Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento.

Procedimiento para la preparación de poliamidas estables al procesamiento, caracterizado porque se trata la poliamida durante la condensación posterior en fase sólida con un gas, el gas portador y agua y

a) ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o

b) amoniaco o amina o sus mezclas

a una temperatura de 130 a 200 ºC y una presión de 0,001 a 1 MPa

(de 0,01 a 10 bar), dosificándose el gas empleado que contiene una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador directamente a la corriente de gas portador en el condensador posterior en fase sólida, o nebulizándose una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador mediante ultrasonidos en el intervalo de 25 kHz a 3 MHz o calentándose una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador a una temperatura en el intervalo de 100 a 300 ºC.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/064932.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: STAMMER, ACHIM, GERSTLAUER, ACHIM, GRUTZNER,ROLF-EGBERT, EL-TOUFAILI,Faissal-Ali, KEELAPANDAL RAMAMOORTHY,SHANKARA NARAYANAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G69/46 (Tratamiento posterior a la polimerización)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de poliamidas con una mayor estabilidad al procesamiento.

Por el documento WO-A-2/4561 (documento US-B-6.268.468) es conocido un procedimiento para el tratamiento de una poliamida presente en el estado sólido en el que se trata la poliamida con un gas portador nitrógeno o argón inerte que contiene un ácido gaseoso o un anhídrido gaseoso o una amina.

Por el documento EP-A-1 333 49 es conocida la estabilización de poliamida 6 secada y desmonomerizada con lactonas seleccionadas o anhídridos de ácido en una etapa de procesamiento adicional pospuesta en la masa fundida.

Estos procedimientos todavía dejan mucho que desear.

Por tanto, la presente invención se basaba en el objetivo de eliminar las desventajas que se han mencionado anteriormente.

Por consiguiente, se halló un procedimiento nuevo y mejorado para la preparación de poliamidas estables al procesamiento, que está caracterizado porque se trata la poliamida durante a condensación posterior en fase sólida con un gas, el gas portador (gas inerte), agua y ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco o amina o sus mezclas aúna temperatura de 13 a 2 2C y una presión de ,1 a 1 MPa (de ,1 a 1 bar).

El procedimiento de acuerdo con la invención se puede llevar a cabo del siguiente modo:

En la condensación posterior en fase sólida de poliamida se puede tratar un gas, el gas portador (gas inerte), agua y

a) ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o

b) amoniaco o amina o sus mezclas

o sucesivamente con a) antes de b) o con b) antes de a) a temperaturas de 13 a 2 2C, preferentemente de 14 a 18 2C, de forma particularmente preferente de 15 a 175 2C y una presión de ,1 a 1 MPa (de ,1 a 1 bar), preferentemente de ,1 a ,5 MPa (de ,1 a 5 bar), de forma particularmente preferente a presión normal (presión atmosférica). La duración del tratamiento puede variarse dentro de amplios límites y, por regla general, es de 1 a 1 horas, preferentemente de 2 a 6 horas, de forma particularmente preferente de 1 a 5 horas, en particular de 15 a 4 horas.

El gas empleado se puede obtener dosificando una mezcla de los componentes volátiles en vapor de agua a) o b) con agua y el gas inerte directamente en la corriente de gas portador en el condensador posterior en fase sólida o nebulizando una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas inerte mediante ultrasonidos en el intervalo de 25 kHz a 3 MHz, preferentemente de 2 kHz a 3 MHz, de forma particularmente preferente de 4 kHz a 3 MHz o al calentar a una temperatura en el intervalo de 1 a 3 2C, preferentemente de 18 a 25 2C, de forma particularmente preferente de 2 a 24 2C, en particular de 21 a 23 2C y al nebulizar eventualmente mediante ultrasonidos.

El gas se puede alimentar por ejemplo directamente o con ayuda de una corriente portadora de gas inerte en distintos lugares al condensador posterior en fase sólida. En una forma de realización preferente se puede efectuar la introducción en el extremo superior del condensador posterior (aproximadamente 1/3 de longitud de recorrido por debajo de la punta del condensador). Una división de la corriente de gas en dos conducciones de entrada independientes o la dosificación completa del gas en el extremo inferior del condensador posterior en fase sólida asimismo son posibles. En una forma de realización particularmente preferente, con adición de la corriente de aditivo/gas portador en el extremo superior del condensador posterior y el paso asociado a esto del gas sobre la poliamida, preferentemente a través de la poliamida, por ejemplo se puede conseguir en corriente en paralelo. Los aditivos empleados se pueden disolver en agua antes de la introducción en el condensador posterior, encontrándose las concentraciones por regla general entre el ,1 y el 1 % en peso, preferentemente del ,1 al 5 % en peso, de forma particularmente preferente del ,2 al 1 % en peso. A continuación, esta solución se puede mezclar con el gas portador y con el empleo de aditivos volátiles en vapor de agua se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 1 a 3 2C, preferentemente de 18 a 25 2C, de forma particularmente preferente de 2 a 24 2C, en particular de 21 a 23 2C así como, eventualmente, alimentarse después al condensador posterior. En el caso de aditivos no volátiles en vapor de agua se puede preparar asimismo una solución acuosa, nebulizarse la misma a temperatura ambiente y procederse a continuación de forma análoga al caso de aditivos volátiles en vapor de agua.

Se puede añadir el agua

a. a la mezcla de gas inerte y ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco o amina o sus mezclas o

b. al gas inerte o

c. en forma de soluciones acuosas del ácido o del anhídrido o de la lactona o de sus mezclas o amoniaco acuoso

o amina acuosa o sus mezclas.

En la condensación en fase sólida como parte de la preparación de poliamida (descrita a continuación en D), por regla general está presente granulado con un peso aparente de 5 a 9 kg/m3, preferentemente de 6 a 8 kg/m3, de forma particularmente preferente de 7 a 8 kg/m3 o un diámetro de 1 a 4 mm, preferentemente de 1,5 a 3 mm, de forma particularmente preferente de 2 a 2,5 mm.

La poliamida empleada para la condensación en fase sólida se puede preparar del siguiente modo:

A) polimerización en masa fundida (véase también R. Vieweg; A. Müller; Kunststoff-Handbuch volumen VI, Polyamide; C. Hanser Verlag 1966 pág. 19 y siguientes)

Se puede policondensar caprolactama líquida con cantidades reducidas de agua como iniciador de la reacción en un procedimiento de 1 o 2 pasos a temperaturas entre 24 2C y 27 2C sobre la masa fundida. Para esto sirve, por ejemplo, un tubo VK en cuyo extremo se puede enfriar y granular la masa fundida.

B) extracción con agua caliente (véase también R. Vieweg; A. Müller; Kunststoff-Handbuch volumen VI, Polyamide; C. Hanser Verlag 1966 pág. 193 + referencias)

Aquí se puede realizar la retirada del monómero residual y de los oligómeros de la poliamida mediante extracción con agua caliente, por ejemplo, a contracorriente. El granulado de poliamida extraído pero húmedo después se puede

C) secado (véase también R. Vieweg; A. Müller; Kunststoff-Handbuch volumen VI, Polyamide; C. Hanser Verlag 1966 pág. 194 + referencias)

Esta tercera etapa del proceso se puede realizar después de la extracción con agua caliente y comprende el secado del granulado extraído de aproximadamente el 1 % en peso de humedad residual hasta el 1 al 2 % en peso.

D) condensación posterior en fase sólida (referencias análogas)

El granulado extraído y secado previamente se puede ecocer, con exclusión de oxígeno del aire, en un sistema cerrado en estado sólido. La exclusión del oxígeno del aire se realiza habitualmente mediante generación de una atmósfera de gas inerte. Este tratamiento da como producto final una poliamida lista para el procesamiento con un nivel adecuado de viscosidad y una humedad residual muy reducida.

El secado (C) y la condensación posterior en fase sólida (D) se pueden combinar también en una etapa, pudiéndose realizar, por ejemplo, en un tubo empleado para esto, el procedimiento de secado, por regla general, en el tercio superior, la condensación posterior, por regla general, en los dos tercios inferiores de la longitud disponible del tubo con exclusión de oxígeno del aire.

La adición de los aditivos descritos para conseguir la mayor estabilidad al procesamiento se realiza, de acuerdo con la invención, durante la condensación posterior en fase sólida D) o en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la preparación de poliamidas estables al procesamiento, caracterizado porque se trata la poliamida durante la condensación posterior en fase sólida con un gas, el gas portador y agua y

a) ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o

b) amoniaco o amina o sus mezclas

a una temperatura de 13 a 2 2C y una presión de ,1 a 1 MPa (de ,1 a 1 bar), dosificándose el gas empleado que contiene una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador directamente a la corriente de gas portador en el condensador posterior en fase sólida, o nebulizándose una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador mediante ultrasonidos en el intervalo de 25 kHz a 3 MHz o calentándose una mezcla de los componentes a) o b) no volátiles en vapor de agua con agua y el gas portador a una temperatura en el intervalo de 1 a 3 2C.

2. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea del ,1 al 1 % en peso de ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco o amina o sus mezclas en relación con la poliamida.

3. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se añade el agua

a. a la mezcla de gas inerte y ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco o amina o sus mezclas o

b. al gas inerte o

c. en forma de ácido acuoso o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco acuoso o amina o sus mezclas.

4. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se calienta un ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amoniaco o amina o sus mezclas, volátil en vapor de agua, directamente con la mezcla de gas inerte/agua y se conducen al condensador posterior.

5. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se distribuye un ácido o anhídrido o lactona o sus mezclas o amina o sus mezclas, no volátil en vapor de agua, con ayuda de un nebulizador de ultrasonidos en el intervalo de 25 kHz a 3 MHz como gotas finas en agua y esta mezcla se conduce al gas inerte así como, a continuación, al condensador posterior en fase sólida.

6. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el gas contiene del ,1 al 2 % en peso de agua.

7. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como gas inerte se emplea nitrógeno o argón.

8. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como ácido se emplea ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico o sus mezclas.

9. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como ácido se emplea ácido fosfórico o mezclas de ácido fosfórico y ácido fórmico o ácido propiónico.

1. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como ácido se emplea ácido dietilentriaminpenta(metilenfosfónico) (DTPMP) o mezclas de DTPMP con ácido fosfórico y/o ácido fórmico así como ácido propiónico.

11. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como anhídrido se emplea anhídrido de ácido succínico, anhídrido de ácido glutárico, anhídrido de ácido maleico o anhídrido de ácido itálico.

12. Procedimiento para la preparación de poliamida estable al procesamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como lactona se emplea butirolactona, valerolactona y caprolactona.

13. Uso de las poliamidas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 para pellas y granulados que contienen o que están compuestos por poliamida para la producción de láminas, monofilamentos o fibras.