Proceso para preparación de poliésteres insaturados.

Proceso para preparación de una resina poliéster insaturada que comprende unidades éster itaconato como insaturaciones reactivas

, en donde el proceso comprende hacer reaccionar al menos ácido itacónico y/o anhídrido itacónico y al menos un diol en presencia de benzoquinona y/o benzoquinona alquil-sustituida, en donde la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida es al menos 200 ppm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/053853.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: JANSEN, JOHAN, FRANZ, GRADUS, ANTONIUS, SZKUDLAREK,MARIAN HENRYK, DUYVESTIJN,STEFANUS JACOBUS.

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 polimerización... > C08F283/01 (sobre poliésteres insaturados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS,... > Composiciones de revestimiento a base de poliésteres... > C09D167/06 (Poliésteres insaturados con insaturaciones carbono-carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G63/52 (Acidos policarboxílicos o compuestos polihidroxi en los que al menos uno de los dos componentes contienen insaturación alifática)

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Fragmento de la descripción:

Proceso para preparación de poliésteres insaturados.

La presente invención se refiere a un proceso para preparación de resina poliéster insaturada, adecuada para ser utilizada en la fabricación de piezas estructurales, que comprenden unidades éster itaconato como insaturaciones 5 reactivas en la resina.

Las composiciones de resina poliéster insaturada aplicadas actualmente para la obtención de piezas estructurales contienen a menudo cantidades considerables de estireno como diluyente reactivo copolimerizable. Como resultado de la presencia de estireno, el estireno puede escapar durante la preparación y el curado, pero también incluso durante el uso a largo plazo de las mismas, y causa un olor indeseable, y posiblemente incluso también efectos 10 tóxicos. Por tanto existe un deseo de reducir la emisión de estireno. Debido al hecho de que la fibra poliéster insaturada es sólo copolimerizable, la cantidad de estireno en las resinas que contienen estireno no puede reducirse más sin afectar desfavorablemente a las propiedades de los materiales compuestos curados. Por consiguiente existe necesidad de resinas poliéster insaturadas homopolimerizables. Como se utiliza en esta memoria, una resina poliéster insaturada que comprende unidades éster itaconato como insaturaciones reactivas se considera homopolimerizable en el caso de que al menos 25% en peso de los unidades estructurales de ácidos dicarboxílicos insaturados son susceptibles de homopolimerización, es decir son unidades estructurales de ácido itacónico.

No obstante, se ha encontrado que las resinas poliéster insaturadas homopolimerizables tienden a gelificarse (es decir polimerizarse) durante su preparación, en particular cuando se aplica el procedimiento de síntesis estándar UP en el cual todas las materias primas para la resina se mezclan y se condensan a temperaturas superiores.

Para los poliésteres insaturados a utilizar en la fabricación de piezas estructurales, los poliésteres insaturados tienen que ser susceptibles de polimerizarse por radicales libres (es decir curarse) después de haber diluido la resina con un diluyente reactivo. Esto significa que la gelificación durante la preparación de la resina poliéster insaturada tiene que evitarse.

WO-A-9727253 describe la síntesis de resinas de recubrimiento en polvo de base itacónica. En esta publicación no se aplica el procedimiento de síntesis UP estándar, en el cual la totalidad de las materias primas para la resina se mezclan y se condensan a temperaturas superiores. Los poliésteres insaturados homopolimerizables de base itacónica se han preparado por utilización del método de prepolímero, en el cual un polímero u oligómero con funcionalidad hidroxilo se modifica en el segundo paso con ácido itacónico y se condensa hasta índices de acidez bajos, o por utilización del método del anhídrido, en el cual los polímeros con funcionalidad hidroxilo se modifican con anhídrido itacónico, dando como resultado resinas de índice de acidez alto.

FR-A-1.295.841 da a conocer la preparación de poliésteres insaturados que comprenden unidades éster itaconato como insaturaciones reactivas aplicando el procedimiento estándar de síntesis de poliésteres insaturados en presencia de hidroquinona. Una de las desventajas de la utilización de hidroquinona es que la misma puede influir en la velocidad de curado de la resina. Es bien sabido que los inhibidores pueden tener influencia sobre las 35 características de curado de la resina. Por tanto, se desea disponer de un inhibidor alternativo que pueda aplicarse para preparación de la resina. Adicionalmente, los inhibidores utilizados en la síntesis de resina pueden tener un impacto negativo sobre las propiedades mecánicas de la resina curada. Teniendo en cuenta esto, se desea también disponer de un inhibidor alternativo que pueda aplicarse para preparación de la resina. Por tanto, existe un gran deseo de tener inhibidores alternativos que puedan utilizarse para preparación de poliésteres insaturados con unidades éster itaconato.

El objeto de la presente invención es proporcionar un inhibidor alternativo que puede aplicarse en el procedimiento estándar de síntesis de poliésteres insaturados para preparación de poliésteres insaturados que comprenden unidades éster itaconato como insaturaciones reactivas, por el cual las viscosidades de las resinas preparadas son similares o incluso menores y las propiedades mecánicas de las resinas curadas son similares o incluso mejores.

Este objeto se ha conseguido sorprendentemente en el sentido de que el proceso comprende hacer reaccionar al menos ácido itacónico y/o anhídrido itacónico y al menos un diol en presencia de benzoquinona y/o benzoquinona alquil-sustituida, en cuyo caso la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida es al menos 200 ppm (con relación a la cantidad total de materias primas utilizadas para preparar el poliéster insaturado) .

Esto es muy sorprendente, dado que la aplicación de 100 ppm de benzoquinona o benzoquinona alquil-sustituida da 50 como resultado gelificación de la resina, mientras que cuando se aplican 100 ppm de hidroquinona no se produce gelificación.

Una ventaja adicional del proceso de la presente invención es que las propiedades mecánicas de un objeto curado basado en una resina preparada con el proceso conforme a la invención pueden mejorarse, en particular la HDT.

El proceso de la presente invención comprende preferiblemente:

(i) cargar el reactor con ácido itacónico y/o anhídrido itacónico, y opcionalmente otros ácido dicarboxílicos, al menos un diol y un inhibidor,

(ii) calentar a una temperatura de 180 a 200º C, hasta que el índice de acidez es inferior a 60,

(iii) enfriar la resina, preferiblemente a un valor de 20 a 120º C, y

(iv) opcionalmente, diluir la resina con diluyente reactivo,

(v) en donde el inhibidor es benzoquinona y/o benzoquinona alquil-sustituida y en donde la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida es al menos 200 ppm. Como se utiliza en esta memoria, al menos significa mayor que o igual a.

Preferiblemente, la cantidad total de inhibidor de benzoquinona y benzoquinona alquilsustituida es al menos 300

ppm, siendo más preferiblemente la cantidad de benzoquinona y benzoquinona alquilsustituida al menos 400 ppm. El proceso puede efectuarse en presencia de un inhibidor adicional. El proceso de la presente invención se efectúa preferiblemente en presencia de como máximo 2000 ppm, más preferiblemente como máximo 750 ppm de inhibidor.

En una realización preferida, el proceso se efectúa en presencia de benzoquinona alquil-sustituida, dado que esto puede dar como resultado, comparado con el uso de benzoquinona, una viscosidad menor de la resina preparada.

En otra realización preferida, el proceso se efectúa en presencia de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida. En esta realización preferida, el proceso se efectúa preferiblemente en presencia de al menos 200 ppm de benzoquinona alquil-sustituida y en presencia de al menos 200 ppm de benzoquinona. Se ha encontrado que la utilización de la combinación de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida tiene un efecto sinérgico sobre la disminución de la viscosidad de la resina preparada, en tanto que se mantiene la estabilidad térmica de la resina curada.

Ejemplos no limitantes de benzoquinona alquil-sustituida son 2-metil-benzoquinona, 2, 3-dimetil-benzoquinona, 2, 5dimetil-benzoquinona, 2, 6-dimetil-benzoquinona, trimetil-benzoquinona, tetrametil-benzoquinona, 2-terc-butilbenzoquinona, 2-terc-butil-6-metil-benzoquinona. Una benzoquinona alquil-sustituida preferida es 2-metilbenzoquinona.

El poliéster insaturado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para preparación de una resina poliéster insaturada que comprende unidades éster itaconato como insaturaciones reactivas, en donde el proceso comprende hacer reaccionar al menos ácido itacónico y/o anhídrido itacónico y al menos un diol en presencia de benzoquinona y/o benzoquinona alquil-sustituida, en donde la cantidad

total de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida es al menos 200 ppm.

2. Proceso conforme a la reivindicación 1 en donde la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquilsustituida es al menos 300 ppm.

3. Proceso conforme a la reivindicación 1, en donde la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquilsustituida es al menos 400 ppm.

4. Proceso conforme a la reivindicación 1, en donde el proceso se efectúa en presencia de benzoquinona alquilsustituida.

5. Proceso conforme a la reivindicación 1, en donde el proceso se efectúa en presencia de benzoquinona alquilsustituida y benzoquinona.

6. Proceso conforme a la reivindicación 5, en donde el proceso se efectúa en presencia de al menos 200 ppm 15 de benzoquinona alquil-sustituida y al menos 200 ppm de benzoquinona.

7. Proceso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde la benzoquinona alquil-sustituida es 2-metil-benzoquinona.

8. Proceso conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde el proceso comprende adicionalmente el paso de dilución de la resina con diluyente reactivo.

9. Proceso conforme a la reivindicación 8, en donde la resina se diluye en estireno, itaconato de dimetilo y/o un metacrilato.

10. Composición de resina que comprende una resina poliéster insaturada que comprende unidades éster itaconato y benzoquinona y/o benzoquinona alquil-sustituida.

11. Proceso conforme a la reivindicación 10, en donde la composición de resina comprende benzoquinona y

benzoquinona alquil-sustituida, en donde la cantidad total de benzoquinona y benzoquinona alquil-sustituida es al menos 200 ppm.

12. Composición de resina conforme a la reivindicación 10 ó 11, en donde la benzoquinona alquil-sustituida es 2metil-benzoquinona.

13. Composición de resina conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en donde la composición 30 comprende adicionalmente un diluyente reactivo.

14. Objeto curado o pieza estructural obtenida a partir de una composición de resina conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 10-13 por curado con un iniciador.

15. Objeto curado o pieza estructural obtenida conforme a la reivindicación 14, en donde el iniciador comprende un peróxido.

16. Uso del objeto curado o pieza estructural de la reivindicación 14 ó 15 en piezas de automóviles, barcos, anclaje químico, techos, construcción, envases, revestimientos, tuberías, tanques, suelos o aspas de molinos eólicos.

17. Composición de recubrimiento de polvo que comprende una composición de resina poliéster insaturada conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 10-13.