PROCESO DE POLIMERIZACIÓN EN MASA EN UN REACTOR DE BUCLE DE RECIRCULACIÓN.

Un proceso en un reactor de bucle de recirculación que consiste en los pasos de:

a) introducir un material de alimentación que contiene al menos un monómero y al menos un iniciador activable en un reactor de bucle en el que hay un material parcialmente polimerizado recirculando a su través para formar una mezcla polimerizable; b) calentar la mezcla del paso a) a por lo menos la temperatura de activación del iniciador de la reacción para polimerizar el monómero y el material parcialmente polimerizado y formar un producto intermedio polimerizado; c) hacer circular una porción del producto intermedio polimerizado del paso b) a través de un reactor de bucle al tiempo que se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de activación del iniciador a un flujo predeterminado; d) mezclar el material circulante refrigerado del paso c) con un material de alimentación adicional para polimerizar aún más el monómero y el producto intermedio polimerizado; e) dirigir la porción restante del producto aún más polimerizado a una corriente para extraerlo del reactor de bucle; y f) someter a la porción restante del producto intermedio polimerizado a una reacción adicional en una extrusora de rodillos planetarios para reducir el monómero que no haya reaccionado y formar un producto polimerizado, en donde el al menos un iniciador activable se utiliza en una cantidad de un 0,002 a un 2,0% en peso en base al peso total del al menos un monómero

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/076939.

Solicitante: INTERTAPE POLYMER CORP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 3647 CORTEZ ROAD WEST BRADENTON FL 34210 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BARBIERI,Mark,D, ST. COEUR,Richard,W, TYNAN,John,K.,Jr, LEWANDOWSKI,Mark,A.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Agosto de 2007.

Clasificación PCT:

  • B01J19/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general (tratamiento físico de las fibras, hilos, hilados, tejidos, plumas o artículos fibrosos hechos de estas materias, ver los lugares apropiados para dicho tratamiento, p. ej. D06M 10/00 ); Aparatos apropiados (accesorios, cargas o rejillas especialmente adaptadas para el tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla C02F 3/10; placas o rejillas de chapoteo especialmente adaptadas para los enfriadores por chorreo F28F 25/08).
  • B01J19/18 B01J […] › B01J 19/00 Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general (tratamiento físico de las fibras, hilos, hilados, tejidos, plumas o artículos fibrosos hechos de estas materias, ver los lugares apropiados para dicho tratamiento, p. ej. D06M 10/00 ); Aparatos apropiados (accesorios, cargas o rejillas especialmente adaptadas para el tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla C02F 3/10; placas o rejillas de chapoteo especialmente adaptadas para los enfriadores por chorreo F28F 25/08). › Reactores fijos con elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad).
  • C08F2/01 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 2/00 Procesos de polimerización. › caracterizados por elementos particulares del aparato de polimerización utilizado.
  • C08F2/36 C08F 2/00 […] › Polimerización en estado sólido.
  • C08F20/10 C08F […] › C08F 20/00 Homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando solamente uno terminado por un radical carboxilo o una sal, anhídrido, éster, amida, imida o nitrilo del mismo. › Esteres.
  • C08F6/00 C08F […] › Tratamientos posteriores a la polimerización (C08F 8/00 tiene prioridad; de cauchos de dieno conjugado C08C).

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.

PDF original: ES-2369940_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso de polimerización en masa en un reactor de bucle de recirculación Antecedentes de la invención Esta solicitud se refiere a procesos de polimerización en masa continua y a los aparatos asociados para la preparación de composiciones poliméricas utilizando un sistema de reactor de bucle de recirculación tubular y, más particularmente, a un proceso de polimerización en masa continua y a los aparatos asociados para la preparación de composiciones poliméricas, tales como adhesivos, utilizando un reactor de bucle de recirculación tubular que incluye un extrusora de rodillos planetarios (ERP). En la técnica se conocen procesos de polimerización en masa convencionales para la producción de adhesivos por polimerización. Uno de tales procesos incluye un reactor de tanque agitado que tiene una camisa de refrigeración para eliminar el calor del recipiente generado en el mismo durante la reacción exotérmica. Dichos procesos convencionales han resultado de algún modo eficaces a bajas velocidades de conversión. Sin embargo, a altas velocidades de conversión y ante las altas viscosidades asociadas, las superficies de transferencia de calor muchas veces se ensucian perdiendo así el control de la temperatura y facilitando reacciones incontroladas. La obligación de que las velocidades de conversión sean bajas no ha ofrecido ninguna solución económica al problema ya que el exceso de monómero utilizado en las operaciones de conversión baja hay que retirarlo después del polímero mediante, por ejemplo, técnicas de secado, de desvolatilización y análogos, lo cual añade un paso más al proceso con sus costes asociados. En la patente US 4 324 868 A se divulga un proceso y un aparato para la preparación de polímeros de vinilo mediante la polimerización continua en masa o en solución. En la patente US 3 551 396 A se divulga un proceso de polimerización vinílica continua en un medio líquido. En la patente DE 196 38 094 A se divulga un proceso de polimerización continua para formar polímeros de metacrilato de metilo. En la patente US 4 209 599 A se divulga un proceso para la polimerización en masa continua de monómeros olefínicamente insaturados en presencia de un iniciador de la polimerización. En la patente WO-A-2007/087465 se divulga un proceso de polimerización en masa continua realizada en una extrusora de rodillos planetarios. Conforme a la presente invención, se presenta un proceso de reactor de bucle de recirculación que consiste en los pasos siguientes: a) introducir un material de alimentación que contiene al menos un monómero y al menos un iniciador activable en un reactor de bucle en el que hay un material parcialmente polimerizado recirculando a su través para formar una mezcla polimerizable; b) calentar la mezcla del paso a) a por lo menos la temperatura de activación del iniciador de la reacción para polimerizar el monómero y el material parcialmente polimerizado y formar un producto intermedio polimerizado; c) hacer circular una porción del producto intermedio polimerizado de paso b) a través de un reactor de bucle al tiempo que se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de activación del iniciador a un flujo predeterminado; d) mezclar el material circulante refrigerado del paso c) con un material de alimentación adicional para polimerizar aún más el monómero y el producto intermedio polimerizado; e) dirigir la porción restante del producto aún más polimerizado a una corriente para extraerlo del reactor de bucle; y f) someter a la porción restante del producto intermedio polimerizado a una reacción adicional en una extrusora de rodillos planetarios para reducir el monómero que no haya reaccionado y formar un producto polimerizado, en donde el al menos un iniciador activable se utiliza en una cantidad de un 0,002 a un 2,0% en peso en base al peso total del al menos un monómero. 2   Preferentemente, el paso (a) se lleva a cabo en una extrusora de rodillos planetarios ubicada en el reactor de bucle. Convenientemente, el producto polimerizado es una composición autoadhesiva que comprende el producto de una reacción de polimerización de al menos un monómero de acrilato de alquilo. Convenientemente, dicha extrusora de rodillos planetarios comprende una pluralidad de secciones de mezcla que incluyen un husillo principal rodeado por e interconectado a una pluralidad de husillos planetarios. Convenientemente, la cantidad de la porción de recirculación y la de la porción restante se regula a través de una bomba de engranajes en la corriente de extracción. Más preferiblemente, el al menos un iniciador activable se utiliza en una cantidad de entre un 0,01 y un 1,0% en peso en base al peso total del al menos un monómero. En un aspecto, un proceso de polimerización en un reactor de bucle de recirculación tubular puede consistir en los pasos de (a) preparar un material de alimentación mezclando al menos un monómero con al menos un iniciador, cuya activación comience cuando el iniciador se caliente a una temperatura superior a la temperatura de activación, (b) calentar la mezcla a por lo menos la temperatura de activación del iniciador para producir un producto intermedio parcialmente polimerizado, (c) recircular una porción del producto intermedio parcialmente polimerizado por el reactor de bucle, (d) dirigir la porción restante del producto intermedio polimerizado a una corriente para su extracción del reactor de bucle, (e) enfriar el producto intermedio recirculante a una temperatura inferior a la temperatura de activación del iniciador, (f) mezclar el producto intermedio recirculante enfriado con un material de alimentación adicional, (g) extraer opcionalmente el monómero que no haya reaccionado de la porción restante del producto intermedio polimerizado mediante técnicas de secado, desvolatilización, o análogas, y (h) opcionalmente poner la porción restante en un material en forma de red. En una realización de la invención, se utilizan mezcladores estáticos en el reactor de bucle para mezclar el material de alimentación y mezclar el material de alimentación mezclado con el producto intermedio parcialmente polimerizado recirculado. En otra realización, para este fin se utiliza una extrusora de rodillos planetarios en el reactor de bucle. Los mezcladores estáticos pueden resultar convenientes para su uso en el reactor de bucle ya que, comparativamente, pueden recibir grandes volúmenes de reactivos y proporcionar así el tiempo de residencia necesario para obtener el grado de conversión al polímero deseado en una etapa particular en el reactor de bucle. No obstante, dado que los reactivos se polimerizan en el mezclador estático, su peso molecular y su viscosidad de fusión aumentan. Esto puede hacer que al material polimerizado le resulte más difícil circular a través del reactor de bucle. En una realización, se ha visto que lo mejor es remplazar uno (o más) de los mezcladores estáticos del reactor de bucle por un mezclador dinámico como, por ejemplo, una extrusora de husillo doble o una extrusora de rodillos planetarios (ERP). Aunque un mezclador dinámico, por ejemplo una ERP, normalmente tiene un volumen de residencia menor que los mezcladores estáticos, imparte un adelgazamiento por corte a la mezcla de reacción que reduce la viscosidad de fusión de la mezcla de reacción haciendo así que resulte más fácil mover el material polimerizado a través del reactor de bucle. También resulta conveniente un mezclador dinámico, como una ERP, dado que mezcla de manera eficaz los reactivos y reduce acumulaciones localizadas de monómero sin reaccionar en la masa de reacción. Según esto, otro proceso para la preparación de un material polimérico utilizando un reactor de bucle puede consistir en los pasos de (a) introducir un material de alimentación que contenga al menos un monómero y al menos un iniciador activable en un mezclador dinámico como, por ejemplo, una extrusora y, más concretamente, una extrusora de rodillos planetarios ubicada en un bucle de reacción, (b) introducir un producto intermedio parcialmente polimerizado en el mezclador dinámico para formar una mezcla polimerizable, (c) calentar la mezcla del paso (b) a, por lo menos, la temperatura de activación del iniciador para polimerizar el monómero presente en el material de alimentación con el producto intermedio polimerizado, (d) recircular una primera porción del producto del paso (c) en el reactor, (e) dirigir la porción restante del producto del paso (c) a una corriente para su extracción del reactor de bucle y (f) mezclar la porción recirculante del producto del paso (c) con un material de alimentación adicional. En otra realización, el paso (d) incluye además el paso de (g) enfriar el producto del paso (c) a una temperatura inferior a la temperatura de activación del iniciador. En otra realización, el proceso incluye adicionalmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso en un reactor de bucle de recirculación que consiste en los pasos de: a) introducir un material de alimentación que contiene al menos un monómero y al menos un iniciador activable en un reactor de bucle en el que hay un material parcialmente polimerizado recirculando a su través para formar una mezcla polimerizable; b) calentar la mezcla del paso a) a por lo menos la temperatura de activación del iniciador de la reacción para polimerizar el monómero y el material parcialmente polimerizado y formar un producto intermedio polimerizado; c) hacer circular una porción del producto intermedio polimerizado del paso b) a través de un reactor de bucle al tiempo que se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de activación del iniciador a un flujo predeterminado; d) mezclar el material circulante refrigerado del paso c) con un material de alimentación adicional para polimerizar aún más el monómero y el producto intermedio polimerizado; e) dirigir la porción restante del producto aún más polimerizado a una corriente para extraerlo del reactor de bucle; y f) someter a la porción restante del producto intermedio polimerizado a una reacción adicional en una extrusora de rodillos planetarios para reducir el monómero que no haya reaccionado y formar un producto polimerizado, en donde el al menos un iniciador activable se utiliza en una cantidad de un 0,002 a un 2,0% en peso en base al peso total del al menos un monómero. 2. Un proceso según la reivindicación 1 en donde el paso (a) se lleva a cabo en una extrusora de rodillos planetarios ubicada en el reactor de bucle. 3. El proceso de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2 en donde el producto polimerizado es una composición autoadhesiva que comprende el producto de una reacción de polimerización de al menos un monómero de acrilato de alquilo. 4. Un proceso según la reivindicación 1 o a la reivindicación 2 en donde dicha extrusora de rodillos planetarios comprende una pluralidad de secciones de mezcla que incluyen un husillo principal rodeado por e interconectado a una pluralidad de husillos planetarios. 5. El proceso de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2 en donde la cantidad de la porción de recirculación y la de la porción restante se regula a través de una bomba de engranajes en la corriente de extracción. 6. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el al menos un iniciador activable se utiliza en una cantidad de entre un 0,01 y un 1,0% en peso en base al peso total del al menos un monómero. 13   14     16   17   18   19

 

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