Uso de líquidos iónicos con un contenido de polímeros iónicos.

Procedimiento para el ajuste de la viscosidad de una sal con un punto de fusión inferior a 100 ºC a presión normal

(denominada de manera abreviada líquido iónico), caracterizado por que al líquido iónico se añade un compuesto oligomérico o polimérico, que tiene un contenido de al menos 0,01 mol de grupos ácido unidos covalentemente/100 g de compuesto, en el que al menos el 1 % de los grupos ácido se encuentra como sal con un catión orgánico que contiene al menos un heteroátomo, seleccionado de nitrógeno, oxígeno, azufre o fósforo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/062431.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: ALEMANY,AURELIE, GERHARD,DIRK, URTEL,BOLETTE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Transferencia de calor, materiales intercambiadores... > C09K5/04 (siendo el cambio de estado de líquido a vapor o viceversa )

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Fragmento de la descripción:

Uso de lïquidos iïnicos con un contenido de polïmeros iïnicos La presente invenciïn se refiere a un procedimiento para el ajuste de la viscosidad de una sal con un punto de fusiïn inferior a 100 ïC a presiïn normal (denominada de manera abreviada lïquido iïnico) , que estï caracterizado porque al lïquido iïnico se aïade un compuesto oligomïrico o polimïrico, que tiene un contenido de al menos 0, 01 mol de grupos ïcido unidos covalentemente/100 g de compuesto, en el que al menos el 1 % de los grupos ïcido se encuentra como sal con un catiïn orgïnico que contiene al menos un heteroïtomo, seleccionado de nitrïgeno, oxïgeno, azufre o fïsforo.

Los lïquidos iïnicos son de gran interïs para las mïs diversas aplicaciones tïcnicas. Ademïs de las aplicaciones como disolvente o electrolito se tienen en consideraciïn aplicaciones como lubricante, lïquido hidrïulico o lïquido funcional, como portador de calor, para el transporte de calor o como lïquido de obturaciïn o bloqueo.

La aplicaciïn de lïquidos iïnicos como medio de absorciïn en bombas de calor, es decir como lïquido funcional, se conoce por ejemplo por el documento WO 2005/113702. Los usos de lïquidos iïnicos como lïquido hidrïulico, lubricante, lïquido funcional, lïquido de obturaciïn o bloqueo se mencionan por ejemplo tambiïn en el documento WO 2006/087333. Por la solicitud EP 09169389.5 (PF 62527) anterior, no publicada previamente se describe entre otras cosas tambiïn el uso de compuestos iïnicos para el ajuste de la viscosidad de lïquidos iïnicos.

En los usos mencionados anteriormente, los lïquidos iïnicos adecuados deben satisfacer una multiplicidad de propiedades necesarias. Una propiedad esencial en todas estas aplicaciones es la viscosidad. Con frecuencia se satisfacen muchas, sin embargo no todas las propiedades necesarias por un lïquido iïnico seleccionado. Las demïs propiedades no satisfechas deben adaptarse, cuando sea posible, de manera correspondiente.

Asï, por ejemplo para un uso deseado, la viscosidad del lïquido iïnico por lo demïs adecuado puede ser no suficientemente alta.

Con frecuencia es tambiïn indeseado cuando la viscosidad de un lïquido iïnico seleccionado tiene una dependencia de la temperatura demasiado fuerte en el intervalo de temperatura de la respectiva aplicaciïn.

Por tanto son deseables posibilidades de ajustar la viscosidad de un lïquido iïnico discrecional de manera sencilla, en particular de elevar la viscosidad y/o de reducir su dependencia de la temperatura. Los aditivos usados para ello deben ser muy solubles en el lïquido iïnico y dar como resultado composiciones homogïneas.

De acuerdo con esto se encontrï el procedimiento definido anteriormente. Se encontraron tambiïn usos de composiciones que contienen lïquidos iïnicos y compuestos oligomïricos o polimïricos.

Con respecto al lïquido iïnico Es objetivo del procedimiento de acuerdo con la invenciïn el ajuste de la viscosidad de un lïquido iïnico mediante adiciïn de un compuesto.

En el caso del lïquido iïnico se trata de una sal con un punto de fusiïn inferior a 100 ïC a 100 kPa.

Preferentemente, el lïquido iïnico tiene un punto de fusiïn inferior a 70 ïC y de manera especialmente preferente inferior a 30 ïC.

En una forma de realizaciïn especialmente preferente, el lïquido iïnico es fluido en condiciones normales (100 kPa, 21 ïC) .

El lïquido iïnico es una sal y por tanto estï compuesto de al menos un catiïn y al menos un aniïn.

Los lïquidos iïnicos preferentes contienen al menos un compuesto orgïnico como catiïn, de manera muy especialmente preferente contienen exclusivamente compuestos orgïnicos como cationes.

Los cationes orgïnicos adecuados son en particular compuestos orgïnicos con heteroïtomos, tales como nitrïgeno, azufre, oxïgeno o fïsforo, de manera especialmente preferente se trata de compuestos orgïnicos con un grupo catiïnico seleccionado de un grupo amonio, de un grupo oxonio, de un grupo sulfonio o de un grupo fosfonio.

En una forma de realizaciïn especial, en el caso de los lïquidos iïnicos se trata de sales con cationes amonio, por lo que se entiende en el presente documento compuesto no aromïticos con carga positiva localizada en el ïtomo de nitrïgeno, por ejemplo compuestos con nitrïgeno con cuatro enlaces (compuestos de amonio cuaternario) o tambiïn compuestos con nitrïgeno con tres enlaces, siendo un enlace un doble enlace, o compuestos aromïticos con carga positiva deslocalizada y al menos uno, preferentemente uno o dos ïtomos de nitrïgeno en el sistema de anillo.

Los cationes orgïnicos especialmente preferentes son cationes de amonio cuaternario con preferentemente tres o cuatro sustituyentes alifïticos, de manera especialmente preferente grupos alquilo C1 a C12, en el ïtomo de

nitrïgeno.

Se prefieren especialmente tambiïn cationes orgïnicos que contienen un sistema de anillo heterocïclico con uno o dos ïtomos de nitrïgeno como parte constituyente del sistema de anillo. Se tienen en consideraciïn sistemas de anillo monocïclicos, bicïclicos, aromïticos o no aromïticos. Se mencionan por ejemplo sistemas bicïclicos, tal como se describen en el documento WO 2008/043837. En el caso de los sistemas bicïclicos del documento WO 2008/043837 se trata de derivados de diazabiciclo, preferentemente de un anillo de 7 miembros y un anillo de 6 miembros, que contienen un grupo amidinio; se menciona en particular el catiïn 1, 8-diazabiciclo (5.4.0) undec-7-enio.

Los cationes orgïnicos muy especialmente preferentes contienen un sistema de anillo heterocïclico, preferentemente un sistema de anillo heterocïclico de cinco o seis miembros, con uno o dos ïtomos de nitrïgeno como parte constituyente del sistema de anillo heterocïclico.

Como cationes se tienen en consideraciïn por ejemplo cationes piridinio, cationes piridazinio, cationes pirimidinio, cationes pirazinio, cationes imidazolio, cationes pirazolio, cationes pirazolinio, cationes imidazolinio, cationes tiazolio, cationes triazolio, cationes pirrolidinio y cationes imidazolidinio. Estos cationes se han mencionado por ejemplo en el documento WO 2005/113702. En tanto que sea necesario para una carga positiva en el ïtomo de nitrïgeno o en el sistema de anillo aromïtico, estïn sustituidos los ïtomos de nitrïgeno respectivamente por un ïtomo de H o preferentemente un grupo orgïnico con en general no mïs de 20 ïtomos de C, preferentemente un grupo hidrocarburo, en particular un grupo alquilo C1 a C16, en particular uno C1 a C10, de manera especialmente preferente un grupo alquilo C1 a C4.

Tambiïn los ïtomos de carbono del sistema de anillo pueden estar sustituidos por grupos orgïnicos con en general no mïs de 20 ïtomos de C, preferentemente un grupo hidrocarburo, en particular un grupo alquilo C1 a C16, en particular uno C1 a C10, de manera especialmente preferente un grupo alquilo C1 a C4.

Los cationes amonio especialmente preferentes son cationes amonio cuaternario, cationes imidazolio, cationes pirimidinio y cationes pirazolio.

Se prefieren muy especialmente cationes imidazolio, en particular cationes imidazolio de fïrmula I

en la que R1 y R3 independientemente entre sï representan un ïtomo de H o un grupo orgïnico con 1 a 20 ïtomos de C, R2, R4 y R5 independientemente entre sï representan un ïtomo de H o representan un grupo orgïnico con 1 a 20 ïtomos de C.

R1 a R5 tienen los significados preferentes tal como se indican mïs abajo con respecto a la fïrmula II. En el caso del aniïn puede tratarse de un aniïn orgïnico o inorgïnico. Como aniïn se tienen en consideraciïn en particular aquïllos del grupo de los haluros y compuestos que contienen halïgeno de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para el ajuste de la viscosidad de una sal con un punto de fusiïn inferior a 100 ïC a presiïn normal (denominada de manera abreviada lïquido iïnico) , caracterizado por que al lïquido iïnico se aïade un compuesto oligomïrico o polimïrico, que tiene un contenido de al menos 0, 01 mol de grupos ïcido unidos covalentemente/100 g de compuesto, en el que al menos el 1 % de los grupos ïcido se encuentra como sal con un catiïn orgïnico que contiene al menos un heteroïtomo, seleccionado de nitrïgeno, oxïgeno, azufre o fïsforo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, caracterizado por que en el caso del lïquido iïnico se trata de una sal con un catiïn orgïnico heterocïclico con uno o dos ïtomos de nitrïgeno como parte constituyente del sistema de anillo heterocïclico.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que en el caso del lïquido iïnico se trata de una sal con un catiïn imidazolio.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el compuesto aïadido contiene en promedio al menos 4 grupos ïcido en la molïcula.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el contenido de los grupos ïcido y de los grupos sal derivados de los mismos asciende al menos a 0, 1 mol/100 g de compuesto.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que en el caso de los grupos ïcido se trata de grupos ïcido carboxïlico o ïcido sulfïnico y de manera correspondiente en el caso de los grupos sal derivados de los mismos se trata de grupos carboxilato o sulfonato.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que en el caso del compuesto se trata de poli (ïcido (met) acrïlico) o un copolïmero de ïcido (met) acrïlico, que estï compuesto en al menos el 10 % en peso de ïcido (met) acrïlico, en el que al menos el 1 % de los grupos ïcido se encuentra como grupos carboxilato con el catiïn orgïnico.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que en el caso del compuesto se trata de poli (ïcido estirenosulfïnico) , poli (ïcido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfïnico) , un copolïmero de ïcido estirenosulfïnico, que estï compuesto en al menos el 10 % en peso de ïcido estirenosulfïnico, o un copolïmero de ïcido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfïnico, que estï compuesto en al menos el 10 % en peso de ïcido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfïnico, en el que al menos el 1 % de los grupos ïcido se encuentra como grupos sulfonato con el catiïn orgïnico.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que en el caso de los correspondientes cationes se trata de cationes con un sistema de anillo heterocïclico.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que en el caso de los correspondientes cationes se trata de cationes que contienen un sistema de anillo heterocïclico con al menos un ïtomo de nitrïgeno.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que en el caso de los correspondientes cationes se trata de cationes que se seleccionan de cationes piridinio, cationes piridazinio, cationes pirimidinio, cationes pirazinio, cationes imidazolio, cationes pirazolio, cationes pirazolinio, cationes imidazolinio, cationes tiazolio, cationes triazolio, cationes pirrolidinio y cationes imidazolidinio.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que en el caso de los cationes se trata de cationes imidazolio de fïrmula I,

en la que R1 y R3 independientemente entre sï representan un ïtomo de H o un grupo orgïnico con 1 a 20 ïtomos de C, R2, R4 y R5 independientemente entre sï representan un ïtomo de H o representan un grupo orgïnico con 1 a 20 ïtomos de C.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el catiïn del lïquido iïnico es idïntico al catiïn orgïnico del compuesto aïadido.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el compuesto puede mezclarse de manera homogïnea a 21 ïC (100 kPa) con agua o tienen a 21 ïC (100 kPa) en agua una solubilidad de al menos 20 g de compuesto en 100 g de agua.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el compuesto se 5 aïade en una cantidad de 0, 1 a 30 partes en peso con respecto a 100 partes en peso de lïquido iïnico.

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado por que al lïquido iïnico se aïade adicionalmente un disolvente que puede mezclarse de manera homogïnea con el lïquido iïnico a 21 ïC (100 kPa) y tiene una constante dielïctrica superior a 7, 5.

17. Uso de la composiciïn que contiene un lïquido iïnico y un compuesto oligomïrico o polimïrico, que tiene un

contenido de al menos 0, 01 mol de grupos ïcido unidos covalentemente/100 g de compuesto, en el que al menos el 1 % de los grupos ïcido se encuentra como sal con un catiïn orgïnico que contiene al menos un heteroïtomo, seleccionado de nitrïgeno, oxïgeno, azufre o fïsforo, como lubricante, lïquido hidrïulico, lïquido funcional, como portador de calor, para el transporte de calor o como lïquido de obturaciïn o bloqueo.