Un procedimiento para reducir la auto-adhesividad de los gránulos de tereftalato de politrimetileno que comprende:

a) introducir gránulos de tereftalato de politrimetileno que tienen una viscosidad intrínseca de al menos 0,4 dl/g en un tubo que contiene un líquido que se mueve a través del tubo, causando de este modo que los gránulos se muevan a través del tubo con el líquido; en el que la proporción del peso del líquido con el del gránulo es superior a 6,67:1 y en el que la velocidad de flujo del líquido en el conducto es suficiente para prevenir que los gránulos se asienten; b) ajustar la temperatura de los gránulos y el líquido a una temperatura de 50 a 95 ºC durante un tiempo suficiente para inducir un grado de cristalinidad de al menos 35 % en los gránulos; c) separar los gránulos del líquido; d) dirigir los gránulos separados al clasificador; e) retirar los finos de los gránulos, el polvo, y los gránulos demasiado pequeños pasando los gránulos a través de un tamiz en el clasificador; f) pasar los gránulos a través de una sección con placa de porción en el clasificador donde el aire fluye a través para enfriar los gránulos; g) pasar los gránulos a través de una placa perforada en el clasificador que retiene los gránulos demasiado grandes; y h) extraer los gránulos del clasificador

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la preparación de poliésteres basados en 1,3-propanodiol tales como tereftalato de politrimetileno (de aquí en adelante PTT). Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para conseguir un grado de cristalización de PPT que prevendrá el bloqueo y la aglomeración de gránulos. En un aspecto, la invención se refiere a un procedimiento que puede realizarse de una manera continua, así como en lotes.

Antecedentes de la invención

El tereftalato de politrimetileno es un poliéster útil en aplicaciones de fibra en las industrias de alfombras y textiles. La fabricación de tereftalato de politrimetileno implica la polimerización por condensación de 1,3-propanodiol y ácido tereftálico a un polímero que tiene una viscosidad intrínseca (de aquí en adelante referida como VI) de aproximadamente 0,4 a 1,0 dl/g. El polímero fundido se descarga del reactor de fundición y se extrude a través de un troquel de extrusión en filamentos. Los filamentos se enfrían en agua fría y se cortan en gránulos para su almacenaje o transporte.

Se ha descubierto que los gránulos de tereftalato de politrimetileno tienden a adherirse unos a otros, o a bloquearse, durante el almacenaje o transporte a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea Tg del polímero (aproximadamente 45 ºC), cuya temperatura puede alcanzarse fácilmente durante el almacenaje en un silo, autorriel

o tolva. La aglomeración de los gránulos también puede producirse durante el secado.

El documento WO 00/68294 desvela la cristalización de PTT en agua caliente.

Breve sumario de la invención

De acuerdo con lo anterior, la presente invención es un procedimiento continuo como el reivindicado para cristalizar gránulos de tereftalato de politrimetileno con el fin de prevenir su bloqueo que comprende:

a) tener una viscosidad intrínseca de al menos 0,4 dl/g en un conducto que contiene un líquido que se mueve a través del conducto, provocando de este modo que los gránulos se muevan a través del conducto con el líquido; b) ajustar la temperatura de los gránulos y el líquido a una temperatura de 50 a 95 ºC durante un tiempo suficiente para inducir un grado de cristalinidad de al menos 35 % en los gránulos; y c) separar los gránulos del líquido.

El procedimiento se realiza preferentemente en un aparato de suspensión continua de gránulos líquidos que comprende, por ejemplo, un tubo para cristalización en agua caliente (CAC), a una velocidad de flujo suficiente para retrasar el asentamiento de gránulos. Las propiedades deseadas de los gránulos se consiguen generalmente en un tiempo de permanencia en el conducto dentro del intervalo de 3 segundos a 5 minutos. La proporción del peso del líquido con los gránulos es desde 6,67:1 a 200:1, más preferentemente de 10:1 a 100:1.

En un aspecto de la práctica de la invención, los gránulos cristalizados se enfrían a temperatura inferior a su temperatura de transición vítrea durante la clasificación para extraer los finos y los gránulos demasiado grandes. El clasificador-enfriador combinado incluye un tamiz para extraer los finos de los gránulos, el polvo y los gránulos demasiado pequeños, una sección con placa de porción que tiene aire fluyendo a través de ella, preferentemente desde abajo, para enfriar los gránulos, y una placa perforada a través de la cual los gránulos del tamaño adecuado pasarán y que retendrá los gránulos demasiado grandes.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es un diagrama esquemático del flujo del procedimiento de una unidad de cristalización en agua caliente (CAC). La Figura 2 es un diagrama de bloques de la sección combinada de clasificación y enfriamiento.

Descripción detallada de la invención

La invención implica la preparación de gránulos de tereftalato de politrimetileno que se caracteriza por una mejor estabilidad frente al bloqueo a elevadas temperaturas. El procedimiento de la invención supera el problema de los gránulos de tereftalato de politrimetileno que se adhieren unos a otros durante el almacenaje o transporte a temperaturas cálidas, y permite el secado de los gránulos en una secadora del tipo tolva antes del procedimiento de fundición o la polimerización en estado sólido. El procedimiento también ayuda a reducir los finos, que pueden generarse en la fabricación y el procesamiento de tereftalato de politrimetileno. Los gránulos de tereftalato de politrimetileno resultantes parcialmente cristalizados pueden hilarse en fibras o transformase en una película o crear termoplásticos.

En general, el tereftalato de politrimetileno se prepara haciendo reaccionar, a temperatura elevada, un exceso molar de 1,3-propanodiol con ácido tereftálico en un procedimiento multi-etapa (esterificación/policondensación), con la extracción del agua del subproducto, durante un tiempo efectivo para producir tereftalato de politrimetileno. Las condiciones de la polimerización se seleccionan para producir poliéster fundido que tiene una viscosidad intrínseca diana de al menos 0,4 dl/g, preferentemente 0,4 a 1,0 dl/g. El tereftalato de politrimetileno también puede producirse mediante la reacción de 1,3-propanodiol con tereftalato de dimetilo.

Por ejemplo, el tereftalato de politrimetileno (PTT) se descarga del reactor de fundición y pasa a través de un troquel de extrusión para formar filamentos de polímero fundido que se enfrían y se solidifican parcialmente por el contacto con agua fría sobre un guía de filamento. La secuencia de granulación/cristalización no tiene importancia fundamental. La cristalización pre-granulación implica la inmersión de los filamentos de polímero fundido en agua caliente antes de cortar los filamentos, preferentemente en el camino desde el extrusor al granulador. Sin embargo, el procedimiento preferente, para eficiencia del procedimiento y calidad del gránulo, y para la práctica junto con la presente invención, no realiza la cristalización corriente abajo de la granulación

En la presente invención, los presentes inventores han encontrado un diseño de procedimiento para producir gránulos de PTT que muestra suficiente cristalinidad para prevenir la aglomeración, cuyo procedimiento tiene varias ventajas que no estaban previamente disponibles en ningún procedimiento similar. El procedimiento es eficiente porque una fase típica de secado antes de la cristalización puede omitirse opcionalmente, los gránulos se cristalizan mientras se transportan, y el procedimiento puede funcionar de una manera continua, así como el funcionamiento en lotes más común. Además, controlando la temperatura del líquido, el grado de cristalinidad de los gránulos puede controlarse. Se desea que no sean demasiado blandos o se aglomerarán pero si son demasiado quebradizos, se producirá una cantidad inaceptable de finos. Además, no se necesita un tanque de agitación que tiene un agitador físico, tal como una hoja, por lo que reduce en gran medida el daño (abrasión) de los gránulos. El procedimiento es también económico, como será aparente para aquellos expertos en la técnica a partir de la descripción a continuación de los materiales relativamente económicos empleados.

Los filamentos de polímero se cortan en gránulos de, por ejemplo, 1/8 pulgada por 1/8 pulgada (0,3 cm por 0,3 cm). La granulación puede realizarse con una granuladora de corte de filamentos o una granuladora submarina o con otros medios. En la realización aquí preferente se empleó una granuladora de corte de filamentos. Inmediatamente después de la granulación, las superficies de los gránulos son sólidas mientras que los núcleos son aún parcialmente líquidos y tienen un grado bajo de cristalinidad.

Debido a que la cristalización de PPT de la presente invención se ejecuta en un medio de agua caliente, a 50 hasta 95 ºC, el agua fría usada para granular se separa preferentemente de los gránulos de polímero antes de que los gránulos alcancen la unidad de cristalización en agua caliente (de aquí en adelante referida como CAC). En la siguiente descripción, los gránulos se cortan en seco, pero el procedimiento podría funcionar para alojar gránulos húmedos.

Los gránulos se envían desde la granuladora a la CAC por medio de una tolva de lavado. En referencia a la Figura 1, en la presente invención los gránulos 1 se reciben en la tolva de lavado 2 del eductor hidráulicamente activado... [Seguir leyendo]

Tabla 2

1. Un procedimiento para reducir la auto-adhesividad de los gránulos de tereftalato de politrimetileno que comprende:

a) introducir gránulos de tereftalato de politrimetileno que tienen una viscosidad intrínseca de al menos 0,4 dl/g en un tubo que contiene un líquido que se mueve a través del tubo, causando de este modo que los gránulos se muevan a través del tubo con el líquido; en el que la proporción del peso del líquido con el del gránulo es superior a 6,67:1 y en el que la velocidad de flujo del líquido en el conducto es suficiente para prevenir que los gránulos se asienten; b) ajustar la temperatura de los gránulos y el líquido a una temperatura de 50 a 95 ºC durante un tiempo suficiente para inducir un grado de cristalinidad de al menos 35 % en los gránulos; c) separar los gránulos del líquido; d) dirigir los gránulos separados al clasificador; e) retirar los finos de los gránulos, el polvo, y los gránulos demasiado pequeños pasando los gránulos a través de un tamiz en el clasificador; f) pasar los gránulos a través de una sección con placa de porción en el clasificador donde el aire fluye a través para enfriar los gránulos; g) pasar los gránulos a través de una placa perforada en el clasificador que retiene los gránulos demasiado grandes; y h) extraer los gránulos del clasificador.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la proporción del peso del líquido con el de los gránulos es de

10:1 a 100:1.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 en el que los gránulos de tereftalato de politrimetileno se mantienen en contacto con el líquido durante un tiempo dentro del intervalo de 3 segundos a 5 minutos.

4. El procedimiento de las reivindicaciones 1 a 3 en el que los gránulos están en contacto con el líquido durante un tiempo suficiente como para producir gránulos de tereftalato de politrimetileno que tienen una transición vítrea de al menos 55 ºC.

5. El procedimiento de las reivindicaciones 1 a 4 en el que los gránulos de tereftalato de politrimetileno tienen un termograma de un calorímetro de barrido diferencial caracterizado por la ausencia de un pico de cristalización fría.