Composiciones de fosfito hidrolíticamente estables.

Composición que comprende:

(a) una composición de fosfitos y

(b) una amina que tiene la estructura:**Fórmula**

en la que x es 1, 2 ó 3; R1 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1-C6 de cadena lineal o ramificada, y R2 se selecciona del grupo que consiste en un alquilo C1-C30 de cadena lineal o ramificada; en la que la composición de fosfitos comprende al menos dos fosfitos diferentes que tienen la estructura:**Fórmula**

en la que R3, R4 y R5 son grupos arilo alquilados seleccionados de manera independiente, y en la que la composición líquida de fosfitos es líquida a 25°C y a 1,01325 bar

(1 atmósfera) de presión,

en la que la fracción arilo de R3, R4 y R5 es preferiblemente una fracción aromática de 6 a 18 átomos de carbono y cada fracción aromática está sustituida con al menos un grupo alquilo C4-C5.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/043469.

Solicitante: Addivant Switzerland GmbH.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Angensteinerstrasse 6 4153 Reinach BL SUIZA.

Inventor/es: HILL,Jonathan,S, POWER,Maurice.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS... > Compuestos que contienen elementos de los grupos... > C07F9/141 (Esteres de ácidos fosforosos)

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Fragmento de la descripción:

Composiciones de fosfito hidrolíticamente estables

[1] La presente invención se refiere a una novedosa composición de antioxidantes basados en fosfitos que se estabilizan hidrolíticamente con una amina. Además, se refiere a polímeros estabilizados y concentrados estabilizadores que comprenden la novedosa composición líquida, hidrolíticamente estable, de antioxidantes basados en fosfitos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[2] En el estado de la técnica se sabe que los fosfitos orgánicos actúan como antioxidantes secundarios de resinas poliméricas como las poliolefinas y los elastómeros. Como antioxidante, dichos fosfitos se oxidan, formando fosfatos, con lo que se previene la oxidación del polímero. En H. Zweifel (Ed) Plastics Additives Handbook, 5a edición, Hanser Publishers, Munich 2, se describen ejemplos de tales fosfitos. Un problema frecuente con la mayoría de los fosfitos es su tendencia a sufrir una desfavorable hidrólisis cuando son expuestos a la humedad o al agua (incluso en cantidades residuales) durante su almacenamiento o manipulación. Inicialmente, la hidrólisis del fosfito genera protones P-OH y PH= ácidos que son buenos compuestos reductores que reaccionan directamente con el oxígeno o con los hidroperóxidos. Sin embargo, si la hidrólisis prosigue más allá de esa fase inicial, se forman ácidos más intensos que aceleran en gran medida la formación de productos oxidados. Además, otros ácidos originados de impurezas que se derivan de los residuos de catalizadores de la polimerización pueden catalizar aún más la hidrólisis de los fosfitos. Esos productos oxidados reducen la capacidad total del estabilizador basado en fosfitos de actuar como antioxidante. A consecuencia de su exposición al agua, los fosfitos hidrolizados se convierten en una masa grumosa, pegajosa, que conduce a la corrosión del equipo de procesado.

[3] Convencionalmente, para evitar la hidrólisis, las empresas productoras han intentado seleccionar fosfitos que se hidrolicen con lentitud y han añadido diversos estabilizadores de la hidrólisis a los fosfitos. En la patente estadounidense N° 3.787.537 se describe un éster triisopropil-fenil fosfito que se hidroliza con lentitud en combinación con una amina pesada que aumenta aún más la estabilidad frente a la hidrólisis.

[4] Los estabilizadores de los fosfitos basados en grupos trialquilarilo, que tienen grupos alquilo impedidos en las posiciones orto y para, son resistentes a la hidrólisis gracias al impedimento estérico. Uno de los fosfitos utilizados más ampliamente es el tris(2,4-di t-butiIfeniI)fosfito, disponible comercialmente con el nombre de marca Alkanox 24, Irgafos 168 o Doverphos S-48. Este fosfito es un sólido y está disponible comercialmente sin estabilizador de la hidrólisis.

[5] Otros estabilizadores de los fosfitos basados en grupos trialquilarilo, como el ampliamente utilizado tris(p- noniIfeniI)fosfito (TNPP, por sus siglas en inglés), sí que son susceptibles a la hidrólisis. El TNPP es líquido a temperatura ambiente. Las variedades comerciales del TNPP, como Weston 399 (de Chemtura Corporation), suelen contener un máximo de hasta un 1% (en peso) de trietanolamina o de triisopropanolamina, que actúa como estabilizador de la hidrólisis.

[6] En la patente estadounidense N° 5.561.181 se describe un TNPP altamente orto-sustituido que es más estable, hidrolíticamente, que el TNPP para-sustituido.

[7] En la patente europea EP167969 se describe un fosfito estabilizado hidrolíticamente mediante una amina alifática de cadena larga, como la alquil dietanolamina de coco. En la patente europea EP143464 se describe un pentaeritritol difosfito estabilizado hidrolíticamente mediante una amina alifática de cadena larga, como la octildecil dietanolamina.

[8] No obstante, existe la necesidad de reemplazar el TNPP, ya que hay dudas respecto de una posible estrogenicidad asociada al nonilfenol, que se usa en la síntesis del TNPP.

[9] Por lo tanto, se necesitan composiciones líquidas de fosfitos que sean seguras y eficaces para uso como antioxidantes secundarios en polímeros que se puedan estabilizar hidrolíticamente.

[1] Además, se necesitan compuestos tipo amina que resulten adecuados para la estabilización hidrolítica de un abanico más amplio de antioxidantes tipo fosfito.

DESCRIPCIÓN RESUMIDA DE LA INVENCIÓN

[11] En un primer aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende: (a) una composición líquida de fosfitos y (b) una amina que presenta la siguiente estructura:

**(Ver fórmula)**

en la que x es 1, 2 ó 3; Ri se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1-C6 de cadena lineal o ramificada, y R2 se selecciona del grupo que consiste en un alquilo C1-C3 de cadena lineal o ramificada.

[12] Preferiblemente, x es 1 ó 2. La amina puede estar presente en una cantidad del ,1% al 3% en peso, en base al peso total de la composición. La composición líquida de fosfitos comprende al menos dos fosfitos diferentes, de los siguientes: (i) un tris(dialquilaril)fosfito, (ii) un tris(monoalquilaril)fosfito, (iii) un bis(d¡alqu¡laril)monoalquilaril fosfito, y (iv) un bis(monoalquilaril)dialquilaril fosfito; y es líquida a condiciones ambiente (25 °C, 1,1325 bar).

[13] En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a una composición que comprende: (a) una composición líquida de fosfitos y (b) una bis(2-alcanol)mono-C8-C2o-alquil amina. La composición líquida de fosfitos comprende al menos dos fosfitos diferentes de los siguientes: (i) un tris( di a I qu i I a ri I )fosfito, (ii) un tris(monoalquilaril)fosfito, (iii) un bis(dialquilaril)monoalquilaril fosfito, y (iv) un bis(monoalquilaril)dialquilaril fosfito; y es líquida a condiciones ambiente.

[14] En un tercer aspecto, la presente invención se refiere a un proceso para estabilizar hidrolíticamente un antioxidante secundario, que comprende añadir al antioxidante secundario una amina en una cantidad del ,1% al 3% en peso. La amina tiene la estructura

**(Ver fórmula)**

CHgch'

OH

**(Ver fórmula)**

(I)

en la que x es 1, 2 ó 3; R1 se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1-C6 de cadena lineal o ramificada, y R2 se selecciona del grupo que consiste en un alquilo C1-C3 de cadena lineal o ramificada. Preferiblemente, x es 1 ó 2. La composición líquida de fosfitos comprende al menos dos fosfitos diferentes, de los siguientes: (i) un tris(dialquilaril)fosfito, (ii) un tris(monoalquilaril)fosfito, (iii) un bis(dialquilaril)monoalquilaril fosfito, y (iv) un bis(monoalquilaril)dialquilaril fosfito; y es líquida a condiciones ambiente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

[15] La presente invención se refiere a composiciones de fosfitos estabilizadas que comprenden uno o más compuestos fosfito y uno o más compuestos amina que son capaces de estabilizar hidrolíticamente el compuesto fosfito. Los compuestos fosfito según la presente invención se estabilizan mediante una o más aminas; por ejemplo, mediante una o más alcanolaminas y, preferiblemente, mediante una o más alcan-2-olaminas (es decir, en donde el grupo o grupos hidroxilo está(n) en un carbono beta). El compuesto amina puede tener un nitrógeno primario, secundario o terciario. En una realización, el átomo de nitrógeno se sustituye con al menos un grupo alcanol y, opcionalmente, con uno o más grupos alquilo, que preferiblemente facilitan la dispersión o la solubilización del compuesto amina en el compuesto fosfito o en una mezcla de compuestos fosfito.

[16] Los fosfitos y los fosfonitos son compuestos bien conocidos y entre ellos figuran, por ejemplo, los siguientes: trifenil fosfitos, difenilalquil fosfitos, fenildialquil fosfitos, tris(nonil-fenil)fosfitos,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición que comprende:

(a) una composición de fosfitos y

(b) una amina que tiene la estructura:

1 1

/OH *

R¡r

N-

"CH2CH^

» f

3-x

* H| «

en la que x es 1, 2 ó 3; Ri se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1-C6 de cadena lineal o ramificada, y R2 se selecciona del grupo que consiste en un alquilo C1-C3 de cadena lineal o ramificada; en la que la composición de fosfitos comprende al menos dos fosfitos diferentes que tienen la estructura:

R3O.

p

.OR4

OR5 (IV)

en la que R3, R4 y Rs son grupos arilo alquilados seleccionados de manera independiente, y en la que la composición líquida de fosfitos es líquida a 25°C y a 1,1325 bar (1 atmósfera) de presión,

en la que la fracción arilo de R3, R4 y Rs es preferiblemente una fracción aromática de 6 a 18 átomos de carbono y cada fracción aromática está sustituida con al menos un grupo alquilo C4-C5.

2. Composición de la reivindicación 1, que comprende una mezcla de dos o más tris(monoalquilfenil)fosfitos o una mezcla de al menos dos fosfitos diferentes, entre los siguientes:

(i) un tris(dialquilaril)fosfito,

(¡i) un tris(monoalquilaril)fosfito,

(i¡¡) un bis(dialquilaril)monoalquilaril fosfito, y (iv) un bis(monoalquilaril)dialquilaril fosfito.

3. Composición de la reivindicación 1 ó 2, en la que x es 1 ó 2.

4. Composición de la reivindicación 3, en la que la amina tiene la estructura

**(Ver fórmula)**

H

**(Ver fórmula)**

(II)

en la que R1 es hidrógeno o metilo; y R2 es un grupo alquilo C8-C2 de cadena lineal o ramificada.

5. Composición de la reivindicación 3, en la que la amina se selecciona del grupo que consiste en octil-bis(2- etanol)amina, nonil-bis(2-etanol)am¡na, decil-bis(2-etanol)amina, undecil-bis(2-etanol)amina, dodecil-bis(2- etanol)amina, tridec¡l-b¡s(2-etanol)am¡na, tetradecil-bis(2-etanol)amina, pentadecil-bis(2-etanol)amina, hexadecil- bis(2-etanol)amina, heptadecil-bis(2-etanol)amina, octadecil-bis(2-etanol)amina, octil-bis(2-propanol)amina, nonil- bis(2-propanol)amina, decil-bis(2-propanol)amina, undecil-bis(2-propanol)amina, dodecil-bis(2-propanol)amina, tridecil-b¡s(2-propanol)am¡na, tetradecil-bis(2-propanol)am¡na, pentadecil-bis(2-propanol)amina, hexadecil-bis(2- propanol)amina, heptadecil-bis(2-propanol)amina, octadecil-bis(2-propanol)amina, e isómeros de las mismas.

6. Composición de la reivindicación 1 ó 2, en la que la amina tiene la estructura

**(Ver fórmula)**

en la que cada R1 se selecciona, de manera independiente, del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1-C3 de cadena lineal o ramificada.

7. Composición de la reivindicación 1 ó 2, en la que la amina está presente en una cantidad de ,1% a 3% en peso, en base al peso total de la composición.

8. Composición de la reivindicación 2, en la que R3, R4 y R5 de dichos al menos dos fosfitos diferentes son grupos arilo alquilados seleccionados de manera independiente de la estructura:

**(Ver fórmula)**

en la que R6, R7 y R8 se seleccionan, de manera independiente, del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo C1- C8 de cadena lineal o ramificada, siempre que al menos uno de R6, R7 y R8 sea un alquilo C4-C5.

9. Composición de la reivindicación 2, en la que al menos dos fosfitos diferentes comprenden lo siguiente:

tris(monoalquilaril)fosfito, en una cantidad del 2% al 7% en peso; bis(monoalquilaril)dialquilaril fosfito, en una cantidad del 15% al 6% en peso; tris(dialquilaril)fosfito, en una cantidad del ,1% al 2% en peso; y bis(dialquilaril)monoaril fosfito, en una cantidad del 2% al 2% en peso.

1. Composición de la reivindicación 3, en la que dichos al menos dos fosfitos diferentes se seleccionan del grupo que consiste en tris(4-terc-butilfenil) fosfito, tris(2-terc-butilfenil)fosfito, tris(2,4-di-terc-butilfenil) fosfito, bis(4-terc- butilfeniI)-2,4-di-terc-butilfenil fosfito, bis(2,4-di-terc-butilfenil)-4-terc-butilfenil fosfito, bis(2-terc-butilfeniI)-2,4-di-terc- butilfenil fosfito, bis(2,4-di-terc-butilfenil)-2-terc-butilfenil fosfito, tris(4-terc-amilfenil) fosfito, tris(2-terc-amilfenil)fosfito, tris(2,4-di-terc-amilfenil) fosfito, bis(4-terc-amilfenil)-2,4-di-terc-amilfenil fosfito, bis(2,4-di-terc-amilfenil)-4-terc- amilfenil fosfito, bis(2-terc-amilfenil)-2,4-di-terc-amilfenil fosfito, y bis(2,4-di-terc-amilfenil)-2-terc-amilfenil fosfito.

11. Composición polimérica estabilizada que comprende un polímero y la composición de las reivindicaciones 1-1.

12. Proceso para estabilizar hidrolíticamente un antioxidante secundario, que comprende añadir al antioxidante secundario una amina en una cantidad del ,1% al 3% en peso, teniendo la amina la estructura:

* w

» 4

3x 1

CHaCH

\

OH

**(Ver fórmula)**

en la que x es 1, 2 ó 3; Ri se selecciona del grupo que consiste en hidrógeno y un alquilo Ci-Ce de cadena lineal o ramificada, y R2 se selecciona del grupo que consiste en un alquilo C1-C3 de cadena lineal o ramificada, y en el que el antloxldante secundario comprende una composición de fosfitos según la reivindicación 1.

13. Proceso de la reivindicación 12, en el que la amina tiene la estructura

**(Ver fórmula)**

R,

R

**(Ver fórmula)**

(II)

en la que R1 es hidrógeno o metilo; y R2 es un grupo alquilo C8-C2 de cadena lineal o ramificada.

14. Proceso de la reivindicación 13, en el que la amina se selecciona del grupo que consiste en octil-bis(2- etanol)amina, nonil-bis(2-etanol)amina, decil-bis(2-etanol)amina, undecil-bis(2-etanol)amina, dodecil-bis(2- etanol)amina, tridec¡l-b¡s(2-etanol)amina, tetradecil-bis(2-etanol)amina, pentadecil-bis(2-etanol)amina, hexadecil- bis(2-etanol)amina, heptadecil-bis(2-etanol)amina, octadecil-bis(2-etanol)amina, octil-bis(2-propanol)amina, nonil- bls(2-propanol)amina, decil-bis(2-propanol)amina, undecil-bis(2-propanol)amina, dodecil-bis(2-propanol)amina, tridecil-bis(2-propanol)amina, tetradecil-bis(2-propanol)amina, pentadecil-bis(2-propanol)amina, hexadecil-bis(2- propanol)amina, heptadecil-b¡s(2-propanol)amina, octadecil-bis(2-propanol)amina, e isómeros de las mismas.

15. Proceso de la reivindicaciones 12, 13 ó 14, en el que la composición de fosfitos comprende un tris(monoalquilfen¡l)fosf¡to líquido, una mezcla de dos o más tris(monoalquilfenil)fosfitos, o al menos dos fosfitos diferentes entre los siguientes:

(i) un tris(dialquilaril)fosfito,

(¡I) un tris(monoalquilaril)fosf¡to,

(¡II) un bis(dialquilaril)monoalquilar¡l fosfito, y (¡v) un bis(monoalquilaril)dialquilar¡l fosfito.