Procedimiento para la fabricación de policarbonato modificado utilizando el procedimiento de cristalización por pulverización.
Procedimiento para la producción de una resina de carbonato modificado de alto peso molecular que comprende:
cistalinización por pulverización y polimerización en estado sólido de un policarbonato modificado amorfo, despuésde preparación del policarbonato modificado, de manera que el policarbonato modificado amorfo es un policarbonatomodificado amorfo con grupos éster que tienen un peso molecular promedio en número de 3.000-20.000 g/mol, y elpolicarbonato polimerizado en estado sólido es un policarbonato modificado con grupos éster que tiene un pesomolecular promedio en número de 15.000-200.000 g/mol; o en el que el policarbonato modificado amorfo es unpolicarbonato modificado amorfo con grupos siloxano que tienen un peso molecular promedio en peso de 10.000-30.000 g/mol y el policarbonato modificado polimerizado en estado sólido es un policarbonato modificado con grupossiloxano que tienen un peso molecular promedio en peso de 20.000-200.000 g/mol
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/KR2005/003737.
Solicitante: LG CHEM LTD..
Nacionalidad solicitante: República de Corea.
Dirección: 20, YOIDO-DONG YOUNGDUNGPO-GU, SEOUL 150-721 REPUBLICA DE COREA.
Inventor/es: WOO,BOO-GON, KIM,JONG-HUN, HONG,Mijeung, PARK,Sung-Kyou.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08G64/20 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). › Procedimientos generales de preparación.
PDF original: ES-2387332_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para la fabricación de policarbonato modificado utilizando el procedimiento de cristalización por pulverización
Sector técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una resina de policarbonato modificado. El método comprende la polimerización por condensación y cristalización por pulverización para disminuir la fracción molar de arilcarbonato existente en un diarilcarbonato no reaccionado y en un grupo terminal de un subproducto de la reacción que tiene un grado de polimerización menor de 3, producido por condensación en fusión, de manera que un incremento del peso molecular de la resina de policarbonato modificada producida por polimerización sólida se pueda hacer máximo. En este procedimiento, se utiliza el procedimiento de cristalización por pulverización y no se requieren procesos separados de molturación y secado. La cristalización por pulverización y la polimerización sólida, secuencialmente o simultáneamente en un reactor tiene lugar sin procesos adicionales de secado, molturación y fraccionamiento, de manera que el tiempo requerido para preparar un policarbonato modificado se reduce sustancialmente.
Estado de la técnica
Las resinas de policarbonato tienen una excelente resistencia al calor, resistencia al impacto, resistencia mecánica y transparencia. Debido a estas ventajas, las resinas de policarbonato son utilizadas en diferentes aplicaciones, tales como discos compactos, hojas transparentes, materiales de envasado, películas de bloqueo de radiaciones ultravioletas (UV) y, por lo tanto, la demanda de resinas de policarbonato es creciente.
No obstante, los policarbonatos tienen una baja resistencia a los disolventes y baja resistencia al impacto a baja temperatura. Por ejemplo, cuando los policarbonatos son sometidos a los disolventes utilizados habitualmente, tiene lugar el cuarteamiento o agrietamiento. Por esta razón, se han hecho muchos esfuerzos para superar estos problemas y se han desarrollado varios policarbonatos modificados. Por policarbonatos modificados se entiende el policarbonato que tiene, no solamente grupos carbonato, sino también otros grupos funcionales, por ejemplo, grupos éster, grupos éter, grupos sulfuro, grupos sulfóxido y grupos siloxano, etc. en sus estructuras químicas. En particular, los policarbonatos modificados con siloxanos muestran una resistencia superior al impacto a baja temperatura y capacidad de proceso.
Los procesos de fabricación convencionales para producir policarbonatos modificados pueden ser clasificados en procesos de polimerización interfacial, en el que se utiliza fosgeno, y procesos de polimerización en fusión y proceso de polimerización sólida, en lo s que no se utiliza fosgeno.
En primer lugar, en el caso del policarbonato modificado con un grupo éster, se pueden citar los siguientes.
Proceso de polimerización interfacial que se da a conocer en la patente US 4.983.706, que incluye la reacción del compuesto dihidroxi aromático, tal como bisfenol A con un fosgeno y un ácido dicarboxílico. No obstante, el proceso está acompañado del riesgo provocado por la utilización de materiales químicos peligrosos, el fosgeno y un disolvente orgánico basado en cloruros que es un contaminante medioambiental y, por lo tanto, el coste de los equipos y de fabricación son elevados.
La patente US 6.232.429 da a conocer el procedimiento por el que se puede producir un policarbonato modificado mediante polimerización en fusión después de reacción en transesterificación entre un compuesto dihidroxi aromático y un diéster de ácido carbónico y reacción de esterificación de un compuesto dihidroxi aromático con un compuesto de ácido bicarboxílico, que son llevados a cabo al mismo tiempo utilizando un catalizador de metal alcalinotérreo y un catalizador de amonio cuaternario. Este proceso de polimerización en fusión es relativamente estable porque no se utiliza un material tóxico. No obstante, a efectos de producir policarbonato modificado de alto peso molecular, para extrusión, los reactivos altamente viscosos deben ser manipulados a alta temperatura y con un grado de vacío elevado y estas condiciones llevan a un policarbonato modificado de baja calidad.
La patente US 6.365.702 da a conocer un procedimiento de polimerización sólida para un policarbonato modificado. Más particularmente, un oligómero del policarbonato, un compuesto de ácido carboxílico y un compuesto de diarilcarbonato son sometidos a esterificación y transesterificación utilizando un catalizador basado en antimonio, y el producto resultante es enfriado y sometido a molturación. El producto de la molturación es sometido a la polimerización sólida. En este procedimiento, se requieren procesos separados de molturación y secado.
Además, en el caso del policarbonato modificado con siloxano, se pueden citar los siguientes.
La patente US 5.530.083 da a conocer un proceso de polimerización interfacial que comprende la reacción de un compuesto hidroxi aromático, un compuesto dihidroxi y un dioganopolisiloxano con terminación de hidroxiarilo con un fosgeno, utilizando un catalizador. En este caso, se puede producir de manera continua un policarbonato de alto peso molecular modificado con resina de siloxano. No obstante, el proceso es arriesgado debido a la utilización de un gas tóxico y un disolvente orgánico basado en cloruros que s peligroso desde el punto de vista medioambiental y, por lo tanto, el coste de los equipos y de la fabricación es elevado.
Un proceso de polimerización en fusión incluye la polimerización de un material inicial fundido, tal como se da a conocer en la patente US 6.252.013. La polimerización por condensación en fusión es menos arriesgada porque no se utilizan materiales tóxicos. No obstante, a efectos de producir un policarbonato modificado de alto peso molecular para extrusión, los reactivos altamente viscosos pueden ser manipulados a elevada temperatura y en un elevado grado de vacío y estas condiciones llevan a un policarbonato modificado de baja calidad.
Un proceso de polimerización sólida es un proceso en el que un prepolímero de policarbonato modificado de bajo peso molecular es cristalizado y el prepolímero cristalizado es polimerizado adicionalmente a una temperatura inferior al punto de fusión del prepolímero cristalizado. En este caso, no se utiliza un material tóxico y la calidad del policarbonato modificado obtenido puede ser garantizada porque la polimerización tiene lugar en estado sólido. No obstante, de modo general, la cristalización y polimerización sólida son llevadas a cabo sin eliminar subproductos de reacción que tienen un grado de polimerización menor de 3 y diarilcarbonato no reaccionado que co-existe con un prepolímero de peso molecular relativamente bajo (peso molecular promedio en peso de 2.000 a 20.000 g/mol) . Como resultado, el equilibrio estequiométrico entre el grupo hidróxilo y el grupo arilcarbonato se rompe y aumenta el tiempo de fabricación para un policarbonato modificado de alto peso molecular. En este procedimiento, el prepolímero amorfo es cristalizado por disolución en un disolvente y precipitación sucesiva. Por lo tanto, las dimensiones y la cristalinidad del prepolímero cristalizado son irregulares y se hace necesario un secado, molturación y fraccionamiento separados.
El documento WO 2004/041906, aplicación anterior del mismo solicitante, da a conocer un procedimiento para la preparación de una resina de policarbonato no modificado de alto peso molecular que utiliza un procedimiento de polimerización en estado sólido.
De acuerdo con lo anterior, es necesario llevar a cabo más investigación para desarrollar un procedimiento de fabricación de policarbonato modificado que es estable, garantiza la calidad y requiere poco tiempo para la producción de un policarbonato modificado de alto peso molecular.
Descripción de la invención
Solución técnica
La presente invención da a conocer un procedimiento para la producción de un policarbonato modificado de alto peso molecular, con propiedades físicas uniformes, al controlar de manera eficiente la cristalinidad y las dimensiones de las partículas de policarbonato modificado cristalizadas. El procedimiento no requiere procesos adicionales de secado, molturación y fraccionamiento y, por lo tanto, se puede reducir el tiempo de operación y los costes operativos.
La presente descripción se... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la producción de una resina de carbonato modificado de alto peso molecular que comprende: cistalinización por pulverización y polimerización en estado sólido de un policarbonato modificado amorfo, después de preparación del policarbonato modificado, de manera que el policarbonato modificado amorfo es un policarbonato
modificado amorfo con grupos éster que tienen un peso molecular promedio en número de 3.000-20.000 g/mol, y el policarbonato polimerizado en estado sólido es un policarbonato modificado con grupos éster que tiene un peso molecular promedio en número de 15.000-200.000 g/mol; o en el que el policarbonato modificado amorfo es un policarbonato modificado amorfo con grupos siloxano que tienen un peso molecular promedio en peso de 10.000
30.000 g/mol y el policarbonato modificado polimerizado en estado sólido es un policarbonato modificado con grupos 10 siloxano que tienen un peso molecular promedio en peso de 20.000-200.000 g/mol.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que el disolvente en cloruro de metileno, cloroformo, tetrahidrofurano, metacrezol, ciclohexano, dioxano, dimetilaldehído, piridina o una mezcla de los mismos.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que la concentración de la solución de policarbonato modificado amorfo se encuentra en un rango de 5, 0 a 50% en peso.
15 4. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que la cristalización del policarbonato modificado amorfo comprende la pulverización de la solución de policarbonato modificado amorfo mediante una tobera y estableciendo contacto la solución pulverizada con un gas a alta temperatura para evaporar el disolvente, de manera que el disolvente es eliminado y se produce un policarbonato modificado cristalino.
5. Procedimiento, según la reivindicación 4, en el que la tobera es una tobera de presión o una tobera neumática.
20 6. Procedimiento, según la reivindicación 5, en el que la tobera es una tobera de presión, y la solución de policarbonato modificado amorfo es pulverizado a una presión de pulverización de 2, 0-51, 0 kgf/cm2.
7. Procedimiento, según la reivindicación 5, en el que la tobera es una tobera neumática y el gas comprimido es inyectado a una velocidad de inyección d.
20. 800 l/hora.
8. Procedimiento, según la reivindicación 7, en el que el gas comprimido comprende, como mínimo, un gas 25 seleccionado entre el grupo que consiste en N2, aire y CO2.
9.
4. 250ºC.
10.
8. 3000 µm y el rango de error del mismo es menor del 30%.
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