a 4% en moles, basado en la suma total de las cantidades molares de los componentes (m2) y (m3).
Los compuestos (CE2) comprenden preferiblemente un diisocianato o una mezcla de diferentes diisocianatos. Es posible utilizar diisocianatos aromáticos o alifáticos. Pero también es posible utilizar isocianatos de mayor funcionalidad.
En el contexto de la presente invención, se entiende por "diisocianato aromático", en particular, 2,4-diisocianato de tolileno, 2,6-diisocianato de tolileno, 2,2'-diisocianato de difenilmetano, 2,4'-diisocianato de difenilmetano, 4,4'-diisocianato de difenilmetano, 1,5-diisocianato de naftileno o diisocianato de xilileno.
En el contexto de la presente invención, los diisocianatos aromáticos preferidos son 2,2'-diisocianato de difenilmetano, 2,4'-diisocianato de difenilmetano y 4,4'-diisocianato de difenilmetano; se da preferencia particular al uso de estos diisocianatos de difenilmetano como mezclas.
Preferentemente, los compuestos (CE2) contienen hasta un 5 % en peso, referido al peso total de los compuestos (CE2), de grupos uretiona. Estos sirven, por ejemplo, para tapar los grupos isocianato.
Los compuestos (CE2) también pueden comprender un diisocianato aromático tricíclico. Un ejemplo de un isocianato aromático tricíclico es el tri(4-isocianofenil)metano. Los diisocianatos aromáticos policíclicos se obtienen, por ejemplo, en la preparación de diisocianatos aromáticos mono o bicíclicos.
Se entiende por "diisocianato alifático" en el contexto de la presente invención, en particular, diisocianatos de alquileno lineales o ramificados o diisocianatos de cicloalquileno que tienen de 2 a 20 átomos de carbono, preferiblemente de 3 a 12 átomos de carbono, por ejemplo, hexametilen 1,6-diisocianato, 1,5-diisocianato de pentametileno, diisocianato de isoforona o metilenbis(4-isocianatociclohexano). Los diisocianatos alifáticos particularmente preferidos son hexametilen 1,6-diisocianato, pentametileno 1,5-diisocianato e isoforona diisocianato.
Pero también es posible utilizar diisocianatos alifáticos a base de diisocianato de n-hexametileno, por ejemplo, trímeros cíclicos, pentámeros u oligómeros superiores de diisocianato de n-hexametileno.
Se da preferencia al uso de los compuestos (CE2) en cantidades de 0,01 a 5% en moles, preferiblemente en cantidades de 0,05 a 4% en moles, más preferiblemente en cantidades de 0,1 a 4% en moles, basado en la suma total de las cantidades molares de componentes m1), m2) y m3).
Para la preparación del al menos un poliéster alifático-aromático (B) utilizado de acuerdo con la invención, los expertos en la técnica conocen en principio condiciones de reacción y catalizadores típicos.
El al menos un poliéster alifático-aromático (B) normalmente tiene generalmente una temperatura de transición vítrea Tg . La temperatura de transición vítrea Tg del al menos un poliéster alifático-aromático (B) está típicamente en el rango de -50 a 0 °C, preferiblemente en el rango de -45 a -10 °C y especialmente preferiblemente en el rango de - 40 a -20 °C, determinado por DSC.
El peso molecular promedio en peso (M w ) del al menos un poliéster alifático-aromático (B) está típicamente en el rango de 50 000 a 300 000 g/mol, preferiblemente en el rango de 50 000 a 150 000 g/mol, determinado por medio de cromatografía de permeación en gel (GPC) (cromatografía de exclusión por tamaño (SEC)). El disolvente utilizado fue 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol frente a estándares de polimetilmetacrilato (PMMA) de distribución estrecha.
El al menos un poliéster alifático-aromático (B) generalmente tiene una temperatura de fusión (Tm) en el rango de 90 a 150 °C, preferiblemente en el rango de 100 a 140 °C, determinada por calorimetría diferencial dinámica (calorimetría diferencial de barrido; DSC).
Componente (C)
El componente (C) es al menos un oligómero (C).
En el proceso para la preparación de la composición hilable (sC) la cantidad del al menos un oligómero (C) usado está generalmente en el rango de 0,01 a 3 % en peso, preferiblemente en el rango de 0,05 a 1 % en peso de el al menos un oligómero (C), basado en el peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) se mezclaron para obtener la composición hilable (sC). En otra realización, el % en peso se basa en el peso total de la composición hilable (sC). Los términos al menos un oligómero (C), oligómero (C) y componente (C) se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un oligómero (C)" significa exactamente un oligómero (C) y mezclas de dos o más oligómeros (C). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un oligómero (C).
El al menos un oligómero (C) se puede obtener por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(01) al menos un monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo, y
(02) al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo.
La polimerización es iniciada por un iniciador (i1).
Componente (o1)
El componente (o1) es al menos un monómero vinílico que no contiene ningún grupo glicidilo.
Los términos "al menos un monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo (o1)", "monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo (o1)", "monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo" y "componente (o1)" se utilizan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un monómero vinílico que no contiene grupo glicidilo (o1)" exactamente un monómero vinílico que no contiene grupo glicidilo (o1) y mezclas de dos o más monómeros vinílicos que no contiene grupo glicidilo (o1). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un monómero vinílico que no contiene grupo glicidilo (o1).
Preferiblemente, el componente (o1) se selecciona del grupo que consiste en monómeros estirénicos y monómeros (met)acrílicos.
Como se usa en este documento, "monómeros estirénicos" se refiere a O-metil estireno, estireno, vinil tolueno, 4-terc-Butilestireno, o- cloroestireno y similares. En una realización preferida, los monómeros estirénicos se seleccionan del grupo que consiste en a-metilestireno, estireno, viniltolueno, 4-terc-Butilestireno y o-cloroestireno.
En una realización más preferida, el monómero estirénico es a-metil estireno, estireno y/o vinil tolueno. Particularmente preferido es el estireno.
Como se usa aquí, "monómeros (met)acrílicos" se refiere a ácido acrílico, ácido metacrílico, ésteres de ácido acrílico, ésteres de ácido metacrílico y sales, amidas y otros derivados adecuados de ácido acrílico o ácido metacrílico y mezclas de los mismos.
Los ejemplos de monómeros (met)acrílicos adecuados incluyen los siguientes ésteres de metacrilato:
incluyendo metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-propilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de isopropilo, metacrilato de isobutilo, metacrilato de n-amilo, metacrilato de n-hexilo, metacrilato de isoamilo, metacrilato de 2-hidroxietilo, metacrilato de 2-hidroxipropilo, metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo, metacrilato de N,N-dietilaminoetilo, metacrilato de t-butilaminoetilo, metacrilato de 2-sulfoetilo, metacrilato de trifluoroetilo, metacrilato de bencilo, metacrilato de alilo, metacrilato de 2-n-butoxietilo, metacrilato de 2-cloroetilo, metacrilato de sec-butilo , metacrilato de terc-butilo, metacrilato de 2-etilbutilo, metacrilato de cinamilo, metacrilato de crotilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de ciclopentilo, metacrilato de 2-etoxietilo, metacrilato de furfurilo, metacrilato de hexafluoroisopropilo, metacrilato de metalilo, metacrilato de 3-metoxibutilo, metacrilato de butilo , metacrilato de 2-nitro-2-metilpropilo, metacrilato de n-octilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de 2-fenoxietilo, 2-feniletil metacrilato, metacrilato de fenilo, metacrilato de propargilo, metacrilato de tetrahidrofurfurilo y metacrilato de tetrahidropiranilo,
y
ésteres de acrilato:
incluyendo acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-propilo, acrilato de isopropilo, acrilato de n-butilo, acrilato de n-decilo, acrilato de isobutilo, acrilato de n-amilo, acrilato de n-hexilo, acrilato de isoamilo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxipropilo - ylato, acrilato de N,N-dimetilaminoetilo, acrilato de N,N-dietilaminoetilo, acrilato de t-butilaminoetilo, acrilato de 2-sulfoetilo, acrilato de trifluoroetilo, acrilato de bencilo, acrilato de alilo, acrilato de 2-n-butoxietilo, acrilato de 2-cloroetilo, acrilato de sec-butilo, acrilato de terc-butilo, acrilato de 2-etilbutilo, acrilato de cinamilo, acrilato de crotilo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de ciclopentilo, acrilato de 2-etoxietilo, acrilato de furfurilo, acrilato de hexafluoroisopropilo, acrilato de metalilo, acrilato de 3-metoxibutilo, acrilato de 2-metoxibutilo acrilato, acrilato de 2-nitro-2-metilpropilo, acrilato de n-octilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de 2-fenoxietilo, acrilato de 2-feniletilo, acrilato de fenilo, acrilato de propargilo, acrilato de tet rahid rofu rfurilo y acrilato de tetrahidropiranilo,
y
derivados del ácido metacrílico:
incluyendo ácido metacrílico, sales de ácido metacrílico, metacrilonitrilo, metacrilamida, N-metilmetacrilamida, N-etilmetacrilamida, N,N-dietilmetacrilamida, N,N-dimetilmetacrilamida, N-fenilmetacrilamida y metacroleína,
y
derivados del ácido acrílico:
incluyendo ácido acrílico y sales de ácido acrílico, acrilonitrilo, acrilamida, a-cloroacrilato de metilo, 2-cianoacrilato de metilo, N-etilacrilamida, N,N-dietilacrilamida y acroleína.
En una realización más preferida, el monómero (met)acrílico es al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico y acrilato de n-butilo.
En una realización más preferida, el componente (o1) es al menos un monómero seleccionado del grupo que consiste en estireno, ácido acrílico y ácido metacrílico.
Componente (o2)
El componente (o2) es al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo.
Los términos al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo (o2), monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo (o2), monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo y componente (o2) se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende por "al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo (o2)" exactamente un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo (o2) y mezclas de dos o más monómeros vinílicos que contiene 2 grupos glicidilo (o2). En una realización preferida, en el proceso de la invención, se usa exactamente un monómero vinílico que contiene un grupo
glicidilo (o2).
Preferiblemente, el componente (o2) es metacrilato de glicidilo y/o acrilato de glicidilo, siendo especialmente preferido el metacrilato de glicidilo.
El iniciador (i1) puede descomponerse térmicamente en radicales. Los iniciadores adecuados incluyen aquellos con períodos de vida media en el proceso de descomposición radical de 1 hora a temperaturas mayores o iguales a 90 °C, y además incluyen aquellos con períodos de vida media en el proceso de descomposición radical de 10 horas a temperaturas mayores o iguales a 100 °C. También se pueden utilizar otros con semividas de 10 horas a temperaturas inferiores a 100 °C. Por ejemplo, y sin limitación, los iniciadores de polimerización pueden incluir, entre otros, 2,2'-azodi-(2,4-dimetilvaleronitrilo); 2,2'-azobisisobutironitrilo (AIBN); 2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo); 1,1'-azobis(ciclohexanocarbonitrilo); perbenzoato de butilo terciario; carbonato de terc-amil peroxi 2-etilhexilo; I,I-bis(terc-amilperoxi)ciclohexano, terc-amilperoxi-2-etilhexanoato, terc-amilperoxiacetato, terc-butilperoxiacetato, terc-butilperoxibenzoato (TBPB), 2,5-di-(terc-butilperoxi)-2 , 5-dimetilhexano, peróxido de di-tert-amilo (DTAP); peróxido de di-terc-butilo (DTBP); peróxido de laurilo; peróxido de dilauril (DLP), peróxido de ácido succínico; o peróxido de benzoílo. En algunas realizaciones, el iniciador de polimerización incluye 2,2'-azodi-(2,4-dimetilvaleronitrilo); 2,2'-azobisisobutironitrilo (AIBN); o 2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo). En otras realizaciones, el iniciador de polimerización incluye peróxido de di-terc-amilo (DTAP); peróxido de di-terc-butilo (DTBP); peróxido de laurilo; peróxido de ácido succínico; o peróxido de benzoílo. La cantidad de iniciador de polimerización que se usa depende de las condiciones de la reacción y puede ajustarse en consecuencia.
El oligómero (C) se puede obtener por polimerización por radicales de al menos los monómeros (o1) y (o2). La polimerización por radicales es conocida por el experto en la materia y normalmente se lleva a cabo en presencia de un iniciador de polimerización en un disolvente de reacción. Los métodos de preparación adecuados para el oligómero (C) se describen, por ejemplo, en el documento US 8,785,548 B2.
El oligómero (C) es reconocible por un bajo número de extremos de cadena de polímero olefínico insaturado (grupos terminales). Los extremos de la cadena polimérica son los extremos del oligómero que, en este caso, son químicamente diferentes a las unidades repetitivas. Los grupos laterales que se introducen a través de los monómeros, como los ésteres, los éteres de glicidilo y los grupos benceno, no se consideran grupos terminales de la cadena polimérica. El bajo contenido de grupos terminales olefínicos puede determinarse por una señal IR significativamente más baja entre 1645 cm_1 y 1610 cm_1 o la falta de una señal 1H-NMR en el rango de 4,5 a 5,5 ppm en comparación con el patrón de tetrametilsilano.
Preferiblemente, el oligómero (C) se obtiene por polimerización de
10 a 90 % por mol, preferiblemente 20 a 80 % por mol del componente (o1), y
90 a 10 % por mol, preferiblemente 80 a 20 % por mol del componente (o2).
Más preferidos son los oligómeros (C) obtenidos por polimerización de
10 a 90 % por mol, preferiblemente 20 a 80 % por mol del componente (o1), y
90 a 10 % por mol, preferiblemente 80 a 20 % por mol del componente (o2),
donde el componente (o1) es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico y estireno, y el componente (o2) es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en metacrilato de glicidilo y acrilato de glicidilo.
Particularmente preferidos son los oligómeros (C) obtenidos por polimerización del
10 al 90 % por mol, preferiblemente del 20 al 80 % por mol del componente (o1), y
del 90 al 10 % por mol, preferiblemente del 80 al 20 % por mol del componente (o2),
donde el componente (o1) es estireno y el componente (o2) es metacrilato de glicidilo.
El oligómero (C) tiene generalmente un peso molecular promedio en número (Mn) en el rango de 500 a 50000 g/mol, preferiblemente en el rango de 1000 a 30000 g/mol, y más preferiblemente en el rango de 2000 a 20000 g/mol. mol. El peso molecular promedio en número (Mn) se determina mediante una medición en un GPC con una solución de tetrahidrofurano (THF) del polímero con un estándar de poliestireno.
El oligómero (C) contiene grupos glicidilo (grupos reactivos). El oligómero (C) contiene en promedio generalmente en el rango de 0,1 a 50% de los monómeros de (met)acrilato de glicidilo incrustados, preferiblemente en el rango de 1 a 50% de composición de monómero. El número promedio de grupos glicidilo contenidos en el oligómero (C) se determina mediante una medición de 1H-NMR del oligómero en una solución de cloroformo deuterado.
Otro objeto de la presente invención es un proceso, en el que al menos un monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo (o1) es un monómero estirénico y/o un monómero (met)acrílico y el al menos un monómero vinílico que contiene
un grupo glicidilo (o2 ) es metacrilato de glicidilo y/o acrilato de glicidilo.
El término "grupo terminal" significa los grupos en el extremo de la cadena del oligómero (C).
Los grupos terminales contenidos en el oligómero (C) son preferiblemente grupos terminales saturados que contienen un enlace C-C (enlace simple de carbono) en lugar de enlaces C=C (enlaces dobles de carbono). La cantidad de grupos terminales contenidos en el oligómero (C) está determinado por el bajo contenido de grupos terminales olefínicos puede determinarse por una señal IR significativamente más baja entre 1645 cm-1 y 1610 cm-1 o la falta de una señal 1H-NMR en el rango de 4,5 a 5,5 ppm en comparación con el patrón de tetrametilsilano.
En una realización preferida, el oligómero (C) contiene al menos un 90 % de grupos terminales saturados, en base a la cantidad total de grupos terminales contenidos en el oligómero (C).
Componente (D)
El componente (D) es al menos un aditivo.
En el proceso para la preparación de la composición hilable (sC) la cantidad del al menos un aditivo (D) utilizado está generalmente en el rango de 0 a 5 % en peso, preferiblemente en el rango de 0 a 1,5 % en peso de el al menos un aditivo (D), basado en el peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) mezclados para obtener la composición hilable (sC). En otra realización, el % en peso se basa en el peso total de la composición hilable (sC).
Los términos "al menos un aditivo (D"), "aditivo (D)", "aditivo" y "componente (D)" se usan como sinónimos en el contexto de la presente invención y tienen el mismo significado. Además, en el contexto de la presente invención, se entiende que el término "al menos un aditivo (D)" significa exactamente un aditivo (D) y mezclas de dos o más aditivos (D).
Los aditivos (D) adecuados son conocidos por los expertos en la técnica.
Ejemplos de aditivos (D) son lubricantes, agentes de nucleación, compatibilizadores, retardadores de llama, materiales de refuerzo, plastificantes, antioxidantes, estabilizadores UV, cargas minerales y pigmentos.
En el contexto de la presente invención, se da preferencia al uso de lubricantes, agentes nucleantes y/o compatibilizadores.
Se ha encontrado que los lubricantes útiles o también los agentes de desmoldeo son especialmente hidrocarburos, alcoholes grasos, ácidos carboxílicos superiores, sales metálicas de ácidos carboxílicos superiores, como estearato de calcio o estearato de zinc, amidas de ácidos grasos, como erucamida y tipos de cera, por ejemplo, ceras de parafina, ceras de abejas o ceras de montañas. Los lubricantes preferidos son tipos de erucamida y/o cera, y más preferiblemente combinaciones de estos lubricantes. Los tipos de cera preferidos son ceras de abejas y ceras de éster, especialmente monoestearato de glicerol o dimetilsiloxano o polidimetilsiloxano, por ejemplo Belzil y DM® de Waga. En virtud de la adición de los lubricantes antes de la extensión de la cadena, es posible unir parcialmente los lubricantes a la cadena polimérica. De esta forma, es posible prevenir eficazmente la exudación prematura de lubricantes del compuesto polimérico acabado.
Los agentes de nucleación útiles generalmente incluyen compuestos inorgánicos tales como talco, tiza, mica, óxidos de silicio o sulfato de bario. En la producción de las fibras de poliéster (PF) de la invención, se ha encontrado que los poliésteres aromáticos en particular, tales como tereftalato de polietileno y especialmente tereftalato de polibutileno, son ventajosos.
Se ha encontrado que los compatibilizadores ventajosos son poliésteres alifáticos tales como ácido poliláctico, policaprolactona, polihidroxialcanoato o ácido poliglicólico (PGA).
Proceso para la preparación de la composición hilable (sC)
En una realización preferida el proceso para la preparación de una composición hilable (sC) comprende la etapa (I) de mezclado
85 a 95 % en peso de al menos un poliéster de tereftalato (A),
4,95 a 14,95 % en peso de al menos un poliéster alifático-aromático (B),
0,05 a 1 % en peso de al menos un oligómero (C), y
0 a 5 % en peso de al menos un aditivo (D),
donde los % en peso se refieren en cada caso al peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) mezclados para obtener la composición hilable (sC).
La mezcla según el paso (I) se puede realizar en todos los aparatos conocidos por el experto en la materia. Se da
preferencia a realizar el paso de mezclado (I) en una extrusora.
En un paso preferido (I) que comprende los pasos:
(Ii) mezclar el al menos un poliéster alifático-aromático (B) con el al menos un oligómero (C) para obtener una primera mezcla (M1), y
(Iii) mezclar la primera mezcla (M1) con el al menos un poliéster de tereftalato (A) para obtener la composición hilable (sC).
En caso de que la composición hilable (sC) contenga un aditivo (D) en una realización preferida, el paso (I) comprende los pasos:
(Ii) mezclar el al menos un poliéster alifático-aromático (B) con el al menos un oligómero (C) y el al menos un aditivo (D) para obtener una primera mezcla (M1), y
(Iii) mezclar la primera mezcla (M1) con el al menos un poliéster de tereftalato (A) para obtener la composición hilable (sC).
De acuerdo con la invención, la realización preferida y las preferencias antes mencionadas en vista del proceso para la preparación de la composición hilable (sC) se combinan preferiblemente con la descripción y preferencias antes mencionadas en vista de los componentes (A) a (D).
Otro objetivo de la presente invención es una composición hilable (sC) obtenida por el proceso para la preparación de una composición hilable (sC)
Proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF)
Otro objetivo de la presente invención es un proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF) que comprende las etapas de
(i) proporcionar una composición hilable (sC), y
(ii) extruir la composición hilable (sC) a través de al menos una hilera para obtener las fibras de poliéster (PF).
Paso (i)
En el paso (i) se proporciona la composición hilable (sC).
En una realización preferida, el proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF) según la invención se lleva a cabo en una extrusora que comprende al menos un segmento de mezcla y al menos un segmento de transporte. El segmento de mezcla generalmente comprende al menos un elemento de mezcla; el segmento de transporte generalmente comprende al menos un elemento de transporte. Además, la extrusora utilizada con preferencia en el proceso de la invención comprende al menos una hilera.
Las hileras adecuadas, los elementos de transporte y los elementos de mezcla son conocidos por los expertos en la materia. Se da preferencia al uso de extrusoras de un solo husillo, mezcladoras estáticas de extrusoras de doble husillo o bombas de fusión, ya que se puede lograr una mezcla homogénea a través de la longitud y el tipo de husillo, la temperatura y el tiempo de residencia en la extrusora. La extrusora puede tener, además de al menos un segmento de mezcla, al menos un segmento de transporte y al menos una hilera, zonas de respaldo y zonas de ventilación. La extrusora utilizada con preferencia en el proceso de la invención comprende por lo tanto al menos un segmento de mezcla seguido de al menos un segmento de transporte, con la al menos una hilera a continuación del al menos un segmento de transporte.
En el paso (i), la composición hilable (sC) generalmente se proporciona en una extrusora. En una realización, la composición hilable mezclada lista (sC) se alimenta a la extrusora. Por lo tanto, los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente se pueden mezclar en un dispositivo de mezcla externo para obtener la composición hilable (sC) que se puede alimentar posteriormente a la extrusora.
En una realización preferida, el paso (i) se lleva a cabo en una extrusora, preferiblemente en al menos un segmento de mezcla de la extrusora. En otras palabras, el proceso para la preparación de la composición hilable (sC) se lleva a cabo en una extrusora, preferiblemente en al menos el segmento de mezcla de la extrusora.
Preferiblemente en el al menos un segmento de mezcla, los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) se mezclan luego para obtener la composición hilable (sC). Desde el al menos un segmento de mezcla, la composición hilable (sC), en una realización preferida, pasa al al menos un segmento de transporte (a este respecto, véase también el paso (ii) a continuación).
En una realización en el paso (i), el al menos un poliéster de tereftalato (A), el al menos un poliéster alifático-aromático (B), el al menos un oligómero (C) y opcionalmente el al menos un aditivo (A) son se dosifica en la extrusora, por ejemplo, en forma granular, preferiblemente usando dispositivos dosificadores correspondientes. Componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) se pueden dosificar a la extrusora uno tras otro, donde el orden de la adición se puede seleccionar libremente. Además, es posible dosificar todos los componentes juntos.
En una realización preferida en el paso (i) la primera mezcla mencionada anteriormente (M1) obtenida mezclando los componentes (B) y (C) y la segunda mezcla (M2) que contiene el componente (A) se alimentan a la extrusora. Si se utilizan aditivos (D), pueden estar comprendidos en la primera mezcla (M1) y/o en la segunda mezcla (M2) o pueden añadirse por separado a la extrusora.
En el segmento de mezcla de la extrusora, los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) se mezclan preferiblemente entre sí mediante calentamiento hasta que se obtiene una masa fundida. La temperatura en el paso (i) la elige el experto en la materia y se guía por la naturaleza de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D).
El al menos un poliéster de tereftalato (A) y el al menos un poliéster alifático-aromático (B) y el al menos un oligómero (C) deberían, por un lado, ablandarse hasta un grado suficiente para que sea posible mezclar y transportar. Por otro lado, no deben volverse demasiado móviles porque de lo contrario no es posible introducir suficiente energía de cizallamiento y, en algunas circunstancias, también existe el riesgo de degradación térmica.
La temperatura en el paso (i) generalmente depende del componente (A) utilizado. Preferiblemente, el paso (i) se realiza a una temperatura de 230 a 290 °C, preferiblemente a una temperatura de 270 a 280 °C. En una realización preferida, la temperatura en el paso (i) se mide en la carcasa del extrusor que rodea el segmento de mezcla.
Paso (ii)
En el paso (ii), la composición hilable (cS), obtenida en el paso (i), preferentemente en forma de masa fundida, se extruye a través de al menos una hilera para obtener las fibras de poliéster (PF).
En una realización preferida, la composición hilable (cS) obtenida en el paso (i) pasa desde el al menos un segmento de mezcla de la extrusora al al menos un segmento de transporte de la extrusora. Desde el al menos un segmento de transporte, la composición hilable (cS) pasa entonces preferiblemente a la al menos una hilera a través de la cual se extruye. Preferiblemente, la composición hilable (cS) obtenida se extruye a través de múltiples hileras para obtener las fibras de poliéster (PF).
Preferiblemente, el paso (ii) se lleva a cabo en la misma extrusora que el paso (i).
El experto en la materia conoce en principio cómo se lleva a cabo la extrusión a través de al menos una hilera. La al menos una hilera es preferiblemente una matriz perforada, por ejemplo, una matriz de 24 orificios con un tamiz normal. La hilera puede variar según el tipo de fibra y el diámetro y la forma de la fibra monofilamento objetivo.
De acuerdo con la invención, la realización preferida y las preferencias antes mencionadas en vista del proceso para la preparación de la fibra de poliéster (PF) se combinan preferiblemente con la descripción y las preferencias antes mencionadas en vista de los componentes (A) a (D) y el proceso. para la preparación de la composición hilable (sC) Otro objetivo de la presente invención son las fibras de poliéster (PF) obtenidas por el proceso de preparación de fibras de poliéster (PF).
Las fibras de poliéster (PF) producidas por el proceso de la invención se pueden utilizar para la producción de materiales textiles (T).
Por lo tanto, la presente invención también prevé el uso de las fibras de poliéster (PF) de la invención para la producción de materiales textiles (T).
Otro objetivo de la presente invención, por tanto, es un material textil (T) que comprende las fibras de poliéster (PF) según la invención.
El término "material textil (T)" en el contexto de la presente invención abarca todos los materiales a lo largo de la cadena de producción de textiles, por ejemplo, todo tipo de productos textiles terminados, por ejemplo, todo tipo de prendas de vestir, textiles domésticos como alfombras, cortinas, cubiertas o muebles, o textiles industriales para fines industriales o comerciales, o textiles para aplicaciones domésticas, por ejemplo, paños o bayetas para limpiar. El término también incluye los materiales de partida y los artículos semiacabados o productos intermedios, por ejemplo, hilos, tejidos, géneros de punto estirados en bucle, géneros de punto en forma de bucle, telas no tejidas o vellones. También están abarcados por la invención rellenos y flóculos para textiles, por ejemplo, cojines o también animales de peluche.
Por lo tanto, otro objeto de la presente invención es un material textil (T) en el que el material textil (T) se selecciona del grupo que consiste en prendas de vestir, alfombras, cortinas, cubiertas o piezas de mobiliario, textiles industriales, paños, toallitas, hilados, tejidos, tejidos de punto estirados en bucle, tejidos de punto en forma de bucle, no tejidos, vellones y cojines.
Los materiales textiles (T) que se prefieren de acuerdo con la invención son especialmente materiales textiles (T) para ropa deportiva y de tiempo libre, hilos, alfombras o telas no tejidas.
Por lo tanto, otro objeto de la presente invención es un material textil (T) en el que el material textil (T) se selecciona del grupo que consiste en ropa deportiva y de tiempo libre, hilos, alfombras y telas no tejidas.
El término "hilo" en el contexto de la presente invención se entiende como una estructura delgada y larga hecha de una o más fibras.
Los procesos para la producción de materiales textiles (T), también denominados productos textiles acabados, a partir de fibras y/o hilos son conocidos en principio por los expertos en la materia.
Los productos textiles acabados pueden fabricarse exclusivamente a partir de las fibras de poliéster (PF) utilizadas según la invención. Sin embargo, por supuesto, también se pueden producir a partir de una combinación de las fibras de poliéster (PF) utilizadas de acuerdo con la invención con otros materiales, por ejemplo, fibras naturales. Puede llevarse a cabo una combinación en varias etapas de fabricación. Por ejemplo, ya en la etapa de hilado por fusión, es posible producir fibras a partir de dos o más polímeros que tengan una disposición geométrica definida. En la producción de hilo, también es posible incorporar fibras hechas de otros polímeros, o producir mezclas de fibras a partir de fibras cortadas. Además, es posible procesar diferentes tipos de hilos juntos, y finalmente también es posible combinar otros artículos semiacabados o artículos intermedios que comprenden las fibras de poliéster (PF) producidas por el proceso de la invención con artículos semiacabados o productos intermedios químicamente diferentes. .
Las fibras de poliéster (PF) producidas por el proceso de la invención se pueden procesar para dar productos textiles terminados, artículos semiterminados o productos intermedios y luego colorearlos. Sin embargo, las fibras de poliéster (PF) también pueden colorearse primero y luego procesarse para dar productos textiles terminados, artículos semiterminados o productos intermedios.
Los procesos para producir productos textiles terminados, artículos semiterminados o productos intermedios a partir de fibras son conocidos por los expertos en la técnica. También son conocidos por los expertos en la materia procedimientos para teñir fibras, productos textiles acabados, artículos semiacabados o productos intermedios.
Otro objeto de la presente invención es un proceso para la preparación de fibras de poliéster teñidas (dPF), y/o materiales textiles teñidos (dT) que comprende la etapa de (a) poner en contacto las fibras de poliéster (PF) según la invención, y/ o el material textil (T) según la invención con al menos un tinte.
Las fibras de poliéster (PF) y/o el material textil (T) pueden, según el paso (a) ponerse en contacto con el tinte a una temperatura inferior a 130 °C, preferentemente a una temperatura inferior a 120 °C, más preferentemente a una temperatura por debajo de 110 °C, incluso más preferentemente a una temperatura por debajo de 100 °C y especialmente preferentemente a una temperatura por debajo de 80 °C.
Otro objeto de la presente invención es el uso de un oligómero (C) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(01) al menos un monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo, y
(02) al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo,
para la mejora de la reología y/o la tinturabilidad de una composición que comprende
al menos un poliéster tereftalato (A), y
al menos un poliéster alifático-aromático (B) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros: m1) al menos un 1,w-diol alifático,
m2) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático, y
m3) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático.
Los ejemplos que siguen pretenden ilustrar adicionalmente la presente invención, pero sin limitar la presente invención a los mismos.
Claims (13)
1. Un proceso para la preparación de una composición hilable (sC) que comprende el paso (I) de mezclar
80 a 99,5 % en peso de al menos un poliéster de tereftalato (A),
0,49 a 19,9 % en peso de al menos un poliéster alifático-aromático (B)
%
obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(m1) al menos un 1,w-diol alifático,
(m2) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico alifático,
y
(m3) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático,
0,01 a 3 % en peso de al menos un oligómero (C) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(01) al menos un monómero vinílico que no contiene ningún grupo glicidilo,
y
(02) al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo,
Y
0 a 5 % en peso de al menos un aditivo (D),
donde los % en peso se refieren en cada caso al peso total de los componentes (A), (B), (C) y opcionalmente (D) mezclado para obtener la composición hilable (sC).
2. Un proceso según la reivindicación 1, donde el al menos un poliéster de tereftalato (A) se puede obtener por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(n1) al menos un 1,w-diol alifático, y
(n2) al menos un compuesto de ácido tereftálico.
3. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2, donde el al menos un poliéster de tereftalato (A) es al menos un poliéster seleccionado del grupo que consiste en tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de politrimetileno (PTT) y tereftalato de polibutileno (PBT).
4. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde al menos un monómero vinílico que no contiene un grupo glicidilo (o1) es un monómero estirénico y/o un monómero (met)acrílico y el al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo (o2) es metacrilato de glicidilo y/o acrilato de glicidilo.
5. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el paso (I) comprende los pasos:
(li) mezclar el al menos un poliéster alifático-aromático (B) con el al menos un oligómero (C) para obtener una primera mezcla (M1), y
(lii) mezclar la primera mezcla (M1) con el al menos un poliéster de tereftalato (A) para obtener la composición hilable (sC).
6. Una composición hilable (sC) obtenida por el proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Un proceso para la preparación de fibras de poliéster (PF) que comprende los pasos de
(i) proporcionar una composición hilable (sC) según la reivindicación 6, y
(ii) extruir la composición hilable (sC) a través de al menos una hilera para obtener las fibras de poliéster (PF).
8. Fibras de poliéster (PF) obtenidas por el proceso según la reivindicación 7.
9. Un material textil (T) que comprende fibras de poliéster (PF) según la reivindicación 8.
10. Un material textil (T) según la reivindicación 9, donde el material textil (T) se selecciona del grupo que consiste en prendas de vestir, alfombras, cortinas, cubiertas o piezas de mobiliario, textiles industriales, paños, toallitas, hilos, tejidos, tejidos de punto estirados, tejidos de punto en bucle, no tejidos, vellones y cojines.
11. Un material textil (T) según la reivindicación 9 ó 10, donde el material textil (T) se selecciona del grupo que consiste en ropa deportiva y de tiempo libre, hilos, alfombras y telas no tejidas.
12. Un proceso para la preparación de fibras de poliéster teñidas (dPF) y/o materiales textiles teñidos (dT) que comprende el paso de (a) poner en contacto las fibras de poliéster (PF) según la reivindicación 8 y/o el material textil (T) según la reivindicación 9 con al menos un colorante.
13. El uso de un oligómero (C) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(01) al menos un monómero vinílico que no contenga un grupo glicidilo, y
(02) al menos un monómero vinílico que contiene un grupo glicidilo,
para la mejora de la reología y/o la tinturabilidad de una composición que comprende
al menos un poliéster tereftalato (A), y
al menos un poliéster alifático-aromático (B) obtenible por polimerización de al menos los siguientes monómeros:
(m1) al menos un 1,w-diol alifático,
(m2) al menos un compuesto de ácido 1, w-dicarboxílico alifático, y
(m3) al menos un compuesto de ácido 1,w-dicarboxílico aromático.
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