ES2879887T3

ES2879887T3 - Polímeros inherentemente disipativos de electrostática modificados con sal

Info

Publication number: ES2879887T3
Application number: ES11781916T
Authority: ES
Inventors: Qiwei Lu; Carlos A Piedrahita; Yona Eckstein; Ludlow, Iii
Original assignee: Lubrizol Advanced Materials Inc
Current assignee: Lubrizol Advanced Materials Inc
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: CA2815095A1; HUE054767T2; TW201639909A; TWI605081B; CN103250469A; JP2016164278A; EP2633739B1; EP2633739A1; US20130202970A1; JP2013540880A; TW201237080A; JP5969487B2; KR20130129955A; CN103250469B; KR101854304B1; SG189926A1; MY161566A; WO2012058253A1

Abstract

Una composición que comprende: (a) un polímero inherentemente disipativo que incluye un poliuretano termoplástico fabricado mediante la reacción de (i) al menos un poliol intermedio con (ii) al menos un diisocianato y (iii) al menos un extensor de cadena; y (b) una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de dicha sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, en donde dicha sal metálica libre de halógenos es una sal de litio.

Description

DESCRIPCIÓN

Polímeros inherentemente disipativos de electrostática modificados con sal

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a polímeros disipativos de electrostática y a mezclas, que incluyen composiciones que contienen poliuretanos termoplásticos (TPU).

La formación y retención de cargas de electricidad estática en la superficie de la mayoría de los plásticos es bien conocida. Los materiales plásticos tienen una tendencia significativa a acumular cargas eléctricas estáticas debido a su baja conductividad eléctrica. Este tipo de formación y retención de cargas de electricidad estática puede ser problemático. La presencia de cargas eléctricas estáticas en láminas de película termoplástica, por ejemplo, puede provocar que las láminas se adhieran entre sí, lo que dificulta su separación para su posterior procesamiento. Además, la presencia de cargas eléctricas estáticas provoca que el polvo se adhiera a los artículos empaquetados en una bolsa de plástico, por ejemplo, lo que puede anular cualquier atractivo de ventas.

La creciente complejidad y sensibilidad de los dispositivos microelectrónicos hace que el control de la descarga estática preocupe particularmente a la industria electrónica. Incluso una descarga de bajo voltaje puede provocar graves daños a los dispositivos sensibles. La necesidad de controlar la acumulación y la disipación de la carga estática requiere a menudo que todo el entorno de montaje de estos dispositivos se construya con materiales parcialmente conductores. También puede requerir que los empaques de protección electrostática, las cajas contenedoras, las carcasas y las cubiertas se fabriquen con materiales poliméricos conductores para almacenar, enviar, proteger o soportar dispositivos y equipos eléctricos.

La prevención de la acumulación de cargas eléctricas estáticas que se acumulan en los plásticos durante la fabricación o el uso se logra mediante el uso de diferentes materiales disipativos de electrostática (ESD). Estos materiales se pueden aplicar como un recubrimiento que se puede rociar o recubrir por inmersión sobre el artículo después de la fabricación, aunque este método normalmente da como resultado una solución temporal. Alternativamente, estos materiales se pueden incorporar a un polímero usado para fabricar el artículo durante su procesamiento, proporcionando así una mayor medida de permanencia.

Sin embargo, la incorporación de estos materiales disipativos de electrostática de menor peso molecular (agentes antiestáticos) en las diferentes matrices o polímeros base tiene sus propias limitaciones. Por ejemplo, las altas temperaturas requeridas para el procesamiento convencional de la mayoría de los polímeros pueden dañar o destruir los agentes antiestáticos, volviéndolos inútiles con respecto a sus propiedades ESD. Además, muchos de los agentes ESD de mayor peso molecular no son miscibles con la matriz o los polímeros base empleados. Además, el uso de agentes antiestáticos solo puede proporcionar propiedades ESD a corto plazo a las composiciones en las que se usan. Su rendimiento y efectividad también se ven afectados a menudo por la humedad. Existe la necesidad de proporcionar buenas propiedades ESD sin estos inconvenientes y limitaciones.

Además, un gran número de agentes antiestáticos también son de naturaleza catiónica o aniónica. Estos agentes tienden a provocar la degradación de los plásticos, particularmente el PVC, y dan como resultado la decoloración o pérdida de propiedades físicas. Como se señaló anteriormente, otros agentes antiestáticos tienen pesos moleculares significativamente menores que los propios polímeros base. A menudo, estos agentes antiestáticos de menor peso molecular poseen propiedades lubricantes indeseables y son difíciles de incorporar al polímero base. La incorporación de agentes antiestáticos de menor peso molecular a los polímeros base a menudo reducirá la moldeabilidad del polímero base porque los agentes antiestáticos pueden moverse a la superficie del plástico durante el procesamiento y frecuentemente depositan un recubrimiento en la superficie de los moldes, lo que posiblemente destruye el acabado de la superficie de los artículos de fabricación. En casos graves, la superficie del artículo de fabricación se vuelve bastante aceitosa y marmoleada. Los problemas adicionales que pueden ocurrir con los agentes ESD de menor peso molecular son la pérdida de su capacidad disipativa electrostática debido a la evaporación, el desarrollo de olores indeseables o la promoción de agrietamiento por tensión o agrietamiento en la superficie de un artículo en contacto con el artículo de fabricación.

Existen varios ejemplos de agentes disipativos de electrostática de alto peso molecular en la técnica anterior. En general, estos aditivos son homopolímeros o copolímeros de alto peso molecular de óxido de etileno o materiales similares tales como el óxido de propileno, epiclorhidrina, éteres de glicidilo y similares. Es un requisito que estos aditivos sean materiales de alto peso molecular para superar los problemas mencionados anteriormente.

Por ejemplo, la patente de Estados Unidos 6,140,405 proporciona polímeros para su uso con dispositivos electrónicos, y específicamente polímeros que contienen una sal que contiene halógenos para la disipación electrostática. El documento EP1178082 describe composiciones poliméricas que comprenden un polímero inherentemente disipativo y una sal metálica libre de halógenos de un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo. Las composiciones se preparan por mezcla del polímero con la sal metálica libre de halógenos de un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo.

Los documentos EP0422879, WO2006/039230 y WO02/02657 describen polímeros disipativos de electrostática y mezcla que incluye composiciones que contienen TPU.

También existe una presión continua para reducir la presencia de halógenos en general, tanto en los artículos como generalmente en el medio ambiente. Como muchos aditivos ESD contienen halógenos, el deseo de reducir y/o eliminar el contenido de halógenos crea dificultades cuando se trata de mantener las propiedades ESD necesarias en muchas aplicaciones. La presente invención proporciona un aditivo ESD libre de halógenos que proporciona un buen rendimiento ESD al tiempo que permite la reducción y/o eliminación del contenido de halógenos en los materiales ESD. La presente invención también supera uno o más de los otros problemas asociados con los aditivos ESD convencionales discutidos anteriormente.

La presente invención resuelve el problema de obtener polímeros o aditivos inherentemente disipativos de electrostática que exhiben resistividades de superficie y volumen relativamente bajas. Estos polímeros disipativos de electrostática, a su vez, se pueden incorporar en composiciones de polímeros base útiles en la industria electrónica sin producir otras propiedades indeseables en un artículo de fabricación terminado.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona una composición que comprende: (a) un polímero inherentemente disipativo que incluye un poliuretano termoplástico fabricado mediante la reacción de (i) al menos un poliol intermedio con (ii) al menos un diisocianato y (iii) al menos un extensor de cadena; y (b) una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de dicha sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo, o una mezcla de los mismos, en donde dicha sal metálica libre de halógenos es una sal de litio.

En algunas modalidades, el componente (b) incluye una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico o un polímero derivado de dicho ácido donde dicho ácido puede estar representado por la fórmula:

en donde R1 es hidrógeno o un grupo hidrocarbilo; y cada R2, R3, R4 y R5 es independientemente hidrógeno, un grupo hidrocarbilo o -CH2SO3H.

En algunas modalidades, el componente (b) incluye una sal metálica libre de halógenos de un polímero o ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo derivado de dicho ácido, donde dicho ácido puede estar representado por la fórmula:

donde R es un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 24 o 20 átomos de carbono. En algunas modalidades, el ácido de Fórmula (II) puede contener uno o más grupos sustituyentes adicionales, donde el grupo sustituyente adicional se puede ubicar en cualquier lugar del anillo aromático, tal como se muestra el grupo R anterior, y puede contener de 1 a 2 átomos de carbono.

En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención pueden incluir además una o más sales que contienen litio distintas del componente (b). En otras modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de cualquier sal que contenga litio distinto de las de la presente invención, y en otras modalidades las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de cualquier sal que no sea las descritas en el presente documento para el componente (b).

La invención incluye composiciones poliméricas disipativas de estática que comprenden un polímero inherentemente disipativo, que es un polímero modificado, lo que crea una categoría especial de elastómeros termoplásticos. Los elastómeros termoplásticos que se usan en la invención incluyen un poliuretano termoplástico, en otras modalidades, el polímero inherentemente disipativo se mezcla con uno o más polímeros adicionales para proporcionar una composición polimérica disipativa de estática. Por ejemplo, las composiciones de la invención pueden incluir mezclas de dos o más de los siguientes: un TPU (que incluye pero no se limita a un TPU a base de poliéster, un TPU a base de poliéter, un TPU que contiene tanto grupos poliéster como poliéter), un policarbonato, una poliolefina, un polímero estirénico, un polímero acrílico, un polímero de polioximetileno, una poliamida, un óxido de polifenileno, un sulfuro de polifenileno, un cloruro de polivinilo, un cloruro de polivinilo clorado; donde la mezcla polimérica se puede usar en la preparación del polímero inherentemente disipativo, y/o donde el polímero inherentemente disipativo se puede mezclar con uno o más polímeros adicionales, lo que da como resultado una composición polimérica disipativa de estática que comprende el polímero inherentemente disipativo. En algunas modalidades, el polímero inherentemente disipativo (IDP) usado en la invención es un IDP a base de polietilenglicol, un IDP a base de polipropilenglicol, un IDP a base de polietilenglicol-polipropilenglicol o cualquier combinación de los mismos. Las composiciones de la presente invención también pueden incluir alguna cantidad de IDP a base de poliéster. Sin embargo, se sabe generalmente que los IDP basados en poliéster pueden tener problemas de eflorescencia de sal, en los que una sal no permanece dispersa en la composición, sino que sale a la superficie del polímero. La presente invención contempla composiciones que contienen IDP a base de poliéster, pero en algunas modalidades se centra en modalidades que no tienen problemas de eflorescencia. En algunas de estas modalidades, las composiciones están esencialmente o incluso libres de IDP a base de poliéster. En algunas de estas modalidades, las composiciones pueden contener IDP a base de poliéster en combinación con IDP a base de poliéter, donde los IDP a base de poliéster están presentes en un nivel por debajo del que provoca problemas de eflorescencia de sal. Este nivel puede variar de una composición a otra y de un ⁱD^pa base de poliéster a otro. En algunas modalidades, las composiciones no contienen más del 10, 5, 2, 1 o incluso el 0,5 por ciento en peso, basado en la composición general, de IDP a base de poliéster.

La presente invención proporciona un artículo polimérico conformado que comprende cualquiera de las composiciones poliméricas inherentemente disipativas descritas en el presente documento. Por ejemplo: materiales de embalaje para componentes electrónicos; separadores internos de batería para su uso en la construcción de baterías de iones de litio; piezas para equipos y aplicaciones de salas blancas; fibras; o combinaciones de los mismos.

La presente invención también proporciona un proceso para preparar una composición polimérica inherentemente disipativa que incluye las etapas de: mezclar (a) un polímero inherentemente disipativo que incluye un poliuretano termoplástico fabricado mediante la reacción de (i) al menos un poliol intermedio con (ii) al menos un diisocianato y (iii) al menos un extensor de cadena y (b) una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de dicha sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, en donde dicha sal metálica libre de halógenos es una sal de litio. En el proceso de la presente invención, el componente (b) se puede combinar en el polímero inherentemente disipativo, lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa. En algunas modalidades, el componente (b) se añade a uno o más de los reactivos usados en la preparación del componente (a) y en donde el componente (b) está presente durante la polimerización del componente (a), lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa.

Las composiciones de la invención pueden tener una resistividad de superficie de aproximadamente 1,0 x 106 ohm/cuadrado a aproximadamente 1,0 x 1012, medida por ASTM D-257.

Las modalidades preferidas de la invención son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

Descripción detallada de la invención

A continuación, se describirán diferentes características y modalidades de la invención. Las composiciones poliméricas inherentemente disipativas de la invención incluyen un polímero inherentemente disipativo donde el polímero está modificado por una sal. El uso del término composición, como se usa en el presente documento, generalmente se refiere a la composición general, que incluye uno o más polímeros inherentemente disipativos. El polímero inherentemente disipativo

Las composiciones de la presente invención incluyen un polímero inherentemente disipativo. Es decir, un polímero que tiene propiedades disipativas electrostáticas (ESD). El polímero inherentemente disipativo incluye un elastómero de poliuretano termoplástico. Dichos materiales se pueden describir generalmente como polímeros que tienen en su estructura principal segmentos y/o bloques duros y/o cristalinos en combinación con segmentos y/o bloques blandos y/o gomosos.

El poliuretano termoplástico se fabrica mediante la reacción de al menos un poliol intermedio con al menos un diisocianato y al menos un extensor de cadena. El poliol intermedio puede ser un poliol de poliéster y se puede derivar de al menos un dialquilenglicol y al menos un ácido dicarboxílico, o un éster o anhídrido del mismo. El poliol intermedio puede ser un polialquilenglicol y/o un poli (éster de dialquilenglicol). Los polialquilenglicoles adecuados incluyen polietilenglicol, polipropilenglicol, copolímeros de polietilenglicol-polipropilenglicol y combinaciones de los mismos. El poliol intermedio también puede ser una mezcla de dos o más tipos diferentes de polioles. En algunas modalidades, el poliol intermedio incluye un poliol de poliéster y un poliol de poliéter.

El componente polimérico puede ser una mezcla de dos o más polímeros. En algunas modalidades, el polímero inherentemente disipativo resultante se mezcla él mismo con uno o más polímeros. Los polímeros adecuados para su uso en tales mezclas incluyen cualquiera de los polímeros descritos anteriormente. Los polímeros adecuados también incluyen un TPU (que incluye pero no se limita a un TPU a base de poliéster, un TPU a base de poliéter, un TPU que contiene grupos de poliéster y poliéter), un policarbonato, una poliolefina, un polímero estirénico, un polímero acrílico, un polímero de polioximetileno, una poliamida, un poli(óxido de fenileno), un poli(sulfuro de fenileno), un cloruro de polivinilo, un cloruro de polivinilo clorado o combinaciones de los mismos.

Los polímeros adecuados para su uso en las mezclas descritas en el presente documento incluyen homopolímeros y copolímeros. Los ejemplos adecuados incluyen:

(i) una poliolefina (PO), tal como polietileno (PE), polipropileno (PP), polibuteno, caucho de etileno propileno (EPR), elastómero de polietileno-octeno (POE), copolímero de olefina cíclica (COC), copolímero de etileno acetato de vinilo (EVA) o combinaciones de los mismos;

(ii) un estireno, tal como poliestireno (PS), acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), estireno acrilonitrilo (SAN), caucho de estireno butadieno (SBR o HIPS), polialfametilestireno, anhídrido maleico de estireno (SMA), copolímeros de bloques de estireno (SBC) (tal como copolímero de estireno-butadieno-estireno (SBS), copolímero de estirenoisopreno-estireno (SIS), copolímero de estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS), copolímero de estirenoetileno/propileno-estireno (SEPS)), látex de estireno-butadieno (SBL), SAN modificado con monómero de etileno propileno dieno (EPDM) y/o elastómeros acrílicos (por ejemplo, copolímeros PS-SBR) o combinaciones de los mismos;

(iii) un poliuretano termoplástico (TPU);

(iv) una poliamida, tal como Nylon™, que incluye poliamida 6,6 (PA66), poliamida 11 (PA11), poliamida 12 (PA12), una copoliamida (COPA) o combinaciones de las mismas;

(v) un polímero acrílico, tal como poli(metil acrilato), poli(metil metacrilato) (PMMA), un copolímero de metil metacrilato estireno (MS) o combinaciones de los mismos;

(vi) un cloruro de polivinilo (PVC), un cloruro de polivinilo clorado (CPVC) o combinaciones de los mismos;

(vii) un polioximetileno, tal como poliacetal;

(viii) un poliéster, tal como tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), elastómeros de poliéster, elastómeros de copoliéster (COPE), PET modificado con glicol (PETG), policaprolactona, ácido poliláctico (PLA) o combinaciones de los mismos;

(ix) un policarbonato (PC), un sulfuro de polifenileno (PPS), un óxido de polifenileno (PPO) o combinaciones de los mismos;

o combinaciones de los mismos.

El cloruro de polivinilo (PVC), polímero de vinilo o material de polímero de vinilo, como se usa en el presente documento, se refiere a homopolímeros y copolímeros de haluros de vinilo y haluros de vinilideno e incluye haluros de polivinilo poshalogenados tales como CPVC. Ejemplos de estos haluros de vinilo y haluros de vinilideno son cloruro de vinilo, bromuro de vinilo, cloruro de vinilideno y similares. Los haluros de vinilo y haluros de vinilideno se pueden copolimerizar entre sí o cada uno con uno o más monómeros polimerizables olefínicos con al menos un grupo terminal CH2=C<. Como ejemplos de tales monómeros olefínicos, se pueden mencionar los ácidos carboxílicos alfa, beta-olefínicamente insaturados, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etil acrílico, ácido alfa-ciano acrílico y similares; ésteres de ácido acrílico, tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de octilo, cianoacrilato de etilo, acrilato de hidroxietilo y similares; ésteres de ácido metacrílico, tales como metacrilato de metilo, metacrilato de butilo, metacrilato de hidroxietilo y similares; nitrilos, tales como acrilonitrilo, metacrilonitrilo y similares; acrilamidas, tales como metil acrilamida, N-metilol acrilamida, N-butoximetilacrilamida y similares; éteres vinílicos, tales como éter etilvinílico, éter cloroetilvinílico y similares; las vinilcetonas; estireno y derivados del estireno, tales como alfa-metilestireno, viniltolueno, cloroestireno y similares; vinil naftaleno, cloroacetato de vinilo y alilo, acetato de vinilo, vinil piridina, metil vinil cetona; las diolefinas, que incluyen butadieno, isopreno, cloropreno y similares; y otros monómeros olefínicos polimerizables de los tipos conocidos por los expertos en la técnica. En una modalidad, el componente polimérico incluye cloruro de polivinilo (PVC) y/o tereftalato de polietileno (PET).

Los polímeros adecuados para su uso en las composiciones de la presente invención también pueden describirse como polímeros derivados de oligómeros de poliéter de bajo peso molecular, en donde los polímeros muestran resistividades de superficie y volumen relativamente bajas, pero generalmente están libres de niveles excesivos de aniones extraíbles.

El oligómero de poliéter de bajo peso molecular útil en la presente invención puede comprender un homopolímero de óxido de etileno que tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 200 a aproximadamente 5000. El oligómero de poliéter de bajo peso molecular también puede comprender un copolímero de dos o más monómeros copolimerizables en donde uno de los monómeros es óxido de etileno y tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 200 a aproximadamente 20000.

Ejemplos de comonómeros que pueden copolimerizarse con óxido de etileno son: 1,2-epoxipropano (óxido de propileno); 1,2-epoxibutano; 2,3-epoxibutano (cis y trans); 1,2-epoxipentano; 2,3-epoxipentano (cis y trans); 1,2-epoxihexano; 2,3-epoxihexano (cis y trans); 3,4-epoxihexano (cis y trans); 1,2-epoxiheptano; 1,2-epoxydecano; 1,2-epoxidodecano; 1,2-epoxioctadecano; 7-etil-2-metil-1,2-epoxiundecano; 2,6,8-trimetil-1,2-epoxinonano; óxido de estireno.

Otros comonómeros que se pueden usar con el óxido de etileno son: óxido de ciclohexeno; 6-oxabiciclo[3,1,0]-hexano; 7-oxabiciclo[4,1,0]heptano; 3-cloro-1,2-epoxibutano; 3-cloro-2,3-epoxibutano; 3,3-dicloro-1,2-epoxipropano; 3,3,3-tricloro-1,2-epoxipropano; 3-bromo-1,2-epoxibutano, 3-fluoro-1,2-epoxibutano; 3-yodo-1,2-epoxibutano; 1,1-dicloro-1 -fluoro-2,3-epoxipropano; 1 -cloro-1,1 -difluoro-2,3-epoxipropano; y 1,1,1,2-pentacloro-3,4-epoxibutano. Los comonómeros típicos con al menos un enlace éter útiles como comonómeros se ejemplifican por: etil glicidil éter; n-butil glicidil éter; isobutil glicidil éter; t-butil glicidil éter; n-hexil glicidil éter; 2-etilhexil glicidil éter; heptafluoroisopropil glicidil éter, fenil glicidil éter; 4-metil fenil glicidil éter; bencil glicidil éter; 2-feniletil glicidil éter; 1,2-dihidropentafluoroisopropil glicidil éter; 1,2-trihidrotetrafluoroisopropil glicidil éter; 1,1-dihidrotetrafluoropropil glicidil éter; 1,1-dihidranonafluoropentil glicidil éter; 1,1-dihidropentadecafluorooctil glicidil éter; 1,1-dihidropentadecafluorooctil-alfa-metil glicidil éter; 1,1-dihidropentadecafluorooctil-beta-metil glicidil éter; 1,1-dihidropentadecafluorooctil-alfa-etil glicidil éter; 2,2,2-trifluoro etil glicidil éter.

Otros comonómeros con al menos un enlace éter que son útiles como comonómeros para copolimerizar con óxido de etileno son: acetato de glicidilo; cloroacetato de glicidilo; butirato de glicidilo; y estearato de glicidilo; para nombrar unos pocos.

Los comonómeros insaturados típicos que se pueden polimerizar con óxido de etileno son: alil glicidil éter; 4-vinilciclohexil glicidil éter; alfa-terpinil glicidil éter; ciclohexenilmetil glicidil éter; p-vinilbencil glicidil éter; alifenil glicidil éter; vinil glicidil éter; 3,4-epoxi-1-penteno; 4,5-epoxi-2-penteno; 1,2-epoxi-5,9-ciclododecadieno; 3,4-epoxi-1-vinilciclohexeno; 1,2-epoxi-5-cicloocteno; acrilato de glicidilo; metacrilato de glicidilo; crotonato de glicidilo; 4-hexenoato de glicidilo.

Otros monómeros cíclicos adecuados para copolimerizar con óxido de etileno son éteres cíclicos con anillo de cuatro o más miembros que contienen hasta 25 átomos de carbono excepto tetrahidropirano y sus derivados. Los éteres cíclicos ejemplares con anillo de cuatro o más miembros son oxetano (1,3-epóxido), tetrahidrofurano (1,5-epóxido) y oxepano (1,6-epóxido) y sus derivados.

Otros monómeros cíclicos adecuados son los acetales cíclicos que contienen hasta 25 átomos de carbono. Los acetales cíclicos ejemplares son trioxano, dioxolano, 1,3,6,9-tetraoxacicloundecano, trioxepano, troxocano, dioxepano y sus derivados.

Otros monómeros cíclicos adecuados son ésteres cíclicos que contienen hasta 25 átomos de carbono. Los ésteres cíclicos ejemplares son beta-valerolactona, épsilon-caprolactona, zeta-enantolactona, eta-caprilactona, butirolactona y sus derivados. El oligómero de poliéter de bajo peso molecular fabricado mediante el método detallado inmediatamente antes se puede hacer reaccionar con una variedad de extensores de cadena y modificarse con una sal seleccionada para formar el aditivo polimérico disipativo de electrostática o agente antiestático de la presente invención.

Una modalidad preferida del copolímero de bloques de poliéster-éter comprende el producto de reacción de etilenglicol, ácido tereftálico o tereftalato de dimetilo y polietilenglicol. Estos y otros ejemplos de otros copolímeros de poliéster-éter que se pueden utilizar se exponen en la Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 12, John Wiley & Sons, Inc., NY, N. Y., 1988, páginas 49-52, así como en las patentes de Estados Unidos Núm.

2,623,031; 3,651,014; 3,763,109; y 3,896,078.

Alternativamente, el oligómero de poliéter de bajo peso molecular se puede hacer reaccionar para formar un agente disipativo de electrostática que comprende uno o más bloques de poliamida así como uno o más bloques de oligómero de poliéter de bajo peso molecular. Alternativamente, el oligómero de poliéter de bajo peso molecular se puede hacer reaccionar con la poliamida en presencia de un diácido para formar una amida de éster de poliéter. Puede encontrar más información sobre este tipo de polímero en la patente de Estados Unidos Núm. 4,332,920. Con referencia en primer lugar al poliéster intermedio, se sintetiza un polímero de poliéster saturado terminado en hidroxilo mediante la reacción de equivalentes en exceso de dietilenglicol con equivalentes considerablemente menores de un ácido dicarboxílico alifático, preferiblemente un alquilo, que tenga de cuatro a diez átomos de carbono, donde el más preferido es el ácido adípico.

El oligómero de poliéster intermedio terminado en hidroxilo se hace reaccionar además con un exceso considerable de equivalentes de diisocianato no impedido junto con un glicol de extensión en una reacción simultánea o de una sola vez de oligómero, diisocianato y el glicol de extensión para producir poliuretano lineal de muy alto peso molecular que tiene un peso molecular promedio en general de aproximadamente 60000 a aproximadamente 500 000, preferiblemente de aproximadamente 80 000 a aproximadamente 180 000 y más preferiblemente de aproximadamente 100000 a aproximadamente 180000.

Alternativamente, un oligómero de glicol de éter de etileno intermedio que comprende un polietilenglicol puede reaccionar conjuntamente con diisocianato no impedido y el glicol de extensión para producir el polímero de poliuretano de alto peso molecular. Los polietilenglicoles útiles son polímeros lineales de fórmula genera1H-(OCH2CH2VOH donde n es el número de unidades repetidas de éter de etileno y n es al menos 11 y entre 11 y aproximadamente 115. Sobre una base de peso molecular, el intervalo útil de polietilenglicoles tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 500 a aproximadamente 5000 y preferiblemente de aproximadamente 700 a aproximadamente 2500. Los polietilenglicoles útiles disponibles comercialmente en esta invención se designan típicamente como polietilenglicol 600, polietilenglicol 1500 y polietilenglicol 4000.

De acuerdo con esta invención, los poliuretanos termoplásticos de alto peso molecular se producen mediante la reacción conjunta, preferiblemente en un proceso de una sola vez, del oligómero de glicol de éter de etileno intermedio, un diisocianato aromático o alifático no impedido y un glicol de extensión. Sobre una base molar, la cantidad de glicol de extensión por cada mol de oligómero de glicol intermedio es aproximadamente de 0,1 a aproximadamente 3,0 moles, deseablemente de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 2,1 moles, y preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 moles. Sobre una base molar, el polímero de poliuretano de alto peso molecular comprende aproximadamente de 0,97 a aproximadamente 1,02 moles, y preferiblemente aproximadamente 1,0 moles de diisocianato no impedido por cada 1,0 moles totales tanto del glicol de extensión como del glicol oligomérico (es decir, glicol de extensión oligómero glicol-1,0).

Los diisocianatos no impedidos útiles comprenden diisocianatos aromáticos no impedidos e incluyen, por ejemplo, 1.4- diisocianatobenceno (PPDI), 4,4'-metilen-bis(fenil isocianato) (MDI), diisocianato de 1,5-naftaleno (NDI), diisocianato de m-xileno (XDI), así como diisocianatos alifáticos cíclicos no impedidos tales como diisocianato de 1.4- ciclohexilo (CHDI) y H12 MDI. El diisocianato más preferido es MDI. Los glicoles de extensión adecuados (es decir, extensores de cadena) son glicoles alifáticos de cadena corta que tienen de dos a seis átomos de carbono y que solo contienen grupos de alcohol primario. Los glicoles preferidos incluyen dietilenglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentandiol, 1,4-ciclohexano-dimetanol, hidroquinona di(hidroxietil)éter y 1,6-hexanodiol con el glicol más preferido el 1,4-butanodiol.

De acuerdo con la presente invención, el oligómero de éter de etileno intermedio terminado en hidroxilo, el diisocianato no impedido y el glicol de extensión alifático simultáneamente reaccionan conjuntamente en un proceso de polimerización de una sola vez a una temperatura por encima de aproximadamente 100 °C y normalmente aproximadamente 120 °C o 180 ° C, después de lo cual la reacción es exotérmica y la temperatura de reacción aumenta hasta aproximadamente 200 °C por encima de 250 °C.

En algunas modalidades, el polímero inherentemente disipativo de la presente invención es: un poliuretano termoplástico (TPU) a base de polietilenglicol (PEG); una combinación de TPU a base de PEG y polipropileno; una combinación de TPU a base de PEG y caucho de estireno butadieno; una combinación de TPU a base de PEG y tereftalato de polietileno modificado con glicol; o cualquier combinación de los mismos.

La sal metálica libre de halógenos

Las composiciones de la presente invención incluyen una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos. Las sales de la presente invención también pueden ser una sal de un polímero derivado de una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos.

En algunas modalidades, la sal es una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico o polímero derivado de dicho ácido donde dicho ácido está representado por la fórmula:

en donde R1 es hidrógeno o un grupo hidrocarbilo; y cada R2, R3, R4 y R5 es independientemente hidrógeno, un grupo hidrocarbilo o -CH2SO3H. En algunas modalidades, R1 contiene de 1 a 7 átomos de carbono o de 1 a 6, 1 a 3 o es una mezcla de hidrógeno y grupos hidrocarbilo que contienen de 1 a 3 átomos de carbono. En algunas modalidades R1 es hidrógeno. En algunas modalidades, cada R2, R3, R4 y R5 es independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 16 o de 1 a 7 átomos de carbono o incluso de 1 a 6, 3 o incluso 2 átomos de carbono.

Un ejemplo adecuado de estos materiales es el ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico (se cree que el material de grado comercial incluye una fracción de subproducto que contiene dos grupos de ácido sulfónico como se describió anteriormente. Este y los materiales relacionados se consideran de manera similar como parte de la presente invención). Este material está disponible comercialmente en The Lubrizol Corporation como monómero AMPS®. Otros materiales útiles de este tipo incluyen ácido 2-acrilamidoetanosulfónico, ácido 2-acrilamidopropanosulfónico, ácido 2-metacrilamidopropanosulfónico y ácido 2-metacrilamido-2-metilpropanosulfónico. Dichos materiales y métodos para su preparación se describen, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos Núm. 3,544,597 y US 6,448,347.

En algunas modalidades, la sal es una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico o polímero derivado de dicho ácido, donde dicho ácido es un ácido bis-amidoalcanosulfónico. En tales modalidades, el ácido bis-amidoalcanosulfónico o polímero derivado de dicho ácido se puede representar por la fórmula:

en donde R6 es un grupo hidrocarbilo; y cada R2 y R3 es independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo, y M es hidrógeno o el catión que se describe a continuación, con todos los otros grupos que tienen las mismas definiciones proporcionadas anteriormente a menos que se indique lo contrario.

En algunas modalidades, R6 puede ser el -C(R1)=CH2 mostrado en su lugar en la Fórmula I, y en tales modalidades, R1 puede tener la misma definición proporcionada anteriormente.

En algunas modalidades, la sal es una sal metálica libre de halógenos de un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o polímero derivado de dicho ácido donde dicho ácido está representado por la fórmula:

donde R es un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 24 o incluso de 2 a 20 átomos de carbono. En algunas modalidades, R contiene de 2 a 15 o de 11 a 15 átomos de carbono. En algunas modalidades, el ácido de Fórmula (II) puede contener uno o más grupos sustituyentes adicionales, donde el grupo sustituyente adicional se puede ubicar en cualquier lugar del anillo aromático, tal como se muestra el grupo R anterior, y puede contener de 1 a 2 átomos de carbonos.

Los ejemplos adecuados incluyen ácidos bencenosulfónicos sustituidos con alquenilo y/o alquilo o derivados poliméricos de los mismos. En algunas modalidades, la sal se deriva de un ácido bencenosulfónico sustituido con alquenilo, tal como ácido estireno sulfónico y/o sulfonatos. En algunas modalidades, la sal se deriva de un ácido bencenosulfónico sustituido con alquilo tal como ácidos alquilbencenosulfónicos lineales y/o sulfonatos.

Las sales de la presente invención se forman por salificación con litio de los ácidos descritos anteriormente. De acuerdo con la presente invención, las sales de la presente invención son sales de litio.

Como se indicó anteriormente, las sales de la presente invención pueden ser sales de polímeros derivados de uno o más de los ácidos descritos anteriormente. Estos polímeros pueden ser homopolímeros, copolímeros o incluso terpolímeros. Se pueden usar métodos y materiales bien conocidos, tales como el ácido acrílico y materiales similares descritos en las secciones anteriores, en las polimerizaciones de los ácidos descritos en el presente documento.

En algunas modalidades, las sales de la presente invención incluyen: una sal de litio de un ácido amidoalcanosulfónico representado por la Fórmula (I) anterior; una sal de litio de ácido estirenosulfónico; un copolímero de una sal de litio de ácido estirenosulfónico y ácido acrílico; un copolímero de una sal de litio de un ácido amidoalcanosulfónico representado por la Fórmula (I) anterior y ácido acrílico; un terpolímero de una sal de litio de un ácido amidoalcanosulfónico representado por la Fórmula (I) anterior, una sal de litio de ácido estirenosulfónico y ácido acrílico; o combinaciones de los mismos. En modalidades adicionales, también se pueden preparar equivalentes de sodio de cualquiera de los ejemplos de litio descritos anteriormente.

Si bien el mecanismo exacto de unión y/o atracción de la sal al producto de reacción del polímero no se comprende completamente, la sal puede mejorar inesperadamente las resistividades de superficie y volumen del polímero resultante, y puede lograr esto sin la presencia de niveles inaceptablemente altos de aniones extraíbles. Además, los tiempos de caída estática pueden permanecer en un intervalo aceptable, es decir, los tiempos no son ni demasiado rápidos ni demasiado lentos.

Las composiciones de la presente invención también pueden contener una o más sales adicionales que son efectivas como aditivo ESD. En algunas modalidades, estas sales adicionales incluyen sales que contienen metales que contienen un metal diferente al litio. Estas sales adicionales también pueden incluir sales que contienen halógenos. Dichas sales incluyen sales que contienen metales, complejos de sales o compuestos de sal formados por la unión de un ion metálico con un ion no metálico o una molécula. La cantidad de sal presente puede ser una cantidad efectiva para proporcionar propiedades ESD mejoradas a la composición general. El componente de sal opcional se puede añadir durante el proceso de polimerización de una sola vez.

Las sales adecuadas que se pueden usar en combinación con las de la presente invención incluyen sales que contienen litio sin halógenos, tales como las representadas por la fórmula:

en donde cada -X1-, -X2-, -X3- y -X4- es independientemente -C(O)-, -C(R1R2)-, -C(O)-C(R1R2)- o -C(R1R2)-C(R1R2)-donde cada R1 y R2 es independientemente hidrógeno o un grupo hidrocarbilo y en donde el R1 y R2 de un grupo X dado pueden estar unidos para formar un anillo. En algunas modalidades, la sal está representada por la Fórmula III en donde -X1-, -X2-, -X3- y -X4- son -C(O)-.

Las sales adecuadas también incluyen las estructuras abiertas de -ato de dichas sales, incluido el bis(oxalato)borato de litio.

En algunas modalidades, la sal que contiene litio libre de halógenos comprende bis(oxalato)borato de litio, bis(glicolato)borato de litio, bis(lactato)borato de litio, bis(malonato)borato de litio, bis(salicilato)borato de litio, (glicolato, oxalato)borato de litio o combinaciones de los mismos.

Ejemplos adicionales de sales que se pueden usar en combinación con las de la presente invención incluyen: LiClO4, LiN(CF3SO2)2, LiPF6, LiAsF6, LiI, LiCl, LiBr, LiSCN, USO3CF3, UNO3, LiC(SO2CF3)3, U2S y UMR4, donde M es A1 o B, y R es un grupo halógeno, hidrocarbilo, alquilo o arilo. En una modalidad, la sal es LiN(CF3SO2)2, que se denomina comúnmente trifluorometanosulfonamida de litio o la sal de litio del ácido trifluorometanosulfónico. La cantidad efectiva de la sal seleccionada añadida a la polimerización de una sola vez puede ser de al menos aproximadamente 0,10, 0,25 o incluso 0,75 partes en peso en base a 100 partes en peso del polímero.

Las composiciones de la presente invención también pueden incluir aditivos antiestáticos que contienen un no metal, tales como líquidos iónicos. Los líquidos adecuados incluyen bis-(trifluoroetanosulfonil)imida de tri-n-butilmetilamonio (disponible como FC-4400 de 3M™), uno o más de la línea Basionics™ de líquidos iónicos (disponible de BASF™) y materiales similares.

En algunas modalidades, la presente invención permite el uso de disolvente con la sal que contiene metal. El uso de un disolvente, en algunas modalidades, puede permitir una menor carga de sal para proporcionar el mismo beneficio en las propiedades ESD. Los disolventes adecuados incluyen carbonato de etileno, carbonato de propileno, dimetilsulfóxido, tetrametilensulfona, dimetiléter de tri- y tetraetilenglicol, gamma butirolactona y N-metil-2-pirrolidona. Cuando está presente, el disolvente se puede usar al menos aproximadamente a 0,10, 0,50 o incluso 1,0 partes en peso en base a 100 partes en peso del polímero. En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de cualquiera o todos los disolventes descritos en el presente documento. En otras modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de cualquiera o todas las sales que contienen metales y/o sustancialmente libres de cualquier aditivo ESD excepto las sales metálicas libres de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo, o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, descritos anteriormente.

La cantidad efectiva de la sal seleccionada en la composición total puede ser de al menos aproximadamente 0,10 partes en base a 100 partes del polímero y, en algunas modalidades, al menos aproximadamente 0,25 partes o incluso al menos aproximadamente 0,75 partes. En algunas modalidades, estas cantidades son con respecto a cada sal individual presente en la composición. En otras modalidades, las cantidades se aplican a la cantidad total de todas las sales presentes en la composición.

Aditivos Adicionales

Las composiciones de la presente invención pueden incluir además aditivos adicionales útiles, donde tales aditivos se pueden utilizar en cantidades adecuadas. Estos aditivos adicionales opcionales incluyen pigmentos opacificantes, colorantes, rellenos minerales y/o inertes, estabilizadores que incluyen estabilizadores de luz, lubricantes, absorbentes de UV, coadyuvantes de procesamiento, antioxidantes, antiozonatos y otros aditivos como se desee. Los pigmentos opacificantes útiles incluyen dióxido de titanio, óxido de zinc y amarillo de titanato. Los pigmentos de tinción útiles incluyen negro de carbón, óxidos amarillos, óxidos marrones, siena natural y tostada o ámbar, verde de óxido de cromo, pigmentos de cadmio, pigmentos de cromo y otros pigmentos mixtos orgánicos y de óxido de metal. Los rellenos adecuados incluyen arcilla de tierra de diatomeas (superfloss), sílice, talco, mica, wollastonita, sulfato de bario y carbonato de calcio. Si se desea, se pueden usar estabilizadores útiles tales como antioxidantes que incluyen antioxidantes fenólicos, mientras que los fotoestabilizadores útiles incluyen fosfatos orgánicos y tiolatos de organoestaño (mercáptidos). Los lubricantes útiles incluyen estearatos de metal, aceites de parafina y cera de amidas. Los absorbentes de UV útiles incluyen 2-(2'-hidroxifenol) benzotriazoles y 2-hidroxibenzofenonas. También se pueden usar aditivos para mejorar la estabilidad hidrolítica del polímero de TPU. Cada uno de estos aditivos adicionales opcionales descritos anteriormente puede estar presente, o excluido, de las composiciones de la presente invención.

Cuando están presentes, estos aditivos adicionales pueden estar presentes en las composiciones de la presente invención de 0 o 0,01 a 5 o 2 por ciento en peso de la composición. Estos intervalos pueden aplicarse por separado a cada aditivo adicional presente en la composición o al total de todos los aditivos adicionales presentes.

Aplicación Industrial

Las composiciones descritas en el presente documento se preparan por mezcla de la sal metálica libre de halógenos descrita anteriormente en el polímero inherentemente disipativo descrito anteriormente. Además, pueden estar presentes una o más sales, polímeros y/o aditivos adicionales. La sal se puede añadir al polímero de diferentes formas, algunas de las cuales pueden definirse como un proceso químico o in situ y otras pueden definirse como un proceso físico o de mezcla.

En algunas modalidades, la sal metálica libre de halógenos se añade al polímero inherentemente disipativo durante la polimerización del polímero, lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa. La sal se puede añadir a uno o más de los reactivos usados en la preparación del polímero inherentemente disipativo o se puede introducir con el uso de un disolvente portador. En algunas modalidades, la sal se puede dispersar en el poliol y/o el extensor de cadena y luego se puede llevar a cabo la polimerización. En dependencia del polímero inherentemente disipativo, la reacción de polimerización puede tener lugar de forma continua en una extrusora reactiva o un equipo similar, o se puede usar un proceso discontinuo. En cualquiera de estas situaciones, la sal descrita en el presente documento puede añadirse antes, durante o después de la reacción de polimerización, lo que da como resultado la composición polimérica intrínsecamente disipadora.

En algunas modalidades, la sal metálica libre de halógenos se añade al polímero inherentemente disipativo mediante absorción húmeda, lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa.

En algunas modalidades, la sal metálica libre de halógenos se combina y/o mezcla en el polímero inherentemente disipativo, lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa.

Las composiciones resultantes de la presente invención incluyen uno o más de los polímeros inherentemente disipativos descritos anteriormente en combinación con una o más de las sales metálicas libres de halógenos descritas anteriormente. Las composiciones pueden incluir una cantidad efectiva de la sal, dicha sal es compatible con el polímero, de manera que la composición resultante tenga una resistividad de superficie de aproximadamente 1,0 x 106 ohm/cuadrado a aproximadamente 1,0 x 1012 ohm/cuadrado, medida por ASTM D-257.

En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de átomos de flúor, átomos de cloro, átomos de bromo, átomos de yodo, átomos de ástato o combinaciones de los mismos (incluidos los iones de dichos átomos). En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de sales y/u otros compuestos que contienen átomos de flúor, cloro, bromo, yodo y/o ástato y/o iones de uno o más de los mismos. En algunas modalidades, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres de todos los átomos de halógeno, sales que contienen halógenos y/u otros compuestos que contienen halógenos. Por sustancialmente libre, se entiende que las composiciones contienen menos de 10 000 partes por millón o incluso 10 000 partes por billón de flúor/fluoruro, cloro/cloruro, bromo/bromuro, yodo/yoduro, ástato/astaturo o combinaciones de los átomos/iones de los mismos.

Estas composiciones poliméricas son útiles en la formación de una aleación plástica para su uso con un dispositivo electrónico, debido a sus propiedades inherentemente disipativas estáticas beneficiosas. Las composiciones se pueden usar en la preparación de artículos poliméricos, especialmente cuando las propiedades ESD son una preocupación. Ejemplos de aplicaciones en las que las composiciones descritas anteriormente se pueden usar en materiales y equipos de construcción y edificación, carcasas de máquinas, equipos de fabricación y láminas y películas poliméricas. Más específicamente, los ejemplos incluyen: equipos que manipulan combustible, otros líquidos inflamables o polvos secos; equipos comerciales; recubrimientos para pisos tales como para salas blancas y áreas de construcción; construcción de salas blancas, equipos y suministros tales como prendas, pisos, tapetes, empaques electrónicos, carcasas, soportes para chips, rieles para chips, contenedores de basura, tapas de contenedores de basura, cintas transportadoras, alambres y cables; dispositivos médicos; partes de baterías tales como divisores y/o separadores, etc. Las composiciones de la presente invención se pueden usar en cualquier artículo que requiera algún nivel de propiedades ESD.

En una modalidad, las composiciones de la presente invención se usan para fabricar artículos poliméricos que se usarán como: materiales de embalaje para piezas electrónicas; separadores internos de batería para su uso en la construcción de baterías de iones de litio; suministros para salas blancas y materiales de construcción; cintas transportadoras antiestáticas; fibras; piezas para máquinas de oficina; prendas y zapatos antiestáticos o combinaciones de los mismos.

Las composiciones se pueden usar con diferentes técnicas de procesamiento de fusión que incluyen el moldeo por inyección, moldeo por compresión, moldeo por vaciado, extrusión, moldeo por termoformado, moldeo por rotación, sinterización, moldeo al vacío, moldeo por soplado y la fundición a presión. Los artículos de esta invención también pueden fabricarse a partir de resinas producidas mediante los procesos de suspensión, masa, emulsión o solución. Se sabe que algunos de los materiales descritos anteriormente pueden interactuar en la formulación final, de modo que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los que se añaden inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moléculas. Los productos que se forman de esa manera, que incluyen los productos que se forman tras emplear la composición de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una descripción fácil. No obstante, todas estas modificaciones y productos de reacción se incluyen dentro del alcance de la presente invención; la presente invención abarca la composición que se prepara mediante la mezcla de los componentes que se describieron anteriormente.

Ejemplos

La invención se ilustrará adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, que exponen las modalidades particularmente ventajosas. Los ejemplos se proporcionan para ilustrar la presente invención

Conjunto de ejemplos 1.

Se prepara un conjunto de composiciones ESD mediante la introducción de una cantidad específica de una sal metálica libre de halógenos en uno o más TPU, como se describe en la siguiente tabla. En este ejemplo, la sal se introduce en una solución acuosa que se aplica a los gránulos del TPU. Por tanto, la sal se añade mediante absorción húmeda de la solución a los gránulos de TPU, que luego se secan. Luego, cada ejemplo se moldea por compresión o se moldea por inyección como una placa y se prueba para determinar sus propiedades de resistividad. Los resultados de estas pruebas se proporcionan en la siguiente tabla:

Tabla I - Propiedades de las composiciones de TPU ESD del conjunto de ejemplos 1

Los resultados muestran que las sales que contienen metales libres de halógenos de la invención permiten composiciones ESD con resistividad de superficie significativamente reducida.

Conjunto de ejemplos 2.

Se prepara un conjunto de composiciones ESD mediante la introducción de una cantidad específica de una sal metálica libre de halógenos en los TPU con el uso de los mismos procedimientos y pruebas descritos para el Conjunto de ejemplos 1. Los resultados se proporcionan en la siguiente tabla:

Tabla II - Propiedades de las composiciones de TPU ESD del conjunto de ejemplos 2

Los resultados muestran que las sales que contienen metales libres de halógenos de la invención permiten composiciones ESD con resistividad de superficie significativamente reducida. A menos que se indique de otra manera, todos los valores porcentuales, valores en ppm y valores en partes están sobre la base en peso. A menos que se indique de otra manera, cada producto químico o composición a que se hace referencia en el presente documento debe interpretarse como un material de grado comercial que puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros materiales similares que típicamente se entiende que están presentes en el grado comercial. Sin embargo, la cantidad de cada componente químico se presenta con exclusión de cualquier disolvente o aceite diluyente, que habitualmente puede estar presente en el material comercial, a menos que se indique de otra manera. Como se usa en el presente documento, y a menos que se defina lo contrario, la expresión "sustancialmente libre de" puede significar una cantidad que no afecta materialmente las características básicas y novedosas de la composición bajo consideración, en algunas modalidades, también puede significar no está presente más del 5 %, 4 %, 2 %, 1 %, 0,5 % o incluso 0,1 % en peso del material en cuestión, en otras modalidades, puede significar que está presente menos de 1000 ppm, 500 ppm o incluso 100 ppm del material en cuestión. Estos límites diferentes descritos anteriormente también se pueden aplicar al término "libre de halógenos" como se usa en el presente documento. Además, la expresión "que consiste esencialmente en" permite la inclusión de sustancias que no afectan materialmente a las características básicas y novedosas de la composición en consideración.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende:

(a) un polímero inherentemente disipativo que incluye un poliuretano termoplástico fabricado mediante la reacción de (i) al menos un poliol intermedio con (ii) al menos un diisocianato y (iii) al menos un extensor de cadena; y

(b) una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de dicha sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, en donde dicha sal metálica libre de halógenos es una sal de litio.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde el componente (b) comprende una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico o un polímero derivado de dicho ácido donde dicho ácido está representado por la fórmula:

0 R2 R4 O

^H

H¿C------C------C 1------N------ C------C------ S------ OH

R1 R3 R5 O ( I)

3. La composición de la reivindicación 1, en donde el componente (b) comprende una sal metálica libre de halógenos de un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o un polímero derivado de dicho ácido donde dicho ácido está representado por la fórmula:

donde R es un grupo hidrocarbilo que contiene de 2 a 24 átomos de carbono.

4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la composición comprende además una o más sales que contienen litio distintas del componente (b).

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la resistencia superficial de la composición resultante, medida por ASTM D-257, es de 1,0 x 106 ohm/cuadrado a 1,0 x 1012 ohm/cuadrado.

6. La composición de la reivindicación 1, en donde el poliol intermedio del polímero inherentemente disipativo es un poliéter seleccionado entre polietilenglicol, polipropilenglicol, copolímero de óxido de etileno/óxido de propileno o una combinación de los mismos.

7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde (a), el poliol intermedio comprende un intermedio derivado de al menos un dialquilenglicol y al menos un ácido dicarboxílico, o un éster o anhídrido del mismo; y en donde (a) puede comprender además opcionalmente un poliol de poliéster.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el polímero inherentemente disipativo se mezcla con uno o más polímeros.

9. La composición de la reivindicación 8, en donde la mezcla de polímeros comprende un poliuretano termoplástico (TPU), un policarbonato, una poliolefina, un polímero estirénico, un polímero acrílico, un polímero de polioximetileno, una poliamida, un óxido de polifenileno, un sulfuro de polifenileno, un cloruro de polivinilo, un cloruro de polivinilo clorado, un copolímero de etileno acetato de vinilo (EVA), un elastómero termoplástico (TPE) o cualquier combinación de los mismos.

10. Un artículo polimérico conformado que comprende la composición polimérica inherentemente disipativa de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. El artículo polimérico de la reivindicación 10, en donde el artículo comprende:

materiales de embalaje para piezas electrónicas; separadores internos de batería para su uso en la construcción de baterías de iones de litio; piezas para la construcción de salas blancas, equipos y suministros; piezas para equipos que manipulan líquidos inflamables y/o polvos secos; fibras, alambres o cables; o combinaciones de los mismos.

12. Un proceso de fabricación de la composición polimérica inherentemente disipativa como se define en la reivindicación 1, dicho proceso comprende las etapas de:

mezclar (a) un polímero inherentemente disipativo que incluye un poliuretano termoplástico fabricado mediante la reacción de (i) al menos un poliol intermedio con (ii) al menos un diisocianato y (iii) al menos un extensor de cadena y (b) una sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, o un polímero derivado de dicha sal metálica libre de halógenos de un ácido amidoalcanosulfónico, un ácido bencenosulfónico sustituido con hidrocarbilo o una mezcla de los mismos, en donde dicha sal metálica libre de halógenos es una sal de litio.

13. El proceso de la reivindicación 12, en donde el componente (b) se añade a uno o más de los reactivos usados en la preparación del componente (a) y en donde el componente (b) está presente durante la reacción de polimerización que se usa para preparar el componente (a), lo que da como resultado la composición polimérica inherentemente disipativa.