EP1519988B2

Polymeric compositions containing polymers and ionic liquids

Abstract

The invention relates to a polymer composition which comprises at least one at least semicrystalline polymer having no ionic groups and comprises at least one compound with plasticizing properties, and which comprises having 0.1 to 30% by weight of ionic liquid as plasticizer, and also to the use of this polymer composition, and a process for its preparation.

EP1519988B2, drawing sheet 1
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Expired 13 June 2023, 3.3 years ago.

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26 claims: 17 independent, 9 dependent

  1. 1
    Polymerzusammensetzung, die zumindest ein zumindest teilkristallines Polymer ohne ionische Gruppen und zumindest eine Verbindung mit weichmachenden Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung als Weichmacher 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% ionische Flüssigkeit aufweist, wobei die ionische Flüssigkeit ein Salz mit einem Kation, gemäß den nachfolgenden Strukturen, wobei R1, R2, R3, R4, R5 und, gleich oder unterschiedlich und Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen, einen durch ein oder mehrere Heteroatome (Sauerstoff, NH, NCH 3 ) unterbrochenen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen durch ein oder mehrere Funktionalitäten, ausgewählt aus der Gruppe, -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-C(O)-, -(O)C-NH, -(CH 3 )N-C(O)-, -(O)C-N(CH 3 )-, -S(O) 2 -O-, -O-S(O) 2 -, -S(O) 2 -NH-, -NH-S(O) 2 -, -S(O) 2 -N(CH 3 )-, -N(CH 3 )-S(O) 2 -, unterbrochenen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen endständig -OH, -NH 2 , -N(H)CH 3 funktionalisierten linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen blockweise oder statistisch aufgebauten Polyether gemäß -(R 7 -O) n -R 8 bedeuten, wobei R 7 ein 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltender linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, n = 1 bis 30 ist und R 8 Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet oder ein Rest -C(O)-R 9 mit R 9 gleich einem linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einem cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen sind;und einem Anion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogenid, Phosphat, Alkylphosphaten, Nitrat, Sulfat, Hydrogensulfat, Alkylsulfaten, Arylsulfaten, perfluorierten Alkyl- und Arylsulfaten, Sulfonat, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, perfluorierten Arylsulfonaten, Perchlorat, Tetrachloroaluminat, Alkylboraten, Tosylat, Saccharinat, Alkylcarboxylaten;oder eine Mischung mehrerer solcher Salze ist.
  2. 2
    Polymerzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung 0,5 Gew.-% bis 25 Gew. -% ionische Flüssigkeit aufweist.
  3. 3
    Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung als zumindest teilkristallines Polymer zumindest ein thermoplastisch verarbeitbares Polymer, ausgewählt aus der Gruppe der (Co)polyamide, (Co)polyester, Polyurethane, Polyphenylenether, Polyolefine, (Co)polyetheramide, Polyaramide, Polyether(ether)ketone und Polyetheresteramide, aufweist.
  4. 4
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung als zumindest teilkristallines Polymer zumindest ein vernetztes oder zumindest ein zu vernetzendes Polymer, ausgewählt aus der Gruppe der (Co)polyamide, (Co)polyester, Polyurethane oder Polyphenylenether aufweist.
  5. 5
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer linear oder verzweigt ist.
  6. 6
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung zumindest eine Polymermischung und/oder zumindest ein Polymerblend aufweist.
  7. 7
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit ein halogenfreies Anion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phosphat, Alkylphosphaten, Nitrat, Sulfat, Alkylsulfaten, Arylsulfaten, Sulfonat, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, Alkylboraten, Tosylat, Saccharinat und Alkylcarboxylaten, aufweist.
  8. 8
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , das die ionische Flüssigkeit der Polymerzusammensetzung unterschiedliche Anionen aufweist.
  9. 9
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung mikrobizide Eigenschaften aufweist.
  10. 10
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung antistatische Eigenschaften aufweist.
  11. 11
    Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung im Vergleich zu einem Polymer ohne ionischer Flüssigkeit eine um bis zu 18K niedrigere Glastemperatur aufweist, gemessen gemäß Differential Scanning Calorimetry (DSC).
  12. 12
    Verfahren zur Herstellung einer Polymerzusammensetzung, die zumindest ein Polymer ohne ionische Gruppen und zumindest eine Verbindung mit weichmachenden Eigenschaften aufweist, wobei die Polymerzusammensetzung als Weichmacher 0,1 Gew.-% bis 30 Gew.-% ionische Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine ionische Flüssigkeit, wobei die ionische Flüssigkeit ein Salz mit einem Kation, gemäß den nachfolgenden Strukturen, wobei R1, R2, R3, R4, R5 und, gleich oder unterschiedlich und Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen, einen durch ein oder mehrere Heteroatome (Sauerstoff, NH, NCH 3 ) unterbrochenen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen durch ein oder mehrere Funktionalitäten, ausgewählt aus der Gruppe -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-C(O)-, -(O)C-NH, -(CH 3 )N-C(O)-, -(O)C-N(CH 3 )-, -S(O) 2 -O-, -O-S(O) 2 -, -S(O) 2 -NH-, -NH-S(O) 2 -, -S(O) 2 -N(CH 3 )-, -N(CH 3 )-S(O) 2 -, unterbrochenen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen endständig -OH, -NH 2 , -N(H)CH 3 funktionalisierten linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder einen blockweise oder statistisch aufgebauten Polyether gemäß -(R 7 -O) n -R 8 bedeuten, wobei R 7 ein 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltender linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist, n = 1 bis 30 ist und R 8 Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet oder ein Rest -C(O)-R 9 mit R 9 gleich einem linearen oder verzweigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, einem cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, einem Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen sind;und einem Anion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Halogenid, Phosphat, Alkylphosphaten, Nitrat, Sulfat, Hydrogensulfat, Alkylsulfaten, Arylsulfaten, perfluorierten Alkyl- und Arylsulfaten, Sulfonat, Alkylsulfonaten, Arylsulfonaten, perfluorierten Arylsulfonaten, Perchlorat, Tetrachloroaluminat, Alkylboraten, Tosylat, Saccharinat, Alkylcarboxylaten;oder eine Mischung mehrerer solcher Salze ist,mit einer polymeren Komponente der Polymerzusammensetzung in Kontakt gebracht und anschließend die ionische Flüssigkeit in der Polymerzusammensetzung verteilt wird.
  13. 13
    Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt wird.
  14. 14
    Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilen der ionischen Flüssigkeit in der Polymerzusammensetzung mittels eines Mischprozesses erfolgt.
  15. 15
    Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit mit einer schmelzflüssigen Phase der polymeren Komponente in Kontakt gebracht und durchmischt wird.
  16. 16
    Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen der Komponenten der Polymerzusammensetzung in einem 1- oder 2-Wellenkneter durchgeführt wird, wobei die polymere Komponente im geschmolzenen Zustand vorliegt.
  17. 17
    Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit mit einer festen Phase der polymeren Komponente in Kontakt gebracht und nach dem Aufschmelzen durchmischt wird.
  18. 18
    Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilen der ionischen Flüssigkeit in der Polymerzusammensetzung mittels Diffusion erfolgt.
  19. 19
    Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung mittels Imprägnierung von Polymerpulvern mittels einer ionischen Flüssigkeit erfolgt.
  20. 20
    Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Polymer und/oder eine ionische Flüssigkeit in einem Lösemittel gelöst eingesetzt wird.
  21. 21
    Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel von einer Vorstufe der Polymerzusammensetzung mittels eines thermischen Trennverfahrens abgetrennt wird.
  22. 22
    Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel von einer Vorstufe der Polymerzusammensetzung durch Ausfällen der Polymerzusammensetzung abgetrennt wird.
  23. 23
    Verwendung einer Polymerzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder einer Polymerzusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22 als Schmelzkleber, Haftvermittler, Binder, Füllmaterial, Packaging Material, Verträglichkeitsverbesserer zur Herstellung von Polymerblends, Viskositäts- und/oder Löslichkeitsmodifier in Polymermischungen oder -kompositionen oder zur Herstellung von Folien, Filmen, Beschichtungen, Membranen und Formkörper, wobei die Formgebung mittels Spritzguß, Extrusion oder Blasformen erfolgt.
  24. 24
    Schmelzkleber eine Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Polymerzusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22 aufweisend.
  25. 25
    Binder eine Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Polymerzusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22 aufweisend.
  26. 26
    Sportartikel eine Polymerzusammensetzung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Polymerzusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22 aufweisend.
Independent claims26