PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE POLICARBONATO SEGÚN EL PROCEDIMIENTO DE INTERFASE.

Procedimiento para la preparación continua de policarbonatos con pesos moleculares medios Mw de 15000 - 200000 g/mol según el procedimiento de interfase a partir de por lo menos un difenol,

fosgeno y por lo menos un catalizador eventualmente en presencia por lo menos un interruptor de cadena y/o ramificador, caracterizado porque (a) se genera una mezcla de la fase orgánica y acuosa, dispersándose en un dispersor de forma continua la fase orgánica en la fase acuosa o la fase acuosa en la fase orgánica, en donde la fase orgánica contiene por lo menos un disolvente apropiado para el policarbonato y contiene el fosgeno parcial o totalmente y la fase acuosa contiene el o los difenoles, agua y lejía alcalina, en donde se añaden entre 1,5 moles y 2,5 moles de lejía alcalina por mol de difenol, (b) a continuación se hace reaccionar la mezcla en un reactor con un tiempo de permanencia inferior a 0,5 s, (c) a continuación la mezcla de reacción se sigue haciendo reaccionar con adición de más lejía alcalina y eventualmente interruptores de cadena en otro reactor y (d) a continuación se lleva a cabo una posterior condensación por adición de más lejía alcalina, eventualmente interruptor(es) de cadena y en presencia de por lo menos un catalizador en por lo menos otro reactor.

Procedimiento para la preparación de policarbonato según el procedimiento de interfase La presente invención se refiere a un procedimiento continuo eficaz para la preparación de policarbonato según el procedimiento de interfase de fases, así como al uso de un dispersante especial para la mezcla de la fase orgánica y acuosa en este procedimiento.

La preparación de policarbonato según el procedimiento de interfase de fases ya fue descrito por Schnell, “Chemistr y and Physics of Polycarbonates”, Polymer Reviews, Volumen 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, p. 33–70; D.C. Prevorsek, B.T. Debona e Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960: “Synthesis of Poly (ester carbonate) Copolymers” en Journal of Polymer Science, Polymer Chemistr y Edition, Vol. 18, (1980) ”; p. 75–90, D. Freitag, U. Grigo, P. R. Müller, N. Nouvertne', BAYER AG, “Polycarbonates” en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volumen 1 1, Second Edition, 1988, p. 651–692 y finalmente Dres. U. Grigo, K. Kircher y P. R. Müller “Polycarbonate” en Becker/Braun, Kunststoff–Handbuch, Volumen 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, carl Hanser Verlag München, Viena 1992, p. 118–145.

Además, también en los documentos EP–A 0 517 044 o EP–A 520 272, se describe el procedimiento de interfase de fases para la preparación de policarbonato.

Para la preparación de policarbonato según el procedimiento de interfase de fases, se realiza la fosgenación de una sal disódica de un bisfenol o de una mezcla de distintos bisfenoles de una solución o suspensión acuosa alcalina en presencia de un disolvente orgánico inerte o mezcla de disolventes que, además de la fase acuosa, forma una segunda fase orgánica. Los oligocarbonatos generados, existentes principalmente en la fase orgánica, se condensan con ayuda de catalizadores apropiados en policarbonatos de alto peso molecular disueltos en la fase orgánica, pudiendo controlar el peso molecular por interruptores de cadena apropiados (fenoles monofuncionales) . La fase orgánica se separa finalmente y el policarbonato se aísla por medio de distintas etapas de elaboración.

Los procedimientos continuos para la preparación de condensados usando fosgeno –por ejemplo, la preparación de policarbonatos aromáticos, o poliestercarbonatos o sus oligómeros– según el procedimiento de interfase de dos fases tienen la desventaja, en general, de que se debe aplicar más fosgeno para acelerar la reacción y/o mejorar la separación de fases que lo necesario para el equilibro del producto. El exceso de fosgeno se degrada luego en la síntesis en forma de subproductos –por ejemplo, cloruro de sodio adicional o compuestos de carbonato alcalino–. Típicamente, para el procedimiento continuo de interfase de dos fases para la preparación de policarbonatos aromáticos se usan según el estado de la técnica excesos de fosgeno de un 20% en moles referido al difenolato añadido (comp. D. Freitag, U. Grigo, P. R. Müller, N. Nouvertne', BAYER AG, “Polycarbonates” en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volumen 1 1, Second Edition, 1988, p. 651–692) .

En una reducción del exceso de fosgeno, se producen efectos secundarios no deseados como una mala separación de la dispersión después de la última etapa de reacción, y, con ello, elevados contenidos de agua en la solución orgánica o bien mayores contenidos de monoméros residuales o interruptores de cadena en las aguas residuales. En la literatura, se tratan diversos métodos de reducción del exceso de fosgeno.

Del documento DE–A 2 725 967, se desprende la enseñanza de que, para el rendimiento de fosgeno de un procedimiento, es ventajoso colocar la fase acuosa y orgánica que contiene fosgeno primero en un tubo y luego introducirla en un reactor de tipo tanque. El tiempo de permanencia en este tubo debería ser de entre 0, 5 y 15 segundos. EL exceso de fosgeno de la reacción es de más del 10 % en moles. Este exceso de fosgeno reducido requiere una relación de fases desfavorable de fase orgánica (es decir, aceite) a agua para lograr, después de terminada la reacción, una separación efectiva de ambas fases. Además, es desventajoso el tiempo de permanencia relativamente alto para la fosgenación.

Del documento EP–A–304 691, se conoce ya un procedimiento de interfase de fases continuo para la preparación de policarbonatos. En este caso, se reúne una fase acuosa de difenoles y la cantidad justamente necesaria de hidróxido alcalino con una fase orgánica con fosgeno en un tubo usando una mezcladora estática. El exceso de fosgeno es muy elevado con 20 al 100 % en moles y el tiempo de permanencia en el tubo de reacción para la primera etapa de reacción es de 10 a 75 s. Con este procedimiento, se pueden producir únicamente prepolímeros con un peso molecular de 4000 a 12000 g/mol.

El documento EP 0 517 044 A2 describe la reducción del exceso de fosgeno por medio de una tobera anular y un tubo de flujo, en donde justamente se usa tanta soda cáustica que queda BPA sin disolver. Esta forma de proceder requiere una costosa regulación con una medición de los grupos de éster de ácido clorocarbónico por medio de cristal ATR y una posterior dosificación regulada de soda cáustica para evitar una hiperacidificación de la solución de reacción. Además, esta reacción requiere una relación de fases de aceite a agua, de modo que se forma una dispersión de agua en aceite (relación de fases aceite / agua mayor que 1) . El tiempo de permanencia en el tubo de flujo es de al menos varios segundos.

Del documento EP 0 520 272 B1, se desprende que se pueda lograr un menor exceso de fosgeno por separación de la corriente de solución de BPA. En este caso, se mezcla a través de una tobera una parte de la solución de BPA con la solución de fosgeno, de modo que en esta etapa se usa un exceso de fosgeno de al menos el 20 % en moles. La mezcla reacciona luego en un tubo de flujo con un tiempo mínimo de residencia de 3 s. También aquí se exige que la dispersión sea una dispersión de agua en aceite. La ventaja del procedimiento consiste, por ejemplo, en el gran gasto de dosificación de una segunda corriente de BPA.

Una reducción del exceso de fosgeno en la preparación de policarbonato por medio del procedimiento de interfase de fases sólo se podía –siempre que fuera posible– lograr hasta ahora únicamente con relaciones de fases desfavorables para la posterior separación de ambas fases, dosificación costosa o técnica de regulación o largos tiempos de espera de los reactivos en los dispositivos de reacción.

Una reducción del exceso de fosgeno en la preparación de policarbonato por medio de un procedimiento de interfase de fases es importante cuando tal procedimiento tiene una pérdida de fosgeno por destrucción posterior del exceso claramente menor y además se producen menores cantidades de subproductos también por esta destrucción. Por ello, se requería un procedimiento para la preparación de policarbonato por medio de un procedimiento de interfase de fases, en el que se pudiese reducir el exceso de fosgeno sin que fuesen necesarias las desventajosas medidas previamente mencionadas del estado de la técnica.

Conforme a ello, la presente invención tenía por objetivo proporcionar un procedimiento de este tipo en el que se pudiera trabajar con un exceso de fosgeno lo más reducido posible, y en el que se no se presentasen las desventajas del estado de la técnica. En especial, un procedimiento de este tipo debería permitir una separación posterior eficaz de las dos fases.

Sorprendentemente se halló que un procedimiento para la preparación de policarbonato por medio de un procedimiento de interfase de fases, en el que se mezclan la fase acuosa y la fase orgánica antes de la reacción por medio de un dispersante y se realiza la etapa de fosgenación con un tiempo de permanencia de menos de 0, 5 s, permite la reducción del exceso de fosgeno respecto de la suma de los dihidroxidiarilalcanos usados al 15 % en moles o menos, con preferencia 13 % en moles o menos, con preferencia especial, 10 % en moles o menos.

En este procedimiento, no se requiere una dosificación costosa por medio de dos corrientes de difenol ni una técnica de regulación costosa. El procedimiento tiene, debido al tiempo de permanencia extremadamente corto del fosgeno en el dispositivo de reacción, la ventaja de que el fosgeno... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación continua de policarbonatos con pesos moleculares medios Mw de 15000 – 200000 g/mol según el procedimiento de interfase a partir de por lo menos un difenol, fosgeno y por lo menos un catalizador eventualmente en presencia por lo menos un interruptor de cadena y/o ramificador, caracterizado porque

(a) se genera una mezcla de la fase orgánica y acuosa, dispersándose en un dispersor de forma continua la fase orgánica en la fase acuosa o la fase acuosa en la fase orgánica, en donde la fase orgánica contiene por lo menos un disolvente apropiado para el policarbonato y contiene el fosgeno parcial o totalmente y la fase acuosa contiene el o los difenoles, agua y lejía alcalina, en donde se añaden entre 1, 5 moles y 2, 5 moles de lejía alcalina por mol de difenol,

(b) a continuación se hace reaccionar la mezcla en un reactor con un tiempo de permanencia inferior a 0, 5 s,

(c) a continuación la mezcla de reacción se sigue haciendo reaccionar con adición de más lejía alcalina y eventualmente interruptores de cadena en otro reactor y

(d) a continuación se lleva a cabo una posterior condensación por adición de más lejía alcalina, eventualmente interruptor (es) de cadena y en presencia de por lo menos un catalizador en por lo menos otro reactor.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla generada en el dispersar es una dispersión de aceite en agua.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la reacción del o de los difenoles con fosgeno se realiza a temperaturas de –5 °C a 100 °C, con preferencia de 15 °C a 80 °C.

4. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el exceso de fosgeno utilizado respecto de la suma de los difenoles usados es del 15 % en moles o menos, con preferencia del 13 % en moles o menos, con preferencia especial, del 10 % en moles o menos.

5. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como difenoles se usan 4, 4'–dihidroxidifenilo, 1, 1–bis– (4–hidroxifenil) –fenil–etano, 2, 2–bis– (4–hidroxifenil) –propano (bisfenol A) , 2, 2–bis (3, 5–dimetil–4–hidroxifenil) –propano, 1, 1–bis– (4–hidroxifenil) –ciclohexano o 1, 1–bis– (4–hidroxifenil) –3, 3, 5– trimetilciclohexano (bisfenol TMC) .

6. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como dispersores se usan toberas o dispersores de chorro.

7. Procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como catalizador (es) se usa (n) uno o varios compuestos del grupo de las aminas terciarias, sales de amonio o fosfonio cuaternario.

8. Uso de un dispersor que contiene un predispersor, una tobera de homogeneización así como al menos tres bombas para generar una mezcla de fase orgánica y acuosa en la preparación de policarbonato de acuerdo con el procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la mezcla generada en el dispersor es una dispersión de aceite en agua.