MXPA00008162A - Metodo para la obtencion de una poliamida estable a la luz y al calor, poliamida obtenida mediante el mismo y articulo que la comprende - Google Patents

Abstract

Se describe una poliamida estable a la luz y el calor teniendo integrados estabilizadores, se prepara polimerizando monómeros formadores de poliamida en presencia de una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto piperidina impedida y cuando menos un compuesto regulador de cadenaácido dicarboxílico alifáti

Description

POLIAMIDA ESTABLE A LA LUZ Y AL CALOR Esta invención se refiere a una poliamida que alcanza elevada estabilidad a la luz y calor. Más particularmente, esta invención se refiere a un polimero de nailon modificado conteniendo un compuesto piperidina impedido, y un regulador de cadena, en donde el polimero de nailon modificado tiene una mejor estabilidad a la luz y el calor. Es sabido que, cuando se expone el nailon sin auxiliares a la luz y/o calor, el nailon se decolora y pierde sus propiedades físicas como pueden ser retención de la resistencia y resistencia al alargamiento. Por tanto, la adición de estabilizadores de luz y/o calor al nailon es necesaria en algunos casos para que el nailon realice un funcionamiento aceptable. Los estabilizadores pueden ser adicionados antes, durante o después de la polimerización. Los estabilizadores tradicionales se mezclan con el polímero y no se unen a la cadena polimérica; por tanto, durante el procesamiento o uso de la poliamida, los estabilizadores pueden migrar fácilmente del polímero, evaporarse o ser lavados. Esto significa que la actividad de la estabilización se reduce en una forma no deseada, y las impurezas se liberan a lo alrededores (por ejemplo, al aire, al baño de color, etcétera) . Diversos estabilizadores orgánicos son conocidos para el uso con nailon y artículos fabricados a partir del mismo. No obstante, un problema es que los estabilizadores orgánicos como pueden ser, por ejemplo, fenoles impedidos, son costosos y tienen eficacia limitada. Los estabilizadores inorgánicos generalmente son menos costosos y más eficaces que los estabilizadores orgánicos; o obstante, los estabilizadores inorgánicos presentan una serie de problemas diferentes. Por lo común, los estabilizadores inorgánicos comunes como pueden ser, por ejemplo, compuestos de cobre, causan problemas durante el procesamiento. Por ejemplo, en el proceso de extrusión del fundido, los compuestos de cobre pueden ser reducidos a cobre elemental insoluble. La formación de cobre elemental reduce la eficacia de la producción y adiciona costos de mantenimiento de equipo importantes. Además, la separación de los depósitos de cobre genera residuos no deseables para el ambiente. En otros procesos como pueden, por ejemplo, el tratamiento de fibras de nailon para la industria de automotores, con complejos de cobre en un baño decolorante, el exceso de los complejos de cobre que están en el baño también produce residuos no deseables para el ambiente. La serie es de los Estados Unidos No. 08/804,312 del mismo propietario de la presente se refiere a un proceso para preparar composiciones de nailon teñidas, fotoquímicamente estables, que consiste en proporcionar en un baño de color un artículo moldeado de poli (epsilon-caprolactama) polimerizado en forma hidrolítica, en presencia de agua y un derivado de piperidina impedida y, en el baño decolorante, teñir el artículo moldeado con uno o más colorantes ácidos metalizados o no metalizados. La serie de los Estados Unidor serie No. 60/045,269 del mismo propietario se refiere a un proceso para preparar fibras teñidas en solución, estabilizadas, mediante la fusión de una poliamida, el cual consiste en monómeros de amida polimerizados en presencia de cuando menos un compuesto de piperidina impedido y colorear la poliamida fundida con un colorante . La solicitud del PCT, Solicitud Internacional No. PCT/EP 95/01349, describe una poliamida estabilizada de manera inherente conteniendo cuando menos un compuesto diamina triacetona teniendo un grupo amino primario (-NH2) que reacciona con un grupo terminal carboxi de la molécula de poliamida durante la polimerización, volviendo asi el polímero estable a la luz y el calor. Un ensayo en Poly. Deg. y Stab. 21, 251-262 (1988) describe el mejoramiento de la estabilidad a la luz de poliamida 6/6 mediante la adición de 2,2,6,6-tertrametilpiperidin-4-ol ("TMP"') . En una nueva condensación de la poliamida 6/6 conteniendo TMP en el fundido a 275°C bajo una atmósfera de vapor de agua, los autores afirman que TMP reacciona con los grupos carboxilo terminales de la poliamida. Por tanto, sería muy conveniente una poliamida modificada que reduzca la necesidad de estabilizadores a base de cobre y que evite la decoloración, por ejemplo, el amarillamiento, después de la exposición a la luz y/o el calor. Además, sería deseable producir una poliamida teniendo una resistencia mejorada al amarillamiento con la exposición a la luz y/o al calor, especialmente en aplicaciones de plásticos de uso industrial. Un objeto de la presente invención es proporcionar una poliamida modificada que evite la decoloración después de la exposición a la luz y/o al calor. Otro objetivo de la presente invención es reducir la necesidad de estabilizadores a base de cobre en las poliamidas. Todavía otro objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso eficaz y que no dañe el ambiente para producir una poliamida modificada que sea estable a la luz y el calor. De este modo, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, se proporciona un método para preparar una poliamida estable a la luz y al calor con estabilizadores integrados. El método consiste en someter uno o más monómeros formadores de poliamida a un proceso de polimerización en presencia de una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto piperidina impedido y una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático. En otro aspecto, la presente invención se dirige a una poliamida estable a la luz y el calor que contiene una cadena polimérica esqueleto, cuando menos un radical piperidina impedido y cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático, en donde cuando menos un radical piperidina impedido y cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se unen químicamente a la cadena polimérica esqueleto. La poliamidas de la presente invención esta prácticamente sin compuestos de cobre. La poliamida modificada con estabilizadores integrados preparada de acuerdo con la presente invención obtiene buena estabilidad a la luz y el calor sin el uso de otros estabilizadores como son, las sales de cobre. La combinación de cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático y cuando menos un compuesto piperidina impedido no solo funciona como un regulador del peso molecular en el proceso de la polimerización, sino también asegura la poliamida resultante con estabilidad a la luz y al calor. La poliamida modificada de la presente invención no se decolora en la etapa temprana de la exposición a la luz ultravioleta. Los objetivos anteriores y otros, efectos, características y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la misma, particularmente cuando se revise junto con las figuras que le acompañan. La FIGURA 1 es una gráfica que ilustra el porcentaje de resistencia que se conserva en los hilos teñidos en solución después de exponerlos a un aparato para clima artificial. La FIGURA 2 es una gráfica que ilustra el amarillamiento de las placas de polímero después de la exposición a un aparato de clima artificial. Para favorecer la comprensión de los principios de la presente invención, las descripciones de las modalidades específicas de La- invención siguiente y el lenguaje específico se utilizan para describir la misma. No obstante se entenderá que ninguna limitación del alcance de la invención se propone mediante el uso de este lenguaje específico y que alteraciones, modificaciones, equivalentes y otras aplicaciones de los principios de la invención descrita están contemplados como normalmente idearía un experto en la técnica a la cual pertenece la invención. Como se utiliza en la presente, el término "poliamida" define homopolímeros, copolímeros, mezclas e injertos de aquellos polímeros de cadena larga que tengan grupos amida recurrentes (CO-NH-) como una parte integrada de la cadena polimérica principal. Estas poliamidas de cadena larga generalmente son conocidas como "nailon". Como se utiliza en la presente con respecto a la poliamida de esta invención, el término "integrado" significa que los componentes que convierten a la poliamida estable a la luz y al calor están químicamente unidos a la cadena polimérica principal de la poliamida en lugar de solo físicamente mezclados con la poliamida. En una modalidad, la presente invención es una poliamida modificada prácticamente sin compuestos de cobre conteniendo una cadena polimérica principal, cuando menos un radical piperidina impedido y cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático, en donde el cuando menos un radical piperidina impedido y el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático están químicamente unidos a la cadena polimérica principal. La poliamida estable a la luz y al calor de la presente invención puede ser nailon 6, nailon 6/6, nailon 6/9, nailon 6/10, nailon 6T, nailon 6/12, nailon 4/6, nailon 11, nailon 12 o nailon aromático como puede ser, por ejemplo, poli (meta-fenilen isoftalamida) y poli (parafenilen tereftalamida) . De preferencia, la poliamida estable a la luz y al calor de esta invención es nailon 6, nailon 6/6, nailon 6T, nailon 6/12, nailon 4/6. De mayor preferencia, la poliamida foto y térmicamente estable de la presente invención es nailon 6. Es posible utilizar cualquiera de los monómeros formadores de poliamida adecuados para formar la poliamida foto y térmicamente estable de la presente invención. Los ejemplos no limitantes de estos monómeros formadores de poliamida convenientes son compuestos diamina, ácidos dicarboxílicos, monómeros caprolactama, y combinaciones de los mismos. En una modalidad preferida de la presente invención, los monómeros formadores de poliamida son compuestos de monómeros de caprolactama. El proceso de polimerización mediante el cual la poliamida de la presente invención se forma es, de preferencia, llevado a cabo de acuerdo con los procesos tradicionales como son, por ejemplo, aquellos que están descritos en la Patente Estadounidense No. 5,149,758 de Matthies, la entereza de la cual se incorpora en la presente como referencia, excepto que, la polimerización de la presente invención se lleva a cabo en presencia de una cantidad eficaz de uno o más compuestos piperidina impedidos y una cantidad eficaz de uno o más compuestos reguladores de cadena ácido dicarboxílico alifático. Una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto piperidina impedido es una cantidad suficiente en combinación con el uno o más compuestos reguladores de cadena ácido dicarboxílico alifático para convertir la poliamida resultante foto y térmicamente estable. De preferencia, la cantidad eficaz del uno o más compuestos piperidina impedidos esta en el intervalo desde aproximadamente 0.030 a aproximadamente 0.800 y, de mayor preferencia, aproximadamente 0.060 a aproximadamente 0.400% molar, con base en el peso de los monómeros formadores de poliamida utilizados. Una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático es una cantidad suficiente en combinación con el uno o más compuestos piperidina impedida para volver foto y térmicamente estable la poliamida resultante. De preferencia, la cantidad eficaz del uno o más compuestos reguladores de cadena ácido dicarboxílico alifático es en el intervalo de aproximadamente 0.001 a aproximadamente 0.800 y, de mayor preferencia aproximadamente 0.050 a aproximadamente 0.500% molar, con base en el peso de los monómeros formadores de poliamida utilizados . Para preparar la poliamida de la presente invención, el uno o más compuestos amina impedida y el uno o más compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se adicionan a los monómeros iniciales o a la mezcla de reacción para la polimerización. Así pues, el uno o más compuestos piperidina impedida, el uno o más compuestos reguladores de cadena ácido dicarboxílico alifático, y los monómeros formadores de poliamida pueden ser adicionados por separado como una mezcla a un reactor en el cual se efectúe la polimerización. El compuesto piperidina impedida utilizado en la presente invención esta representado por la fórmula: en donde Ri consiste en un grupo funcional formador de amina o amida, R es un alquilo, y R3 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno, grupos alquilo de C1-C3, -OR4 donde R4 se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, metilo y grupos alquilo de C1-C7. Ri de preferencia se selecciona del grupo que consiste en -NHRs, donde R5 es hidrógeno o un alquilo de Ci-Cß, carboxilo, derivado ácido carboxílico, - (CH )X(NH)R5 donde x es un entero desde 1 hasta aproximadamente 6, -(CH )yCOOH, donde y es un entero desde 1 hasta aproximadamente 6, y el derivado del ácido - (CH ) yCOOH. El compuesto piperidina impedida utilizado en la presente invención de preferencia es un polialquilpiperidina amino o un polialquilpiperidina ácido. Los ejemplos no limitantes de estos compuestos piperidina impedidos incluyen: 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoalquil) -2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril) -2,2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril/alquil) -2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 3-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoalquil) -2,2,6, 6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril) -2,2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril/alquil) -2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, ácido 2, 2, 6, -tetrametil-4-piperidin carboxílico, ácido 2,2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin alquilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin arilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin alquil/arilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-3-piperidin alquilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-3-piperidin arilcarboxílico, ácido y 2, 2, 6, 6-tetrametil-3, 4-piperidin alquil/arilcarboxílico. El compuesto amina impedida puede ser una mezcla de compuestos piperidina impedida también. De mayor preferencia, el compuesto piperidina impedida es una 2, 2, 6, 6-tetraaquilpiperidina. De mayor preferencia, el compuesto piperidina impedida es 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina . Los compuestos reguladores de cadena convenientes para uso eir la presente invención son ácidos dicarboxílicos alifáticos y combinaciones de los mismos. Los ejemplos no limitantes de estos ácidos dicarboxílicos alifáticos incluyen los siguientes: ácido málico; ácido malónico; ácido metilmalónico; ácido etilmalónico; ácido butilmalónico; ácido dimetilmalónico; ácido succínico; ácido metilsuccínico; ácido 2, 2-dimetilsuccínico; ácido 2, 3-dimetilsuccínico; ácido 2-etil-2-metilsuccínico; ácido glutárico; ácido 2, 2-dimetilglutárico; ácido 2, 3-dimetilglutárico; ácido 2 , 4-dimetilglutárico; ácido adípico; ácido 3-metiladípico; ácido azeláico; ácido pimélico; ácido sebácico; ácido decandicarboxílico; y ácido dodecandióico. El compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático utilizado en la presente invención puede ser el mismo o diferente de un ácido dicarboxílico alifático que se utiliza como un compuesto formador de poliamida. El compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático de preferencia se selecciona del grupo que consiste en: ácidos alcandicarboxílicos de C4-C10, particularmente ácido adípico, ácido azeláico, ácido sebácico y ácido decandicarboxílico. De mayor preferencia, el compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático es ácido adípico. Desde luego, es posible utilizar diferentes aditivos no estabilizadores en la poliamida modificada de la presente invención. Estos incluyen, por ejemplo, y sin limitación, lubricantes, agentes de nucleación, antioxidantes, agentes antiestáticos, etcétera. La presente invención produce una poliamida modificada que es estabilizada de la degradación por luz y calor y que no se decolora, es decir, no se amarilla, con la exposición a la luz y/o al calor. Con la presente invención no es necesario utilizar otros estabilizadores como son, por ejemplo, los compuestos de cobre, como aditivos, aunque pueden estar presentes, si se desea, otros estabilizadores. Si estos otros estabilizadores están presentes, están presentes en cantidades significativamente reducidas. La eliminación de estos aditivos estabilizadores reduce los costos, de mantenimiento del equipo y elimina los efluentes perjudiciales que se producen en la separación de los depósitos de estabilizador. La presente invención también produce una poliamida modificada teniendo mayor eficacia en el hilado. La eficacia en el hilado se incrementa en cuando menos aproximadamente 0.5%. Este incremento en la eficacia en el hilado se traduce en cientos de miles de dólares en costos de fabricación anual reducidos. Aunque no se desea apegarse a ninguna teoría, en la actualidad se considera que la eficacia incrementada en el hilado resulta del hecho de que la poliamida modificada de la presente invención tiene una distribución de peso molecular angosta en comparación con las poliamidas reguladas con ácido acético y ácido propiónico. Para los polímeros que tienen una viscosidad relativa de 2.7, la distribución del peso molecular de la poliamida modificada de la presente invención es aproximadamente 1.65 a aproximadamente 1.80, y la distribución del peso molecular de las poliamidas reguladas con ácido acético y ácido propiónico es aproximadamente 1.90 a aproximadamente 2.00. La presente invención además se dirige a los artículos producidos a partir de la poliamida estable a la luz y el calor de la presente invención y a los métodos para producir tales artículos. Los ejemplos no limitantes de estos artículos incluyen fibras, hilos, alfombras, plásticos técnicos como partes de automóviles y similares. Las fibras pueden ser formadas sometiendo las poliamidas estables a la luz y el calor de la presente invención a cualquier proceso formador de fibras tradicional como puede ser, por ejemplo, las que se describen en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,983,448 de Karageorgiou y 5,487,860 de Kent y col., la entereza de ambas se incorpora en la presente como referencia. De preferencia, el proceso formador de fibras incluye el hilado rápido de la poliamida estable a la luz y el calor a velocidad de captación de cuando menos aproximadamente 400 m/min. Los plásticos técnicos pueden ser formados sometiendo las poliamidas estables a luz y el calor de la presente invención a cualquier proceso formador de plástico tradicional como puede ser, por ejemplo, el que se describe en la Patente Estadounidense No. 5,474,853 de atanabe y col., la entereza de la cual se incorpora en la presente como referencia. Las fibras formadas a partir de las poliamidas estables a la luz y el calor de la presente invención pueden ser teñidas con tintes convencionales utilizados para nailons teñidos como son, por ejemplo, los tintes ácidos metalizados y no metalizados. Es posible emplear las condiciones del baño de tinte normales para teñir nailon. Las siguientes condiciones generales son ejemplos y no se proponen como limitantes. Un baño de tinte se prepara en un volumen igual de aproximadamente 20 veces el peso del artículo que va a ser teñido. Se adicionan las sustancias químicas del proceso que incluyen un agente quelante para evitar el depósito o acomplejamiento de los iones metálicos en el agua dura, un agente nivelador del color y, en el caso de colorantes ácidos metalizados, un donador de ácidos para reducir lentamente el pH del baño del tinte. El colorante se adiciona y se ajusta el pH del baño de tinción. La solución se calienta a la temperatura deseada de, por lo común, aproximadamente desde 95°C hasta aproximadamente 110°C a una velocidad desde aproximadamente 0.5A a aproximadamente 3.0 A por minuto y se mantiene a esta temperatura durante aproximadamente 30 minutos hasta aproximadamente 60 minutos. El baño de tinte se enfría y vacía y los artículos se enjuagan perfectamente con agua limpia. Los artículos teñidos se secan en un secador de tambor o un horno como puede ser un horno Tenter. De otro modo, las fibras elaboradas de las poliamidas estables a la luz y el calor de la presente invención pueden ser teñidas en solución antes de ser formadas en los artículos. Es posible emplear las condiciones normales para el nailon teñido en solución. Las siguientes condiciones generales son ejemplos y no se pretenden como limitantes. La poliamida de la presente invención se funde y colorea con un colorante seleccionado del grupo que consiste en pigmentos, colorantes, cualquier compuesto colorido con propiedades entre pigmentos y colorantes, y combinaciones de los mismos. La poliamida coloreada luego se hila en fibras o tela de acuerdo con los métodos tradicionales como pueden ser, aquellos que están descritos en la Patente Estadounidense No. 4,983,448 de Karageorgiou, la Patente Estadounidense No. 5,487,860 de Kent y col., y la Patente Estadounidense No. 4,918,947 de Speich. Los plásticos técnicos, los trozos de polímero se mezclan con compuestos coloridos como son, por ejemplo, pigmentos y colorantes, antes de cargarlos a un extrusor. El mezclado antes de ser cargado al extrusor es una mezcla física no una mezcla de fundido. La invención además será descrita haciendo referencia a los siguientes ejemplos detallados. Los ejemplos se establecen como ilustración y no se pretende limitar el alcance de la invención. En los ejemplos, "ADA" se refiere a ácido adípico, "TPA" se refiere a ácido propiónico, "TPA" se refiere a ácido tereftálico y "TAD" se refiere a 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina. Asimismo, como se utiliza en los ejemplos, los siguientes términos y condiciones de prueba se definen como sigue: Porcentaje en peso El porcentaje en peso de este componente en la carga.

Viscosidad relativa (RV) La viscosidad relativa se compara con la viscosidad de una solución del polímero en ácido fórmico, con la viscosidad del propio ácido fórmico, (ASTM D 789) . Los resultados de la prueba detectados en la presente fueron obtenidos utilizando 0.20 g de nailon 6 disuelto en 20 ce de ácido fórmico a 25°C.

Contenido del grupo terminal El contenido del grupo terminal amino se determina disolviendo aproximadamente 2.0 g del polímero - en aproximadamente 60 ce de una mezcla fenol/metanol (68:32) . Esta solución se titula con HCl a aproximadamente 0.20 normal a cerca de 25°C por un método potenciométrico, en donde el punto final se determina por un gradual incremento en el potencial. El contenido del grupo terminal carboxilo se determina disolviendo aproximadamente 0.30 g de polímero en aproximadamente 40 ce de una mezcla de alcohol bencílico [sic] a 180°C. La solución se titula con hidróxido de t-butil amonio aproximadamente 0.03 normal a cerca de 80°C hasta aproximadamente 100°C por un método potenciométrico, en donde el punto final se " determina por un gradual incremento en el potencial.

Prueba de exposición Esta prueba está diseñada para estimular las condiciones ambientales extremas que se encuentran dentro de un vehículo por la luz solar, calor y humedad para propósitos de predecir el funcionamiento de los materiales de los acabados interiores de los automóviles. Esta prueba mide la cantidad de amarillamiento (el valor delta b*) de cada una de las muestras expuestas. Esta prueba se realiza de acuerdo con el método de prueba GM SAE J1885, que se titula "Exposición acelerada de los componentes en interiores de los automóviles utilizando un aparato de arco de xenón enfriado con agua para irradiación controlada" .

Retención de la resistencia Esta prueba está diseñada para determinar la retención de la resistencia de los controles y las muestras experimentales. El término "retención de la resistencia" se refiere al cambio en la tenacidad del material como resultado de la exposición del material a la luz solar o una fuente luminosa artificial. La tenacidad es una medida de la resistencia de la fibra. Esta prueba se realiza de acuerdo con el método de prueba AATCC 16-1993, Estabilidad del color a la luz, opción E (lámpara de arco de xenón enfriada con agua, luz continua) . Los materiales son expuestos durante 2125 J de exposición, y se mide la tenacidad de cada material antes de la exposición y después de cada incremento de 425 kJ de exposición. El por ciento de retención de la resistencia se determina como sigue: Tenacidad después de la exposición x 100% Tenacidad antes de la exposición EJEMPLO 1 (Comparativo) Polimerización de nailon 6 regulado con PPA/TAD Una mezcla de 75 kg de caprolactama, 1800 g de agua, 135 g (0.18% en peso) de ácido propiónico y 112.5 g (0.15%) de 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpieridina se cargan en una autoclave de 250 litros. La mezcla se calienta a 270°C durante una hora, mientras la presión aumenta a60 psi (3102 mm Hg) . Después de mantener la mezcla a 60 psi durante 30 minutos, la presión se libera lentamente. Para acelerar la polimerización, el sistema se coloca al vacio de 400 mm Hg durante 75 minutos. Luego el polímero se extruye bajo una presión de nitrógeno positiva y se corta en trozos. Los trozos se lavan con agua caliente (90°C) y se secan en un secador de tambor. La viscosidad relativa mide 2.71. El contenido del grupo amino mide 42 eq/kg y el contenido del grupo terminal carboxilico mide 45 meq/kg.

EJEMPLO 2 Polimerización de nailon 6 regulado con ADA/TAD Una mezcla de 75 kg de caprolactama, 1800 g de agua, 240 g (0.32% en peso) de ácido adípico y 112.5 g (0.15% en peso) de 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina se cargan en una autoclave de 250 litros. La mezcla se calienta a 270°C durante una hora mientras aumenta la presión a 60 psi (3102 mm Hg) . Después de mantener la mezcla a 60 psi durante 30 minutos, la presión se libera lentamente. Para acelerar la polimerización, el sistema se coloca al vacío de 500 mm Hg durante 45 minutos. Luego el polímero se extruye bajo una presión positiva de nitrógeno y se corta en trozos. Los trozos se lavan con agua caliente (90°C) y se secan en un secador de tambor. La viscosidad relativa mide 2.67. El contenido de grupos amino mide 37 meq/kg y el contenido del grupo terminal carboxílico miede 70 meq/kg.

EJEMPLO 3 (Comparativo) Polimerización de nailon 6 regulado con PPA/0.15% TAD Una mezcla de caprolactama fundida conteniendo 0.5 en peso [sic] agua y 0.19 en peso [sic] ácido propiónico se introduce en forma continua en la parte superior de un reactor de polimerización. El reactor de polimerización utilizado es una columna VK de acero inoxidable como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 4,354,020, la cual se incorpora en la presente como referencia. La mezcla se introduce en forma continua en la parte superior de la columna VK en la zona de reacción I a una temperatura de aproximadamente 265°C y a una tasa de aproximadamente 30-40 kg/h con agitación. La columna VK, que tiene una capacidad de 340 litros, se calienta mediante un aceite de intercambio de calor. Al mismo tiempo, 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina se suministra en forma continua a partir de una corriente separada a la zona de reacción I a una tasa de modo que exista 0.15% en peso de 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina en la mezcla en todo momento. El calor de la polimerización generado en otras zonas de reacción se elimina mediante enfriamiento adecuado con intercambiadores de calor internos. La temperatura en la última zona de reacción es aproximadamente 265°C. El polímero resultante se extruye en la parte inferior de la columna VK y se corta en trozos. Los trozos se lavan con agua caliente (90°C) y se secan en un secador de tambor. La viscosidad relativa mide 2.68. Tanto el contenido del grupo amino como el contenido del grupo terminal carboxílico miden 44 meq/kg.

EJEMPLO 4 Polimerización de nailon 6 regulado con ADA/0.15% TAD Se polimeriza caprolactama en la misma columna VK como en el Ejemplo 3, pero con la adición de 0.29% en peso de ácido adípico, 0.5% en peso de agua y 0.15% en peso de 4-amino-2, , 6, 6-tetrametilpiperidina. El producto secado tiene una viscosidad relativa de 2.73, un contenido de grupo terminal amino de 43 meq/kg y un contenido de grupo terminal carboxílico de 59 meq/kg.

EJEMPLO 5 Polimerización de nailon 6 regulado con ADA/0.30% TAD Se polimeriza caprolactama en la misma columna VK como en el Ejemplo 3, pero con la adición de 0.29% en peso de ácido adípico, 0.5% en peso de agua y 0.30% en peso de 4-amino-2,2, 6, 6-tetrametilpiperidina. El producto secado tiene una viscosidad relativa de 2.70, un contenido de grupos terminales amino de 53 meq/kg y un contenido de grupo terminal carboxílico de 51 meq/kg.

EJEMPLO 6 (Comparativo) Polimerización de nailon 6 regulado con TPA/0.15% TAD Se polimeriza caprolactama en la misma columna VK como en el Ejemplo 3 con adición de 0.30% en peso de ácido tereftálico, 0.5% en peso de agua y 0.15% en peso de 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina. El producto secado tiene una viscosidad relativa de 2.68, un contenido de grupos terminales amino de 42 meq/kg y un contenido de grupos terminales carboxílicos de 63 meq/kg.

EJEMPLO 7 Hilado de hilo teñido en solución de 115 Denier/58 filamentos con sección transversal trilobular El polímero nailon 6 de los Ejemplos 3-6, así como nailon 6 comercial (nailon 6 Ultramid B® disponible de BASF Corporation de Mount Olive, NJ) , se extruye a 260°C-265°C. El concentrado de color gris ópalo mezclado con una cantidad adecuada de trozos de nailon se adiciona a la máquina hiladora a través de los alimentadores volumétricos. Los filamentos extruídos se enfrían y solidifican mediante una corriente de aire a 15°C. Después de la aplicación del acabado del hilado, los hilos se estiran a una tasa de estirado de 3.3 y se texturizan en un chorro texturizador a 215°C. Los hilos se toman a una velocidad del rodillo de estirado de aproximadamente 2350 m/min.

EJEMPLO 8 Retención de la resistencia después de la exposición a la ' luz ultravioleta Los hilos teñidos en solución de color gris ópalo del Ejemplo 7 se exponen en un Atlas Ci65 Weather-Ometer® durante 2125 kJ de exposición en incrementos de 425 kJ bajo las condiciones que se especifican por el método de prueba AATCC 16-1993, Estabilidad del color a la luz, opción E. la resistencia de cada uno de los hilos se mide antes de la exposición y después de cada 425 kJ de incremento de la exposición. La retención de la resistencia en por ciento después de cada incremento de exposición se muestra en la Figura 1- Estos resultados muestran un mejoramiento importante en la resistencia retenida para los polímeros que contienen TAD, especialmente los polímeros ADA/TAD. El nailon 6 comercial perdió su resistencia drásticamente durante la exposición, mientras que los polímeros conteniendo TAD conservaron más de 85% de su resistencia después de 2125 kJ de exposición.

EJEMPLO 9 Amarillamiento de placas por el método de prueba GM SAE J1885 El polímero de los Ejemplos 3-6, así como nailon 6 comercial (nailon 6 Ultramid B® disponible de BASF Corporation de Mount Olive, NJ) , se funde en una máquina de moldeo por inyección a aproximadamente 265°C. El polímero fundido se inyecta a un molde para elaborar placas de 110 mm x 110 mm x 3 mm. Estas placas luego se cortan en placas más pequeñas, cada una con aproximadamente 55 mm x 110 mm x 3 mm.

Las placas luego se exponen a un medidor Atlas Ci65 Xenon-Arc Weather-Ometer® durante 1000 horas (1410 kJ) en incrementos de 100 horas (141 kJ) en las condiciones especificadas por el método de prueba GM SAE J1885. SE mide el amarillamiento en las placas expuesta (o "Delta b*", donde un valor superior Delta b* indica una muestra más amarilla) en cada incremento de exposición utilizando un espectrofotómetro Applied Color Systems. Los resultados de estas exposiciones están graficados en la Figura 2. Los resultados muestran que el polímero de nailon 6 comercial y el polímero regulado con TPA/0.15% TAD comparativo se amarillo significativamente durante la exposición. Aunque la exposición del polímero PPA/TAD dio origen a menos amarillamiento que el polimero nailon 6 comercial y el polímero comparativo regulado con TPA/0.15% TAD, la exposición de los polímeros ADA/TAD ocasionó solo amarillamiento mínimo. Aunque la invención ha sido descrita en conexión con lo que se considera actualmente la modalidad más práctica y preferida, se debe entender que la invención no se limita a la modalidad descrita, sino por el contrario, se propone cubrir las diversas modificaciones y arreglos equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de las cláusulas anexas .

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Un método para producir una poliamida estable a la luz y calor consiste en: someter uno o más monómeros formadores de poliamida a un proceso de polimerización en presencia de una cantidad eficaz de cuando menos un compuesto piperidina impedida y una cantidad eficaz de duando menos un compuesto regulador de cadena, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena consiste en ácido dicarboxílico alifático y combinaciones de los mismos, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se selecciona del grupo que consiste en ácido málico, ácido malónico, ácido metilmalónico, ácido etilmalónico, ácido butilmalónico, ácido dimetilmalónico, ácido succínico, ácido etilsuccínico, ácido 2, 2-dimetilsuccinico, ácido 2, 3-dimetilsuccínico, ácido 2-etil-2-metilsuccínico, ácido glutárico, ácido 2, 2-dimetilglutárico, ácido 2, 3-dimetilglutárico, ácido 2, 4-dimetilglutárico, ácido adípico, ácido 3-metiladípico, ácido azeláico, ácido pimélico, ácido sebácico, ácido decandicarboxílico, ácido dodecandióico y combinaciones de los mismos. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida se selecciona del grupo que consiste en aminopolialquilpiperidinas . El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida se selecciona del grupo que consiste en: 4-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoalquil) -2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril) -2, 2,6,6-tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril/alquil) -2,2,6,6-tetrametilpiperidina, 3-amino-2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoalquil) -2, 2, 6, 6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril) -2,2,6,6-tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril/alquil) -2,2,6,6-tetrametilpiperidina, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin carboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin alquilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin arilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4-piperidin alquil/arilcarboxílico, ácido 2,2,6,6-tetrametil-3-piperidin alquilcarboxílico, ácido 2,2,6,6-tetrametil-3-piperidin arilcarboxílico, ácido 2,2,6,6-tetrametil-3, 4-piperidin alquil/arilcarboxílico y combinaciones de los mismos. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida es 4-amino-2,2, 6, 6-tetrametilpiperidina. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se selecciona del grupo que consiste en: ácido adípico, ácido azeláico, ácido decandicarboxílico, ácido sebácico y combinaciones de los mismos. 6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático es ácido adípico. 7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la poliamida estable a la luz y al calor se selecciona del grupo que consiste en: nailon 6, nailon 6/6, nailon 6/9, nailon 6/10, nailon 6T, nailon 6/12, nailon 4/6, nailon 11, nailon 12, poli (meta-fenilen isoftalamida) y poli (para-fenilen tereftalamida) . 8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde la poliamida estable a la luz y el calor es nailon 6. 9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los monómeros formadores de poliamida consisten en monómeros de caprolactama. 10. Una poliamida estable a la luz y el calor consiste en una cadena polimérica principal, cuando menos una porción piperidina impedida y cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático, en donde la cuando menos una porción piperidina impedida y el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático están químicamente unidos a la cadena polimérica principal, en donde el cuando menos un compuesto reguladro de cadena ácido dicarboxílico alfático se selecciona del grupo que consiste en: ácido málico, ácido malónico, ácido metilmalónico, ácido etilmalónico, ácido butilmalónico, ácido dimetilmalónico, ácido succínico, ácido metilsuccínico, ácido 2, 2-dimetilsuccínico, ácido 2, 3-dimetilsuccínico, ácido 2-etil-2-metilsuccínico, ácido glutárico, ácido 2, 2-dimetilglutárico, ácido 2, 3-dimetilglutárico, ácido 2, 4-dimetilglutárico, ácido adípico, ácido 3- metiladípico, ácido azeláico, ácido pimélico, ácido sebácico, ácido decandicarboxílico, ácido dodecandióico y combinaciones de los mismos . 11. La poliamida de la reivindicación 10, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida se selecciona del grupo que consiste en aminopolialquilpiperidinas . 12, La poliamida de la reivindicación 10, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida se selecciona del grupo que consiste en: 4-amino-2, 2, 6, 6- tetrametilpiperidina, 4- (aminoalquil) -2,2,6,6- tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril) -2, 2, 6, 6- tetrametilpiperidina, 4- (aminoaril/alquil) -2, 2,6,6- tetrametilpiperidina, 3-amino-2, 2,6,6- tetrametilpiperidina, 3- (aminoalquil) -2, 2,6,6- tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril) -2,2,6,6- tetrametilpiperidina, 3- (aminoaril/alquil) -2,2,6,6- tetrametilpiperidina, ácido 2,2,6, 6-tetrametil-4- piperidin carboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4- piperidin 'alquilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4- piperidin arilcarboxílico, ácido 2, 2, 6, 6-tetrametil-4- piperidin alquil/arilcarboxílico, ácido 2,2,6,6- tetrametil-3-piperidin alquilcarboxílico, ácido 2,2,6,6- tetrametil-3-piperidin arilcarboxílico, ácido 2,2,6,6- tetrametil-3, 4-piperidin alquil/arilcarboxílico y combinaciones de los mismos. 13. La poliamida de la reivindicación 12, en donde el cuando menos un compuesto piperidina impedida es 4-amino- 2,2, 6, 6-tetrametilpiperidina . 14. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se selecciona del grupo que consiste en ácido adípico, ácido azeláico, ácido decandicarboxílico, ácido sebácico y combinaciones de los mismos. 15. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático es ácido adípico. 16. La poliamida de la reivindicación 10, en donde la poliamida se selecciona del grupo que consiste en: nailon 6, nailon 6/6, nailon 6/9, nailon 6/10, nailon 6T, nailon 6/12, nailon 4/6, nailon 11, nailon 12, poli (meta-fenilen isoftalamida) y poli (para-fenilen tereftalamida) . La poliamida de la reivindicación 16, en donde la poliamida es nailon 6. Una poliamida estable a la luz y el calor consiste en una cadena polimérica principal, cuando menos una porción piperidina impedida químicamente unida a la cadena polimérica principal y cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático químicamente unido a la cadena polimérica principal, en donde el cuando menos un compuesto regulador de cadena ácido dicarboxílico alifático se selecciona del grupo que consiste en ácido málico, ácido malónico, ácido etilmalónico, ácido etilmalónico, ácido butilmalónico, ácido dimetilmalónico, ácido succínico, ácido metilsuccínicq, ácido 2, 2-dimetilsuccínico, ácido 2,3-dimetilsuccínico, ácido 2-etil-2-metilsuccinico, ácido glutárico, ácido 2, 2-dimetilglutárico, ácido 2,3-dimetilglutárico, ácido 2, 4-dimetilglutárico, ácido adípico, ácido 3-metiladípico., ácido azeláico, ácido pimélico, ácido sebácico, ácido decandicarboxílico, ácido dodecandióico y combinaciones de los mismos, en donde la eficiencia del hilado de la poliamida estable a la luz y el calor se incrementa en cuando menos 0.5%. Un artículo compuesto de la poliamida estable a la luz y el calor de la reivindicación 10. El artículo de acuerdo con la reivindicación 19, en donde el artículo se selecciona del grupo que consiste en fibras, hilos, alfombras y plásticos grado técnico