Método para la reducción de olores en dispersiones no acuosas.

Método de reducción del olor de una dispersión no acuosa de polímeros acrílicos

, que comprende:

añadir una mezcla de amina-álcali en un disolvente de acoplamiento a la dispersión no acuosa, siendo el disolvente de acoplamiento soluble en agua y aceite mineral.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/043999.

Solicitante: SUN CHEMICAL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 35 WATERVIEW BLVD. PARSIPPANY, NJ 07054 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KLEIN, DAVID, KRISHNAN, RAMASAMY, SCHNEIDER,MARK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen... > C08F20/02 (Acidos monocarboxílicos que tienen menos de diez átomos de carbono; Sus derivados)

PDF original: ES-2531997_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para la reducción de olores en dispersiones no acuosas CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a tecnologías de tinta y relacionadas, y en particular a un método para la reducción de olores en dispersiones no acuosas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El uso de dispersiones no acuosas (DNA) ha permitido el desarrollo de tintas para impresión de pliegos de secado rápido. Sin embargo, debido o bien a monómeros residuales o bien a fracciones de iniciadores, estas DNA tienen a menudo un olor desagradable.

Tal como se conoce, un monómero residual es un monómero no polimerizado que permanece incorporado en un polímero tras haberse completado la reacción de polimerización. Muchos monómeros residuales tienen mal olor y algunos son incluso tóxicos. Por ejemplo, el ácido acrílico y el ácido metacrílico, así como peróxidos usados como iniciadores, tienen olores desagradables.

Se conocen bien sistemas de polimerización en emulsión acuosa para la producción de muchos tipos de polímeros, incluyendo, por ejemplo, polímeros de estireno-butadieno de tipo caucho así como polímeros que contienen acrilonitrilo (ACN). En procedimientos comerciales, se desea minimizar la cantidad de monómero residual en un látex, por diversos motivos. Desde un punto de vista medioambiental, para minimizar la exposición a monómeros hidrocarbonados que puedan ser olorosos o puedan presentar preocupaciones para la salud más graves; desde un punto de vista económico, la eliminación del último del 1, al ,5 por ciento de monómero libre es una etapa significativamente costosa, y desde un punto de vista de la eficacia, en la medida en que los métodos actuales de reducción del monómero residual en látex tienden a requerir mucho tiempo y a ralentizar la producción. Además, estos procedimientos tienden a requerir mucha energía, añadiendo por tanto costes adicionales. Además el procedimiento novedoso permite que un fabricante evite tener que tratar con reglamentos medioambientales referentes a monómeros residuales.

S. M. Englund, en su artículo Monomer Removal from Látex, Chemical Engineering Progress (agosto de 1981), pág. 55, comenta algunos de los problemas a los que se enfrenta la industria. En la producción de látex, la eliminación de monómero hidrocarbonado residual está limitada por la tasa a la que el látex puede ponerse en contacto con una corriente nueva de un fluido, habitualmente vapor de agua, para eliminar el monómero. Por tanto, puede ser necesario poner el látex en contacto con cantidades relativamente altas de vapor de agua para garantizar la eliminación adecuada de monómero residual, lo que puede conducir a diversos tipos de problemas tales como, por ejemplo, espumación, desestabilización del látex o degradación del látex.

La B. F. Goodrich Company ha desarrollado varios métodos para eliminar acrilonitrilo (ACN) residual de emulsiones poliméricas acuosas. Por ejemplo, la patente estadounidense n.2 4.251.412 da a conocer un procedimiento para la reducción de ACN residual en un látex mediante la adición de una cantidad estequiométrica de amina para que reaccione con el ACN; la patente estadounidense n.e 4.272.425 da a conocer un procedimiento para reducir el contenido en ACN en látex mediante la adición de catalizador adicional y comonómero con exceso del ACN libre tras una conversión del 9 por ciento de los monómeros; y la patente estadounidense n.2 4.278.582 da a conocer un procedimiento para reducir el contenido en ACN residual de látex mediante la adición de amoniaco, hidróxido de amonio, tioles, sulfuro de hidrógeno y sus sales y carbonates, fosfatos y silicatos de metales alcalinos y alcalinotérreos.

Otros métodos conocidos para reducir monómeros residuales contemplan la inyección de fluido, habitualmente vapor de agua o un gas inerte, y/o hacer pasar el látex a través de un reactor a presión reducida.

Generalmente en la polimerización en emulsión, la tasa de conversión de la polimerización aumenta rápidamente durante un periodo de inducción temprano. Sin embargo, una vez que la reacción de polimerización alcanza el punto de una conversión del 94%, la tasa de conversión de la polimerización disminuye. Este fenómeno es especialmente llamativo en látex reforzado con caucho, en el que el contenido en monómeros se reduce rápidamente una vez que la tasa de conversión de la polimerización alcanza el 94%. Se cree que esto está provocado por la interrupción de un iniciador (tal como, por ejemplo, un peróxido) para la penetración de monómeros en una partícula de caucho debido a la falta de difusividad. Adicionalmente, un tiempo de reacción más corto puede dar como resultado probablemente una disminución de la tasa de conversión de la polimerización. Mientras tanto, un alto contenido en caucho y un alto contenido en sólidos hacen que sea fácil la migración de monómeros al interior de las partículas de caucho, provocando también, por tanto, una disminución en la tasa de conversión de la polimerización.

También se han propuesto métodos para reducir los monómeros residuales durante la polimerización. Así, la patente alemana n.2 19741188 describe un método que usa un iniciador de cadena larga para la polimerización, el

documento W2/14123 describe un método para tratar un compuesto de alfa-hidroxicarbonilo con un antioxidante, la patente estadounidense n.2 6.62.883 introduce un tratamiento con múltiples iniciadores y el documento W23/1214 describe un método que incluye la inserción adicional de un tercer monómero tal como acrilato. También se han sugerido métodos para aumentar la eficacia de secado tras el procedimiento de polimerización, o para aumentar el vacío durante la extrusión y la inyección.

Sin embargo, existe un límite en la capacidad de estos diversos métodos para eliminar monómeros residuales. Además, (i) podrían cambiarse las propiedades físicas de la propia resina usando estos métodos, tales como, por ejemplo, su peso molecular, en la medida en que la implementación de estos métodos provoca en general que se produzca polimerización adicional, o (ii) puede disminuirse la productividad mediante un tiempo de reacción más largo.

Además, ninguna técnica anterior se refiere a técnicas para reducir el olor provocado por monómeros residuales o fracciones de iniciadores o reacciones secundarias en dispersiones no acuosas (DNA). Esto es debido a que la introducción de grandes cantidades de agua (tal como, por ejemplo, mediante inyección de vapor de agua, tal como se describió anteriormente) desestabiliza las DNA.

Por tanto, lo que se necesita en la técnica es un método de reducción del contenido en monómero residual en redes cristalinas, más rápido y que consuma menos energía. Lo que se necesita además es un método de este tipo que no cambie adicionalmente las propiedades físicas de la resina o el producto de reacción, o que aumente el tiempo de reacción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención, puede implementarse un tratamiento químico para reducir drásticamente el olor de las DNA. Un procedimiento de este tipo puede crear tanto un entorno de trabajo más seguro como más grato, así como un producto más seguro y más agradable. Adicionalmente, un tratamiento novedoso de este tipo puede aumentar el tiempo de secado para una DNA así como eliminar la necesidad de costes significativos asociados con la eliminación de monómeros usando técnicas convencionales. En realizaciones a modo de ejemplo de la presente invención, un tratamiento químico de este tipo puede incluir la adición a la DNA de una mezcla de amina/álcali en un disolvente de acoplamiento.

En realizaciones a modo de ejemplo de la presente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Método de reducción del olor de una dispersión no acuosa de polímeros acrílicos, que comprende:

añadir una mezcla de amina-álcali en un disolvente de acoplamiento a la dispersión no acuosa, siendo el disolvente de acoplamiento soluble en agua y aceite mineral.

Método de optimización de la producción de polímeros acrílicos, que comprende: preparar una dispersión no acuosa en la que se realiza una reacción de polimerización; y añadir un aditivo químico para que se una a cualquier monómero residual y/o fracciones de iniciadores, en el que el aditivo químico comprende una mezcla de amina-álcali en un disolvente de acoplamiento, que es soluble en agua y aceite mineral.

Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el disolvente de acoplamiento es uno o más de un alcohol, glicol o éter de glicol, por ejemplo, alcohol isopropílico.

Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la amina es una alquilamina, por ejemplo, dietilamina.

Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el álcali es uno o más de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de amonio.

Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la amina es una o más de trimetilamina, monoetanolamina, N,N-dimetiletilamina, monoisopropilamina, morfolina, N-metildietilamina, 2-amino-2-metil- 1-propanol, N,N-dimetiletanolamina, trietilamina, dietanolamina, N,N-dietiletanolamina, N-metildietanolamina, N-etildietanolamina, N-metildietanolamina, N-etildietanolamina, di-isopropanolamina y trietanolamina.

Método según la reivindicación 1, en el que la mezcla de amina-álcali comprende agua, hidróxido de potasio, alcohol isopropílico y dietilamina, por ejemplo, la mezcla preparada a partir de una mezcla que tiene las proporciones de 75 g de agua, 9, g de hidróxido de potasio al 85% [EMD], 6, g de alcohol isopropílico y 1, g de dietilamina.

Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que la cantidad de mezcla añadida es de desde el ,1 - 2% en peso de la dispersión no acuosa total, por ejemplo, de desde el ,5 hasta el 5% en peso de la dispersión no acuosa total.

Método según la reivindicación 2 o una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6 u 8 cuando dependen de la reivindicación 2 o de la reivindicación 3, en el que el aditivo químico disminuye el tiempo de secado del

polímero.

Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7 o una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6 u 8 cuando dependen de la reivindicación 1, en el que la mezcla disminuye el tiempo de secado del polímero.