Poliisobutileno con contenido de vinilideno de medio alcance y su preparacion.

Una composición de polímero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance que comprende moléculas PIB

, teniendo la primera porción de dichas moléculas PIB enlaces dobles en la posición alfa y teniendo una segunda porción de dichas moléculas PIB enlaces dobles en la posición beta, incluyendo dichas primera y segunda porciones en conjunto al menos un 90% de moléculas PIB de la composición, incluyendo dicha primera porción menos de 70% de moléculas PIB de la composición, y teniendo como máximo un 10% de las moléculas PIB de la composición enlaces dobles internos tetra-sustituidos, teniendo dicha composición una polidispersidad no superior a 2,0.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2002/008684.

Solicitante: TPC GROUP LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 5151 SAN FELIPE, SUITE 800 HOUSTON, TX 77056 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BAXTER,C.,EDWARD,JR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F10/00 (Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > C08F2/00 (Procesos de polimerización)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados... > C08F110/14 (Monómeros que contienen cinco o más átomos de carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Catalizadores de polimerización > C08F4/14 (Haluros de boro o haluros de aluminio; Sus complejos con compuestos orgánicos que contienen oxígeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos... > C08F10/10 (Isobuteno)
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Fragmento de la descripción:

Poliisobutileno con contenido de vinilideno de medio alcance y su preparacion

Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere a la preparaciïn de poliisobutileno (PIB) . En particular, la presente invenciïn se refiere a una composiciïn PIB con contenido en vinilideno de medio alcance. En este sentido, se describe un nuevo proceso en fase lïquida para la polimerizaciïn de isobutileno para preparar una composiciïn de PIB con contenido en vinilideno de medio alcance utilizando un catalizador de BF3 modificado.

Antecedentes de la tïcnica anterior

La polimerizaciïn de isobutileno mediante el empleo de catalizadores de tipo Friedel-Crafts, incluyendo BF3, es un procedimiento conocido generalmente que se describe por ejemplo en “HIGH POLYMERS”, vol. XXIV (J. Wiley & Sons, Inc., Nueva York, 1971) , pp. 713 ff. El grado de polimerizaciïn de los productos obtenidos varïa segïn las distintas tïcnicas de polimerizaciïn conocidas que se utilicen. En conexiïn con esto ïltimo, debe entenderse que, en general, el peso molecular del producto polimïrico se relaciona directamente con el grado de polimerizaciïn.

Se sabe asimismo, que PIB puede fabricarse en al menos dos calidades diferentes principales, es decir, con alto contenido y con contenido regular en vinilideno. Convencionalmente, estas dos calidades de producto se han obtenido a travïs de diferentes procesos, pero en ambos frecuentemente y comïnmente se utiliza un material de alimentaciïn de isobutileno diluido, encontrïndose la concentraciïn de isobutileno dentro del intervalo de 40 a 60% en peso. Mïs recientemente, se ha seïalado que se puede preparar al menos el PIB con alto contenido en vinilideno utilizando un material de alimentaciïn concentrado que tiene un contenido en isobutileno de 90% en peso o mïs. Se pueden incluir asimismo en los materiales de alimentaciïn hidrocarburos no reactivos, como isobutano, n-butano y/o otros alcanos inferiores comïnmente presentes en fracciones de petrïleo como diluyentes. El material de alimentaciïn puede contener frecuentemente tambiïn pequeïas cantidades de otros hidrocarburos insaturados como 1-buteno y 2-buteno.

El tipo de PIB regular puede oscilar en peso molecular entre 500 y 1.000.000 o superior y, por lo general se prepara en un proceso discontinuo, a una temperatura baja, a veces de hasta –50 a –70ïC. Se utilizan AlCl3, RAlCl2 o R2AlCl como catalizadores. Generalmente, no se separa totalmente el catalizador del producto PIB final debido a las peculiaridades de proceso. Se puede controlar el peso molecular a travïs de la temperatura, ya que el peso molecular del producto varïa inversamente a la temperatura. Es decir, temperaturas mïs altas dan pesos moleculares mïs bajos. Los perïodos de reacciïn son normalmente del orden de horas. El producto polimïrico deseado tiene un enlace doble ïnico por molïcula, siendo los enlaces dobles en su mayor parte internos. En tïrminos generales, al menos aproximadamente un 90% de los enlaces dobles son internos y menos de un 10% de los enlaces dobles estïn en una posiciïn terminal. Aunque se cree que la formaciïn de enlaces dobles terminales se ve favorecida cinïticamente, los tiempos de reacciïn prolongados y el hecho de que no se separe totalmente el catalizador, favorecen a la reorganizaciïn de la molïcula, de manera que se forman mïs isïmeros de enlace doble internos favorecidos termodinïmicamente. Se puede utilizar PIB regular como modificador de la viscosidad, en particular en aceites lubricantes, como por ejemplo un espesante, y como agente de pegajosidad para pelïculas plïsticas y adhesivos. Asimismo, PIB puede servir para producir producto intermedios para la fabricaciïn de 45 detergentes y dispersantes para combustibles y aceites lubricantes.

PIB con alto contenido en vinilideno, un producto relativamente nuevo en la arena del mercado, se caracteriza por tener un gran porcentaje de enlaces dobles terminales, tïpicamente mïs de un 70%, preferentemente mïs de un 80%. Esto proporciona un producto mucho mïs reactivo, en comparaciïn con PIB regular, y por lo tanto, este 50 producto no se denomina tambiïn PIB altamente reactivo. Las expresiones altamente reactivo (HR-PIB) y con alto contenido en vinilideno (HV-PIB) son sinïnimas. Los procesos bïsicos para producir HV-PIB incluyen todos ellos un sistema de reactor, en el que se emplean catalizadores de 3BF3 y/o BF3 modificado, de manera que el tiempo de reacciïn puede controlarse de cerca y se puede neutralizar el catalizador inmediatamente una vez que se ha formado el producto deseado. Dado que la formaciïn del enlace doble terminal se ve favorecido cinïticamente, los 55 tiempos de reacciïn cortos favorecen altos niveles de vinilideno. La reacciïn se apaga normalmente con una soluciïn bïsica acuosa, como por ejemplo, NH4OH, antes de que pueda tener lugar una isomerizaciïn importante con los enlaces dobles internos. Los pesos moleculares son relativamente bajos. Tal como se utiliza en la presente solicitud, la expresiïn “relativamente bajo” se refiere al peso molecular de media en nïmero (MN) que es menos de aproximadamente 10.000. HV-PIB que tiene un MN de aproximadamente 950-1050 es el producto mïs comïn. Las 60 conversiones que se basan en isobutileno, se mantienen en un 75-85%, ya que intentar llevar la reacciïn a conversiones mïs altas reduce el contenido de vinilideno a travïs de la isomerizaciïn. Las patentes EE.UU. Nï

4.152.499 de fecha 1 de mayo de 1979, 4.605.808 de fecha 12 de agosto de 1986, 5.068.490 de fecha 26 de noviembre de 1991; 5.191.044 de fecha 2 de marzo de 1993; 5.286.823 de fecha 22 de junio de 1992; 5.408.018 de fecha 18 de abril de 1995 y 5.962.604 de fecha 5 de octubre de 1999 de la tïcnica anterior se refieren a temas 65 relacionados con este objeto.

En 4.152.499 de EE.UU. se describe un proceso para la preparaciïn de PIBs a partir de isobutileno bajo una atmïsfera de BF3 gaseosa que actïa como catalizador de polimerizaciïn. El proceso tiene como resultado la producciïn de un PIB en el que de 60 a 90% de los enlaces dobles se encuentran en una posiciïn terminal (vinilideno) .

4.605.808 de EE.UU. describe un proceso para la preparaciïn de PIB en el que se emplea un catalizador que consiste en un complejo de BF3 y un alcohol. Se sugiere que el uso de un complejo de catalizador posibilita un control mïs efectivo de los parïmetros de reacciïn. Se necesitan tiempos de contacto de reacciïn de al menos 8 minutos para obtener un producto PIB en el que al menos aproximadamente un 70% de los enlaces dobles se encuentran en una posiciïn terminal.

En 5.191.044 de EE.UU. se describe un proceso de producciïn de PIB que requiere un tratamiento previo cuidadoso de un complejo de BF3/alcohol para asegurar que no queda BF3 libre en el reactor. El complejo debe contener un exceso del agente de formaciïn de complejo de alcohol con el fin de obtener un producto en el que al menos aproximadamente un 70% de los enlaces dobles se encuentran en una posiciïn terminal. El ïnico tiempo de reacciïn que se expone como ejemplo es de 10 minutos y la reacciïn se lleva a cabo a temperaturas inferiores a 0ïC.

Ademïs del ïntimo control del tiempo de reacciïn, la clave para obtener altos niveles de vinilideno parece ser el control de la reactividad del catalizador. Se ha realizado anteriormente en el pasado formando complejo de BF3 con varios oxigenatos incluyendo sec-butanol y MTBE. Una de las teorïas consiste en que estos complejos son realmente menos reactivos que el propio BF3, lo que hace desproporcionadamente mïs lenta la reacciïn de isomerizaciïn permitiendo asï una diferenciaciïn mayor entre la reacciïn de formaciïn de vinilideno (polimerizaciïn) y los ïndices de reacciïn de isomerizaciïn. Se han propuesto tambiïn... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance que comprende molïculas PIB, teniendo la primera porciïn de dichas molïculas PIB enlaces dobles en la posiciïn alfa y teniendo una segunda porciïn de dichas molïculas PIB enlaces dobles en la posiciïn beta, incluyendo dichas primera y segunda porciones en conjunto al menos un 90% de molïculas PIB de la composiciïn, incluyendo dicha primera porciïn menos de 70% de molïculas PIB de la composiciïn, y teniendo como mïximo un 10% de las molïculas PIB de la composiciïn enlaces dobles internos tetra-sustituidos, teniendo dicha composiciïn una polidispersidad no superior a 1, 65.

2. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance que comprende molïculas PIB, teniendo la primera porciïn de dichas molïculas PIB enlaces dobles en la posiciïn alfa y teniendo una segunda porciïn de dichas molïculas PIB enlaces dobles en la posiciïn beta, incluyendo dichas primera y segunda porciones en conjunto al menos un 90% de molïculas PIB de la composiciïn, incluyendo dicha primera porciïn menos de 70% de molïculas PIB de la composiciïn, y teniendo como mïximo un 5% de las molïculas PIB de la composiciïn enlaces dobles internos tetra-sustituidos, teniendo dicha composiciïn una polidispersidad no superior a 2, 0.

3. Una composiciïn de polïmero de PIB con contenido en vinilideno de medio alcance tal como se ha expuesto en la 20 reivindicaciïn 1, incluyendo dicha primera porciïn al menos un 20% de las molïculas de la composiciïn.

4. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance, tal como se ha expuesto en las reivindicaciones 1, teniendo como mïximo un 5% de las molïculas PIB de la composiciïn enlaces dobles internos tetra-sustituidos.

5. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance, tal como se ha expuesto en la reivindicaciïn 1 ï 2, teniendo un 2% como mïximo de las molïculas PIB de la composiciïn enlaces dobles internos tetra-sustituidos.

6. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance tal como se ha expuesto en la reivindicaciïn 1 que tiene un MN en el intervalo comprendido entre 350 y 5000.

7. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance tal como se ha expuesto en la reivindicaciïn 6 que tiene un MN en el intervalo comprendido entre 950 y 1050. 35

8. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance tal como se ha expuesto en la reivindicaciïn 1, incluyendo dicha primera porciïn menos de un 60% de molïculas de la composiciïn.

9. Una composiciïn de polïmero PIB con contenido en vinilideno de medio alcance tal como se ha expuesto en la 40 reivindicaciïn 1, incluyendo la primera porciïn menos de 50% de las molïculas de la composiciïn.