Nuevas composiciones que comprenden isómeros estructurales de dibenzoato de 1,4-ciclohexanodimetanol y composiciones poliméricas que contienen los mismos.

Una composición que comprende isómeros trans y cis de dibenzoato de 1,4-ciclohexanodimetanol en la que el isómero trans constituye de 72 a 99 por ciento en peso de dicha composición

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/084279.

Solicitante: Eastman Specialties Holdings Corporation.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 200 South Wilcox Drive Kingsport TN 37660 Sullivan County ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: JOSHI,MAKARAND V, ARENDT,WILLIAM D, BERRY-WALKER,YVONNE AILEEN, LAKOMIAK,PAUL STEVEN, JEGANATHAN,MIRNAHINI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/04 (que tienen un metal como único componente o como componente principal de una capa adyacente a otra capa de una sustancia específica)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados por la relación... > B32B7/12 (utilizando un adhesivo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Policondensados que contienen varios grupos epoxi... > C08G59/14 (Policondensados modificados por tratamiento químico posterior)

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Nuevas composiciones que comprenden isómeros estructurales de dibenzoato de 1,4-ciclohexanodimetanol y composiciones poliméricas que contienen los mismos.
Nuevas composiciones que comprenden isómeros estructurales de dibenzoato de 1,4-ciclohexanodimetanol y composiciones poliméricas que contienen los mismos.

Fragmento de la descripción:

Nuevas composiciones que comprenden isómeros estructurales de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol y composiciones poliméricas que contienen los mismos.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a mezclas que contienen dos isómeros estructurales de dibenzoato de 1, 4ciclohexanodimetanol en porcentajes controlados. Más particularmente, esta invención se refiere a un método para preparar estas mezclas isómeras y al uso de estas mezclas para impartir propiedades deseables a una variedad de composiciones poliméricas, incluyendo, pero no limitadas a, adhesivos termofusibles.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

El dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol, en lo sucesivo denominado en la presente CHDM, existe en dos formas isómeras. Una de estas es una forma trans que se puede representar mediante la fórmula

** (Ver fórmula) **

La segunda es una forma cis que se puede representar mediante la fórmula

** (Ver fórmula) **

Se ha encontrado que el anillo de ciclohexano en ambos isómeros es la forma de "silla" para evitar interacciones estéricas entre los voluminosos grupos metilbenzoato.

Un procedimiento comercial para preparar 1, 4-ciclohexanodimetanol, la materia prima para preparar el dibenzoato, implica la hidrogenación de ácido 1, 4-ciclohexanodicarboxílico o un éster de este ácido hasta el correspondiente dialcohol. La distribución isómera en la mezcla resultante de isómeros cis y trans está determinada por las materias primas y el catalizador de hidrogenación. La Patente de EE. UU. Nº 6, 919, 489, que fue expedida a favor de Orth y cols., usa un catalizador de níquel Raney impurificado con renio para obtener CHDM con una relación de cis a trans de 0, 7 o menos a partir del éster dimetílico del correspondiente ácido dicarboxílico que tiene una relación de cis a trans de 1, 2 a 2, 1.

Otras patentes que divulgan la capacidad para controlar la relación de cis a trans de CHDM ajustando las condiciones o la relación molar de hidrógeno a un éster dialquílico de ácido 1, 4-ciclohexanodicarboxílico incluyen las Patentes de EE. UU. 5.395.986 y 5.395.987.

Se presentan en la bibliografía métodos para separar los estereoisómeros cis y trans de CHDM. Malachowski y cols. (Ber. 1938, 71, 159) consiguen esto reduciendo hexahidrotereftalato de dietilo con sodio y alcohol. A partir del hexahidroéster bien cis o bien trans se obtuvo una mezcla estereoisómera del alcohol correspondiente. Los ésteres cis y trans de la mezcla se separaron mediante la conversión en los benzoatos correspondientes seguido por cristalización fraccionada e hidrólisis.

La presente invención se basa en el descubrimiento de un método para separar una versión disponible comercialmente de dibenzoato de CHDM que contiene aproximadamente 70 por ciento en peso del isómero trans y aproximadamente 30 por ciento en peso del isómero cis en fracciones que contienen hasta 100 por cien en peso de

cualquier isómero. No se han presentado en la bibliografía mezclas que contengan de 1 a 66 por ciento en peso o de 72 a 99 por ciento en peso del isómero trans y por lo tanto se consideran composiciones nuevas.

Los presentes inventores han descubierto que las propiedades impartidas a composiciones poliméricas, particularmente adhesivos termofusibles, por las presentes mezclas de ésteres de benzoato variarán considerablemente dependiendo de las concentraciones relativas de isómeros trans y cis en la mezcla.

La Patente de EE. UU. Nº 5.026.756 de William D. Arendt divulga que el rasgo distintivo del compuesto denominado en la patente el dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol (en lo sucesivo en la presente memoria CHDMDB) con relación a otros ésteres de ácido benzoico es la existencia de un punto de congelación bien definido. Cuando se calientan por encima de sus puntos de fusión y a continuación se dejan enfriar por debajo de esta temperatura, la mayoría de los otros dibenzoatos típicamente permanecerán líquidos a temperaturas sustancialmente por debajo de sus puntos de fusión, un fenómeno denominado "sobreenfriamiento".

La capacidad para solidificarse reproduciblemente hace a los isómeros de CHDMDB especialmente adecuados para el uso en adhesivos termofusibles. La susodicha patente de Arendt contiene la curva producida cuando una muestra de CHDMDB se calienta en un calorímetro de barrido diferencial. La curva se describe como bimodal, con puntos de fusión a "aproximadamente 80 y 123º C". El punto de fusión más alto está más precisamente definido.

El CHDMDB descrito en la susodicha patente de Arendt se prepara a partir de un producto disponible comercialmente que contiene aproximadamente 68 por ciento en peso del isómero trans y aproximadamente 32 por ciento en peso del isómero cis de CHDM.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que cuando una mezcla de isómeros de CHDMDB mencionada en la susodicha patente de Arendt se calienta por encima de su punto de fusión y a continuación se enfría gradualmente, se produce una solidificación parcial en forma de un material cristalino a una temperatura de aproximadamente 100º C. El análisis de este material cristalino mediante cromatografía de gases revela que es una mezcla que típicamente contiene más de 90 por ciento en peso del isómero trans. El resto del material fundido se solidifica por debajo de aproximadamente 70º C en un material no cristalino que contiene pesos aproximadamente iguales de los isómeros trans y cis.

Se ha encontrado ahora que las presentes mezclas ricas en trans y cis imparten diferentes propiedades a las composiciones poliméricas en general y a los adhesivos termofusibles en particular. Usando una de las presentes mezclas de CHDMDB que contienen más de aproximadamente 72 por ciento en peso del isómero trans como un modificador, se reducen sustancialmente tanto el tiempo de trabajo ("open time") como el tiempo requerido para que el adhesivo alcance sus propiedades definitivas con relación a los valores obtenidos usando la distribución de isómeros del producto descrito en la patente de Arendt. La segunda de estas ventajas permite un incremento sustancial en la velocidad máxima de una línea de producción en la que se usan adhesivos termofusibles para unir dos capas de papel, cartón, tela u otro material. También se ha encontrado que los adhesivos que contienen una mezcla con más de aproximadamente 72 por ciento en peso del isómero trans se pueden diseñar para ser significativamente más fuertes que los adhesivos basados en modificadores de la técnica anterior.

El tiempo de trabajo es el intervalo de tiempo durante el cual el adhesivo aplicado al primer sustrato sigue suficientemente adhesivo para efectuar una unión entre este sustrato y un segundo aplicado a él. El tiempo de fijación ("set time") es el tiempo requerido para la unión una vez que los dos sustratos que se van a pegar se presionan conjuntamente.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Esta invención proporciona nuevas composiciones sólidas de ésteres de benzoato que contienen los isómeros tanto cis como trans de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol en las que el isómero trans constituye de 1 a 66 o de 72 a 99 por ciento en peso de las composiciones. Una composición preferida contiene de 90 a 94 por ciento en peso del isómero trans, y lo más preferiblemente más de 95 por ciento en peso del isómero trans. En otro aspecto la composición incluye de 48 a 52 por ciento en peso del isómero trans.

Esta invención también proporciona un método para separar una forma disponible comercialmente de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol (CHDMDB) usando el refinado en estado fundido de una composición sólida cristalina que contiene de 72 a aproximadamente 99... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición que comprende isómeros trans y cis de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol en la que el isómero trans constituye de 72 a 99 por ciento en peso de dicha composición.

2. Una composición según la reivindicación 1, en la que el isómero trans es de 90 a 94 por ciento en peso de dicha 5 composición, y la composición tiene un punto de fusión de 120 a 128º C.

3. Una composición que comprende isómeros trans y cis de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol, en la que el isómero trans es de 1 a 66 por ciento en peso de dicha composición.

4. Una composición según la reivindicación 3, en la que el isómero trans es de 48 a 52 por ciento en peso de dicha composición y el punto de fusión de dicha composición es de 80 a 84º C.

5. Un método para preparar una composición sólida que comprende isómeros cis y trans de dibenzoato de 1, 4ciclohexanodimetanol y que contiene más de 72 por ciento en peso de dicho isómero trans, comprendiendo dicho método 1) calentar hasta por encima de su punto de fusión una composición que comprend.

6. 70 por ciento en peso del isómero trans y de 30 a 32 por ciento en peso de dicho isómero cis durante un intervalo de tiempo suficiente para formar un material fundido;

2) dejar que dicho material fundido se enfríe hasta 100º C, y mantener esta temperatura durante un período de tiempo eficaz para cristalizar y aislar una composición solidificada que contiene dicho isómero trans, y 3) dejar que la porción restante de dicha composición fundida se solidifique.

6. Un método según la reivindicación 5, en el que la concentración de dicho isómero trans se incrementa 20 incrementando el período de tiempo para la cristalización.

7. Una composición adhesiva termofusible que comprende a) al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en copolímeros de etileno/acetato de vinilo, poliolefinas, copolímeros de bloques basados en estireno, acrilatos y olefinas, olefinas basadas en catalizadores de metaloceno, polialfaolefinas amorías, un caucho acrílico incluyendo tribloques acrílicos, copolímeros de etileno/acrilato de etilo, poliuretanos de los tipos reactivo y no reactivo, poliésteres, sulfopoliésteres y poliamidas;

b) una resina adherente seleccionada del grupo que consiste en resinas alifáticas, resinas aromáticas, resinas monómeras puras, resinas cicloalifáticas, colofonia, ésteres de resina, terpeno y resinas monómeras mixtas, c) un antioxidante y d) una composición modificadora seleccionada del grupo que consiste en (1) mezclas de isómeros trans y cis de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol en las que el isómero trans constituye de 72 a 99 por ciento en peso de dicha composición, y

(2) mezclas de isómeros trans y cis de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol en las que el isómero 35 trans constituye de 1 a 66 por ciento en peso de dicha composición sólida.

8. Un método para acelerar un tiempo de fijación y la velocidad de cristalización de una composición adhesiva termofusible que comprende un polímero termoplástico, una resina y un modificador, comprendiendo dicho método seleccionar como dicho modificador una combinación de isómeros estructurales de dibenzoato de 1, 4dimetilciclohexilo que contiene al menos 72 por ciento en peso de isómero trans.

9. Un método según la reivindicación 8, en el que dicho polímero termoplástico se selecciona del grupo que consiste en copolímeros de etileno/acetato de vinilo, poliolefinas, polímeros olefínicos catalizados por metaloceno, poliolefinas amorías, copolímeros de bloques basados en acrilatos de estireno y olefinas, copolímeros de etileno/acrilato de etilo, poliuretanos de los tipos reactivo y no reactivo, poliésteres, sulfopoliésteres, copolímeros acrílicos de bloques y tipo tribloque, elastómeros acrílicos y poliamidas, y la resina adherente se selecciona del

grupo que consiste en resinas, alifáticas, cicloalifáticas y aromáticas, resinas monómeras puras, resinas funcionales 12

y resinas terpénicas, y dicha combinación contiene de 90 a 94 por ciento en peso de dicho isómero trans o dicha combinación contien.

4. 52 por ciento en peso de dicho isómero trans.

10. Un artículo compuesto que comprende dos capas unidas de materiales seleccionados del grupo que consiste en telas tejidas y no tejidas y películas y láminas sólidas formadas por polímeros naturales y sintéticos, en el que la unión se ha conseguido usando una composición adhesiva fundida que comprende un polímero orgánico, una resina y un modificador seleccionado del grupo que consiste en una primera mezcla que contiene más de 72 por ciento en peso del isómero trans de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol.

11. Una composición que comprende un polímero orgánico y un modificador para dicho polímero, en la que dicho modificador se selecciona del grupo que consiste en (1) mezclas que comprenden los isómeros trans y cis de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol en las que el isómero trans constituye de 72 a 99 por ciento en peso de dicha composición; y (2) mezclas que comprenden dichos isómeros en las que el isómero trans constituye de 1 a 66 por ciento en peso de dicha composición de revestimiento.

12. Una composición según la reivindicación 11, en donde dicha composición se selecciona del grupo que consiste 15 en un plastisol, revestimientos, tintas, barnices, y adhesivos activados a temperatura ambiente; o en donde dicho polímero se selecciona del grupo que consiste en plásticos técnicos para la fabricación de artículos mediante extrusión o moldeo por inyección; o en donde dicha composición comprende además un vehículo orgánico o acuoso; o en donde dicho modificador es un adyuvantes de procesamiento para dicho polímero.

13. Una composición según la reivindicación 12, en la que dicho revestimiento es un revestimiento en polvo y dicha tinta es una tinta de inyección termofusible y dicho barniz es un barniz de sobreimpresión.

14. Un artículo compuesto que comprende dos capas unidas de materiales seleccionados del grupo que consiste en telas tejidas y no tejidas, y películas y láminas sólidas formadas por polímeros naturales y sintéticos, en el que la unión se ha conseguido usando una composición adhesiva fundida que comprende un polímero orgánico, una resina y un modificador seleccionado del grupo que consiste en una primea mezcla que contiene menos de 66 por ciento en peso del isómero trans de dibenzoato de 1, 4-ciclohexanodimetanol.

15. Un artículo compuesto según la reivindicación 10 o 14, en donde dicho artículo se selecciona del grupo que consiste en telas no tejidas, materiales de embalaje, barras de cola, materiales de construcción, encuadernaciones y etiquetas; preferiblemente en donde dicha tela no tejida es un pañal o un artículo de higiene femenina.