INHIBICION DE IMPUREZAS CATALITICAMENTE ACTIVAS EN POLICARBONATO SEGUN EL PROCEDIMIENTO DE TRANSESTERIFICACION EN MASA FUNDIDA.
a) de fórmula (I)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05013186.
Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: KASTANIENSTRASSE 7,47829 KREFELD.
Inventor/es: HEUER, HELMUT-WERNER, DR., BUNZEL, LOTHAR, MOTHRATH,MELANIE, SIMON,LYDIA, BUTS,MARC, SNOBL,PETER, PFINGST,THOMAS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 18 de Junio de 2005.
Fecha Concesión Europea: 24 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08G64/30F
- C08G64/40D
Clasificación PCT:
- C08G64/30 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 64/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que crean un enlace éster carbónico en la cadena principal de la macromolécula (policarbonato-amidas C08G 69/44; policarbonato-imidas C08G 73/16). › utilizando carbonatos.
- C08G64/40 C08G 64/00 […] › Tratamiento de pospolimerización.
Clasificación antigua:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Inhibición de impurezas catalíticamente activas en policarbonato según el procedimiento de transesterificación en masa fundida.
El objeto de esta invención es un procedimiento para la preparación de policarbonato añadiendo ésteres de ácidos orgánicos que contienen azufre entre reactores de viscosidad media y alta, así como el uso de estos ésteres para inhibir impurezas catalíticamente activas durante la preparación de policarbonato según el procedimiento de transesterificación en masa fundida.
Los procedimientos de preparación de policarbonato son conocidos en la bibliografía y se describen en muchas solicitudes:
Para la preparación de policarbonatos según el procedimiento de interfase o de transesterificación en masa fundida se remite a modo de ejemplo a "Schnell", Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, vol. 9, Interscience Publishers, Nueva York, Londres, Sidney 1964, pág. 33 y siguientes y a Polymer Reviews, volumen 10, "Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, Nueva York 1965, cap. VIII, pág. 325.
Los policarbonatos en masa fundida pueden contener después de la preparación impurezas básicas catalíticamente activas. Éstas pueden deberse, por una parte, a impurezas insignificantes no separadas de las sustancias de partida, a restos básicos no separados de catalizadores térmicamente descomponibles o a sales de catalizadores básicas estables no separadas. Por catalizadores térmicamente descomponibles debe entenderse, por ejemplo, las llamadas sales de onio. Por catalizadores térmicamente estables debe entenderse, por ejemplo, sales alcalinas o alcalinotérreas. Estas sustancias básicas en el policarbonato son poco deseadas en gran cantidad ya que mantienen una actividad catalítica del material.
Así, en la mezcla de aditivos en la masa fundida de policarbonatos, las sustancias básicas pueden mantener reacciones químicas de los aditivos como, por ejemplo, la incorporación en la cadena polimérica, así como la degradación de aditivos que influyen negativamente la eficacia de los aditivos. La reducción térmica habitual en tipos de policarbonato en masa fundida ópticos de monómeros residuales con peso molecular constante tampoco se produce en presencia de impurezas básicas catalíticamente activas (véase el documento WO 051 054 335). Los compuestos catalíticamente activos en el policarbonato conducen además a reacciones de degradación del policarbonato en las etapas de procesamiento térmico habituales como, por ejemplo, moldeo por inyección.
Por este motivo, normalmente se añaden inhibidores a los policarbonatos. Por inhibidores se entiende todos los compuestos que inhiben decisivamente la cinética de reacciones químicas de manera que se prevengan cambios que reducen la calidad en polímeros.
En la bibliografía se conoce la desactivación de impurezas básicas catalíticamente activas en policarbonato en masa fundida con ayuda de compuestos ácidos y sus ésteres. A este respecto es extraordinariamente importante que los inhibidores utilizados no formen ácidos libres en exceso ya que éstos también mantienen reacciones químicas de polímeros, por ejemplo, con los aditivos.
Schnell y col. ya describen en el documento DE-A 1 031 512 la neutralización de catalizadores básicos mediante la adición de componentes ácidos. Allí también se menciona que el ácido utilizado en exceso puede eliminarse después de la neutralización mediante aplicación de vacío.
En el documento EP-A 435 124 se describe la desactivación de catalizadores alcalinos en policarbonato en masa fundida mediante la adición de un ácido o de un éster de ácido sencillo de un ácido que contiene un átomo de azufre. Aquí, el ácido en exceso se neutraliza de nuevo antes de una reducción de monómeros residuales a vacío mediante la adición de epóxidos. Como componentes ácidos se exponen, por ejemplo, ácido fosfórico, ácido toluenosulfónico, tosilato de metilo y tosilato de etilo.
El documento DE-A 4 438 545 describe la mezcla de un policarbonato en masa fundida con un componente ácido o su éster que tiene un valor de pKa < 5 para la neutralización del catalizador de transesterificación básico antes de la reducción de los monómeros residuales a vacío. Como componentes ácidos se describen, por ejemplo, ácido fosfórico, ácido toluenosulfónico y ésteres correspondientes.
En el documento WO 0007799, antes de la reducción de monómeros residuales de un policarbonato en masa fundida a vacío, los catalizadores alcalinos se inhiben mediante la adición de sales de onio como sales de tetraalquilfosfonio y tetraalquilamonio, de ácido dodecilbencenosulfónico.
Por el documento WO 02 46272 se conoce el uso de una combinación de inactivadores que contienen S con ácido fosfórico y agua y monoestearato de glicerol (GMS) para policarbonato en masa fundida. Así, con la adición exactamente ajustada pueden eliminarse los monómeros residuales y el GMS puede añadirse como agente de desmoldeo sin reacción secundaria no deseada. Entre los inactivadores activos descritos se encuentran ésteres de ácido alquil-bencenosulfónico o toluenosulfónico sencillos, así como sales de fosfonio y amonio de ácidos bencenosulfónicos p-sustituidos. Preferiblemente se utiliza tosilato de butilo.
En muchos de los desactivadores descritos, especialmente en los ácidos libres y los ésteres fácilmente disociables, han resultado desventajosas sus propiedades corrosivas a altas temperaturas y concentración como pueden aparecer, por ejemplo, con una dosificación industrial de inhibidores. Es de gran ventaja utilizar inhibidores que no afecten los materiales de los aparatos para evitar partículas, cationes metálicos y deficiencias en términos de seguridad. Además, la mayor parte de los inactivadores descritos son volátiles en las condiciones normalmente usadas en las unidades para la eliminación de monómeros residuales en el policarbonato en masa fundida y en la dosificación en la corriente de masa fundida de policarbonato en masa fundida. Si los monómeros residuales se eliminan a tiempos de permanencia más largos a elevadas temperaturas y a vacío (como se describe en el documento WO 051 054 335), entonces puede perderse una gran parte de inactivadores y, por tanto, se reduce fuertemente la eficiencia de los inactivadores. La dosificación indispensablemente constante y limpia de los inactivadores en un mezclado continuo en la corriente de masa fundida también se dificulta fuertemente por una elevada volatilidad. Además, los componentes añadidos como, por ejemplo, ácido fosfórico pueden separarse del policarbonato en la etapa de desgasificación posterior con los otros constituyentes volátiles, enriquecerse en la planta y conducir a daños en la planta debido a la corrosión. Si los componentes separados, incluidos los componentes que inhiben la actividad del catalizador, se recirculan de nuevo al circuito de la planta, entonces son de esperar además efectos desventajosos sobre la realización de la reacción. Por tanto, al proceso de preparación del policarbonato puede recircularse un inactivador de catalizador y de esta manera se inhibe el progreso de la reacción. También pueden aparecer daños por corrosión en el sistema de evaporación en el que se procesan los compuestos disociados.
Aunque las sales de onio cuaternarias de ácidos bencenosulfónicos para-sustituidos como se describen en el documento WO 00 07799 son menos volátiles, sin embargo presentan una desventaja evidente debida a una baja solubilidad en los disolventes preferiblemente usados. Así, según el documento WO 00 07799, para la dosificación deben dispersarse costosamente en agua. Una dosificación continuamente constante de una suspensión en cantidades extraordinariamente pequeñas se considera técnicamente difícil. Por disolventes preferiblemente usados se entiende agua y los disolventes inherentes al procedimiento como fenol.
Otra desventaja de muchos inactivadores de ácidos es que generan muy rápidamente grandes cantidades de ácidos libres. Un exceso de ácido libre cataliza, por ejemplo, reacciones de policarbonatos con aditivos o incluso promueve reacciones inversas del policarbonato con fenol con la liberación de carbonato de difenilo. Por el contrario, se desean absolutamente pequeñas cantidades de ácidos unidos a ésteres en exceso que liberan el ácido libre muy lentamente con carga térmica en un procesamiento posterior del policarbonato inactivado. Aumentan la capacidad de carga térmica del policarbonato.
Por tanto, a partir del estado...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la preparación de policarbonato, caracterizado porque se añaden ésteres de ácidos orgánicos que contienen azufre seleccionados de al menos un compuesto
a) de fórmula (I)
en la que
en el que
b) de fórmula (IV)
en la que
c) de fórmula (V), (VI), (VIIa), (VIIb), (Ib), (IVb)
en las que
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el policarbonato se prepara según el procedimiento de transesterificación en masa fundida.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los ésteres de ácidos orgánicos que contienen azufre se añaden en una cantidad positiva de hasta 100 ppm referida al peso del policarbonato.
4. Uso de ésteres de ácidos orgánicos que contienen azufre según la reivindicación 1 para inhibir impurezas catalíticamente activas en la preparación de policarbonato según el procedimiento de transesterificación en masa fundida.
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