Procedimiento para la obtención de óxidos de monohidroxipolialquileno.

Procedimiento para la obtención de óxidos de monohidroxipolialquileno (MPAO),

que contienen un máximo de 10000 ppm de diol, que comprende reacción de compuestos o mezclas de compuestos de la fórmula general (I) R1- (OCH2CHR2) k-OH (I), donde R1 significa un resto alifático o un resto aromático, R2 significa hidrógeno o un resto alifático o un resto aromático, k significa un número entero de 1 a 15, como iniciador con al menos un óxido de alquileno con un contenido en agua de menos de 300 ppm en presencia de al menos un catalizador básico, empleándose el catalizador como disolución en agua y/o alcohol, o en mezclas de de disolventes, que contienen al menos un 10 % en peso de agua y/o alcohol, disponiéndose iniciador y catalizador, sometiéndose la alimentación a una destilación hasta que ha destilado al menos un 0, 1 % en peso de iniciador, y teniendo la mezcla de iniciador/catalizador un contenido en agua de menos de 1000 ppm una vez concluida la destilación.

Procedimiento para la obtención de óxidos de monohidroxipolialquileno.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de óxidos de monohidroxipolialquileno (MPAO) , que están sensiblemente exentos de dioles.

El procedimiento es apropiado para la obtención de mezclas de óxidos de monohidroxipolialquileno con una distribución de peso molecular oligomodal, que presentan al menos dos máximos, ascendiendo la diferencia de pesos molares medios de dos máximos a un 80 % hasta un 125 % de peso molar del componente con la máxima fracción en la mezcla, y ascendiendo los componentes a asignar a los máximos aislados respectivamente a 30 hasta 1000 veces el componente que se debe asignar al máximo con el siguiente peso molar más elevado. Son objeto de la invención procedimientos según la reivindicación 1.

De las sub-reivindicaciones y de la descripción se pueden extraer formas de ejecución preferentes.

Los óxidos de monohidroxipolialquileno de peso molecular elevado se emplean, entre otras, en gran cantidad en la obtención de agentes dispersantes y rectificadores de fluidez para materiales de construcción minerales. Tales poliéteres se esterifican habitualmente tras su obtención con un ácido carboxílico con insaturación olefínica, como ácido acrílico o ácido metacrílico. Estos ésteres se copolimerizan en un paso adicional con una pluralidad de posibles monómeros para dar el rectificador de fluidez deseado. Esto se describe, por ejemplo, en la EP 1 507 815 y en la EP 884 290.

Los óxidos de monohidroxipolialquileno se obtienen en general mediante polimerización con apertura de anillo de óxidos de alquileno con monoalcoholes como iniciador y catalizadores básicos. En este caso se forma en general una fracción significativa de productos secundarios con dos grupos OH libres, a continuación denominados dioles, a partir del óxido de alquileno y agua presente en la mezcla de reacción, o dioles ya presentes en la mezcla de reacción. El agua se puede introducir en la mezcla de reacción por diversas vías. De este modo, los materiales de partida empleados contienen ya frecuentemente cantidades menores de agua. Por ejemplo, si se emplean hidróxidos metálicos sólidos como catalizadores, se forma agua en la reacción del catalizador con los grupos hidroxilo alcohólicos presentes. Una fuente no despreciable de agua está constituida además por residuos de la limpieza de depósitos de reacción.

La EP 965605 describe la limpieza de un reactor. A tal efecto se barre el mismo con agua, a continuación se sopla con nitrógeno, y seguidamente se calienta en vacío para el secado subsiguiente. En un segundo paso para la eliminación de agua se lava el reactor de nuevo con metanol y acetonitrilo, se sopla con nitrógeno, y se seca en vacío a temperatura elevada. Solo entonces el reactor está preparado para el etoxilado, que se lleva a cabo bajo empleo de metilato sódico sólido como catalizador.

La US 2006/0074200 describe el etoxilado de un alcohol iniciador bajo empleo de hidruro potásico en dietilenglicoldimetiléter, efectuándose antes de la reacción una limpieza del reactor con dietilenglicoldimetiléter.

La DE 10 2004 059489 describe el alcoxilado de un alcohol iniciador bajo empleo de un catalizador sólido básico, deshidratándose los componentes dispuestos para la reacción antes del alcoxilado a 80 hasta 90ºC en vacío.

Era tarea de la presente invención poner a disposición un procedimiento sencillo que fuera apropiado para obtener óxidos de monohidroxipolialquileno altamente puros, que estuvieran sensiblemente exentos de dioles. Se pretendía que el procedimiento funcionara independientemente del contenido en agua del catalizador empleado. Además, el procedimiento debía ser realizable de manera eficiente bajo aprovechamiento elevado de los dispositivos utilizados.

La tarea se solucionó mediante el procedimiento citado inicialmente para la obtención de MPAO, que comprende la reacción de al menos un monoalcohol como iniciador con al menos un óxido de alquileno en presencia de al menos un catalizador básico, empleándose el catalizador como disolución en agua o alcohol, o en mezclas de disolventes, que contienen agua y/o alcohol.

Son objeto de la invención procedimientos según las reivindicaciones 1 a 9.

Como catalizador básico, en principio es apropiada cualquier base. Entre los catalizadores apropiados cuentan en especial aquellos que tienen un valor de pKB menor que 4, 5, preferentemente menor o igual que 1, 74. El valor de pKB es el logaritmo negativo decimal de la constante de disociación de bases. Se determina según procedimientos conocidos por el especialista. En especial, según la definición de uso común para el especialista son preferentes bases fuertes o muy fuertes, que se presentan en lo esencial completamente disociadas en disolución acuosa (véase, por ejemplo, Matthias Otto, Analytische Chemie, Wiley Verlag, 3ª edición 2006, páginas 51 y siguientes) . Bases apropiadas pueden ser compuestos orgánicos o inorgánicos. Bases inorgánicas apropiadas son, por ejemplo, sales metálicas de ácidos inorgánicos u óxidos o hidróxidos metálicos. En una forma de ejecución preferente se emplean hidróxidos metálicos. Además son preferentes sales de ácidos inorgánicos con metales alcalinos o alcalinotérreos. Son especialmente preferentes hidróxidos de metales alcalinos o alcalinotérreos. Son muy especialmente preferentes hidróxido sódico, hidróxido potásico o hidróxido de calcio. En especial es preferente hidróxido potásico. Bases orgánicas apropiadas pueden ser iónicas o no iónicas, o tener carácter parcialmente iónico. En una forma de ejecución son bases apropiadas compuestos orgánicos sin componente metálico. En otra forma de ejecución se emplean compuestos organometálicos. En una forma de ejecución preferente, el catalizador es un alcoholato metálico. Son preferentes alcoholatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, son especialmente preferentes alcoholatos de sodio o potasio. Además son preferentes alcoholatos de alcoholes alifáticos o cicloalifáticos. El empleo de alcoholatos aromáticos es posible, pero según la invención es menos preferente. Son especialmente preferentes alcoholatos de alcanoles lineales o ramificados, en especial aquellos de alcanoles con 1 a 5 átomos de carbono. Son muy especialmente preferentes metanolatos y etanolatos. En especial son preferentes metanolato sódico y metanolato potásico. Del mismo modo es posible emplear mezclas de diversos catalizadores.

Según la invención, el catalizador se emplea disuelto en agua o alcohol, o en mezclas de disolventes, que contienen agua y/o al menos un alcohol. En este caso, la fracción de agua y alcohol puede variar en amplios límites, pero la fracción de agua y/o alcohol en la mezcla de disolventes asciende al menos a un 10 %, de modo especialmente preferente al menos un 50 %, de modo muy especialmente preferente un 80 %. De modo especialmente preferente, el disolvente para el catalizador está constituido por agua o un alcohol en al menos un 80 %. Alcoholes preferentes son alcanoles lineales o ramificados, de modo especialmente preferente con uno a cinco átomos de carbono. Si la base es un alcoholato, convenientemente se emplea como disolvente de modo preferente el correspondiente alcohol. Formas de ejecución especialmente preferentes del procedimiento según la invención emplean disoluciones de hidróxido sódico o hidróxido potásico en agua, o disoluciones de metanolato sódico o metanolato potásico en metanol. De este modo, el catalizador no se emplea como producto sólido, sino como disolución, se puede añadir y dosificar de manera muy sencilla. El peligro de una dosificación errónea y de inhomogeneidades en la mezcla con los demás componentes se minimiza frente a productos sólidos. Además, las disoluciones de catalizador, en comparación con catalizadores sólidos, son inofensivas desde el punto de vista de higiene en el trabajo, ya que no forman polvo y se pueden almacenar, sin que se presenten aglomeraciones, compactados o similares.

El procedimiento según la invención se puede realizar en un amplio intervalo para la concentración de bases. De modo preferente se trata de disoluciones con un contenido en base de un 1 a un 80 % en peso, preferentemente de un 5 a un 70 % en peso, de modo muy especialmente preferente de un 10 a un 60 % en peso, y en especial preferentemente de un 30 a un 50 %.

En el procedimiento según la invención, los iniciadores tienen la función de iniciar... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la obtención de óxidos de monohidroxipolialquileno (MPAO) , que contienen un máximo de 10000 ppm de diol, que comprende reacción de compuestos o mezclas de compuestos de la fórmula general (I) R1- (OCH2CHR2) k-OH (I) , donde R1 significa un resto alifático o un resto aromático, R2 significa hidrógeno o un resto alifático o un resto aromático,

k significa un número entero de 1 a 15, como iniciador con al menos un óxido de alquileno con un contenido en agua de menos de 300 ppm en presencia de al menos un catalizador básico, empleándose el catalizador como disolución en agua y/o alcohol, o en mezclas de de disolventes, que contienen al menos un 10 % en peso de agua y/o alcohol, disponiéndose iniciador y catalizador, sometiéndose la alimentación a una destilación hasta que ha destilado al menos un 0, 1 % en peso de iniciador, y teniendo la mezcla de iniciador/catalizador un contenido en agua de menos de 1000 ppm una vez concluida la destilación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, empleándose como catalizador un hidróxido metálico alcalino o metilato

metálico alcalino.

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, empleándose como iniciador un compuesto o mezclas de compuestos de la fórmula general I

R1- (OCH2CHR2) k-OH (I) , donde R1 significa un resto alquilo con 1 a 13 átomos de carbono, R2 significa hidrógeno o un resto alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, y k significa un número entero de 1 a 5.

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, siendo el iniciador monometiléter de

dietilenglicol.

5. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, empleándose como óxido de alquileno óxido de etileno. 6. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, conteniendo MPAO menos de 6000

ppm de dioles.

7. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo MPAO 5 a 200 unidades óxido de alquileno. 8. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, conteniendo el reactor en la adición de

iniciador y catalizador adicionalmente hasta un 2 % en peso del contenido del reactor máximo en MPAO, que se

obtuvo según una de las reivindicaciones precedentes. 9. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, obteniéndose el iniciador igualmente según una de las reivindicaciones precedentes.