PREPARACIÓN DE POLIURETANOS Y/O POLIUREAS SILILADOS.

Proceso para preparar poliuretanos y/o poliureas sililados, el cual comprende los pasos:

a) Aplicación de un componente ß) que contiene isocianato y de un componente α) que contiene poliol y/o poliamina sobre al menos una superficie de un cuerpo A, la cual rota alrededor de un eje de rotación y la cual tiene una temperatura entre 60 y 400°C, b) Reacción del producto de reacción de ß) isocianato y de α) poliol y/o poliamina con agente de sililación

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/057448.

Solicitante: CONSTRUCTION RESEARCH & TECHNOLOGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Dr. Albert-Frank-Strasse 32 83308 Trostberg ALEMANIA.

Inventor/es: MACK, HELMUT, WALTHER,BURKHARD, AUSTERMANN,TOBIAS, FLAKUS,Silke, MEZGER,Jochen, KLAPDOHR,Simone, CAI,Zhizhong, MARC,Laurent.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 16 de Junio de 2009.

Clasificación PCT:

  • B01J19/18 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). › 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).
  • C08G18/08 SECCION C — 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 18/00 Productos poliméricos de isocianatos o isotiocianatos. › Procesos de preparación.
  • C08G18/12 C08G 18/00 […] › Procesos de prepolimerización.
  • C08G18/48 C08G 18/00 […] › Poliéteres.
  • C08G18/75 C08G 18/00 […] › cicloalifáticos.
  • C09J175/08 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (adhesivos quirúrgicos A61L 24/00; adhesivos a base de compuestos macromoleculares orgánicos no especificados utilizados como agentes ligantes en productos estratificados B32B; etiquetado sobre tejidos o materiales y objetos comparables, de superficie deformable, utilizando adhesivos y adhesivos termoactibables respectivamente B65C 5/02, B65C 5/04;  preparación de cola o gelatina C09H; etiquetas, fichas o medios análogos de identificación o de indicación G09F 3/10). › C09J 175/00 Adhesivos a base de poliureas o poliuretanos; Adhesivos a base de derivados de tales polímeros. › a partir de poliéteres.

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, Bosnia y Herzegovina, Bulgaria, República Checa, Estonia, Croacia, Hungría, Islandia, Noruega, Polonia, Eslovaquia, Turquía, Malta, Serbia.

PDF original: ES-2374524_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un proceso para la preparación de poliuretanos y/o poliureas sililados, así como a poliuretanos y/o poliureas sililados que pueden prepararse de acuerdo con este proceso. Hasta hoy, a escala industrial los poliuretanos sililados se producen usualmente en procesos discontinuos en los que se manifiestan desventajas conocidas generalmente en el proceso discontinuo, tales como tiempos largos de carga y descarga, mala transferencia de calor y masa, calidad variable de los productos, etc. En el procedimiento continuo para la preparación de poliuretanos sililados, el cual se pretende en términos de intensificación del proceso, estas desventajas deben presentarse menos pronunciadamente. Sin embargo, para la producción a gran escala industrial de poliuretanos sililados hasta hoy aún parece no presentarse un concepto correspondiente satisfactorio de intensificación de proceso. Como proceso continuo para la preparación de poliuretanos sililados, la WO 2007/037824 A2 propone un proceso en el que se hace reaccionar una corriente continua de poliol e isocianato en una primera zona de reacción de un reactor para obtener poliuretano. En una segunda zona de reacción se introduce continuamente un agente de sililación y se hace reaccionar continuamente con el poliuretano de tal modo que la temperatura y el tiempo de reacción basten para formar un poliuretano sililado, en cuyo caso los reactantes se conducen linealmente por las zonas de reacción. Después el producto se retira continuamente del reactor. Como reactores se proponen principalmente reactores de tubo con mezcladores estáticos. Una desventaja esencial del proceso es la falta de auto-limpieza de los reactores propuestos. De esta manera, en el proceso aparecen depósitos de productos en zonas de espacio muerto que conducen a un estrechamiento y finalmente al cierre de la sección transversal de flujo libre del reactor de tubo y restringen la estabilidad y la continuidad del proceso de producción. El objetivo de la presente invención es un proporcionar un proceso, que sea flexible en sus procedimientos y económico, para la preparación de poliuretanos sililados, que garantice continuamente una buena calidad de producto. Este objetivo se logra mediante un proceso para la preparación, preferiblemente continua, de poliuretanos y/o poliureas sililados, el cual comprende los pasos: a) aplicación de un componente ß) que contiene isocianato así como de un componente ) que contiene poliol y/o poliamina a al menos una superficie de un cuerpo A la cual rota alrededor de un eje de rotación y que presente una temperatura entre 60 y 400°C, b) reacción del producto de reacción de ß) isocianato y ) poliol y/o poliamina con un agente de sililación. El cuerpo rotante A alrededor de un eje de rotación hace posible una conducción del proceso en la que se realiza la combinación de tiempos de residencia particularmente cortos y temperaturas altas de reacción. De esta manera el proceso de la invención garantiza que los componentes ß) y ) se calienten abruptamente y de manera fuerte y que puedan reaccionar rápidamente de manera correspondiente. La aplicación preferiblemente continua de ß) isocianato así como de ) poliol y/o poliamina sobre al menos una superficie de un cuerpo A que rota alrededor de un eje de rotación ofrece la posibilidad de una optimización de proceso flexible y sencilla. El "scaleup" (escalamiento de proceso) muchas veces problemático en la ingeniería de procesos, debido a la sencillez y al tamaño por lo regular relativamente pequeño del reactor que comprende el cuerpo A, es particularmente sencillo. Además debe mencionarse que tanto los costes de inversión como también los costes de mantenimiento (limpieza, etc.) del dicho reactor son verdaderamente bajos. Además, la calidad del producto obtenido puede variar de manera dirigida modificando los parámetros de proceso (tiempo de residencia, temperatura, dosificación de los componentes ß), ) y opcionalmente del agente de sililación). En una forma preferida de realización, el agente de sililación se aplica preferiblemente de manera continua sobre una superficie rotante del cuerpo A, en cuyo caso la aplicación se realiza en una región de la superficie en la que el grado de conversión de ß) isocianato con ) poliol y/o poliamina es de al menos 75 % molar, opcionalmente respecto de los componentes empleados en exceso. En otra forma preferida de realización de la invención el producto de reacción de ß) isocianato y de ) poliol y/o poliamina después de dejar el cuerpo A reacciona con un agente de sililación en un dispositivo para mezclado preferiblemente continuo. Aquí se consideran los dispositivos conocidos por el experto en la materia. Principalmente está previsto que sea un mezclador estático, una extrusora, una cascada de tanques continuos con dispositivos de mezcla, un reactor de disco giratorio (spinning) y un mezclador T. Al usar el dispositivo de mezcla se prefiere que la temperatura de la mezcla que contiene los poliuretanos y el agente de sililación se ajuste entre 5 y 120 °C, principalmente preferible entre 20 y 80 °C. 2   Después de dejar la superficie del cuerpo A, la mezcla de reacción preferiblemente se enfría. Para enfriar el producto puede usarse un dispositivo quench (de apagado). Este se presente preferiblemente en forma de una o varias paredes de enfriamiento que permiten enfriar rápidamente la mezcla de reacción. El enfriamiento se efectúa preferiblemente durante máximo cinco segundos, particularmente preferible durante solo un segundo. Las paredes de enfriamiento que son frecuentemente cilíndricas o esféricas tienen una superficie lisa o una superficie áspera, su temperatura se encuentra típicamente entre -50 °C y 80 °C. El rápido enfriamiento de la composición de reacción, efectuado por medio del dispositivo quench (de apagado) es preferiblemente de al menos 50 °C, particularmente preferible de al menos 100 °C. El cuerpo rotante A puede configurarse con forma de disco, de jarro, de anillo o de cono, en cuyo caso ha de considerarse como preferido un disco horizontal que gira o que se desvía en hasta 45°C de la posición horizontal en hasta 45°C. El cuerpo A tienen normalmente un diámetro de 0,10 m a 3,0 m, preferible 0,20 m a 2,0 m y particularmente preferible de 0,20 m a 1,0 m. La superficie puede ser lisa, ondulada y/o cóncava o convexa o tener, por ejemplo, moldeamientos con forma de onda o de espiral que ejercen una influencia en la acción de mezclar y el tiempo de residencia de la mezcla de reacción. El cuerpo A puede elaborarse preferiblemente de metal, vidrio, plástico o de una cerámica. De manera conveniente, el cuerpo A se instala en un contenedor que es resistente en condiciones del proceso de la invención. La velocidad rotacional del cuerpo A y la rata de dosificación de los componentes son variables. Usualmente la velocidad de revolución es de 1 a 2000, preferible de 100 a 5000 y particularmente preferible de 200 a 2000 revoluciones por minuto. El volumen de la mezcla de reacción que se encuentra por unidad de área de la superficie en el cuerpo rotante A es típicamente de 0,03 a 40 mL/dm 2 , preferible 0,1 a 10 mL/dm 2 , particularmente preferible 1,0 a 5,0 mL/dm 2 . Ha de considerarse preferible que los componentes ß), ) y opcionalmente el agente de sililación estén presentes en la superficie de cuerpo rotante A en forma de una película que tiene un grosor promedio entre 0,1 m y 6,0 mm, preferible entre 60 y 1000 m, particularmente preferible entre 100 y 500 m. El tiempo de residencia promedio (promedio de frecuencia del espectro de tiempo de residencia) del componente depende, entre otras cosas, del tamaño de la superficie, del tipo de los compuestos, de la temperatura de la superficie y de la velocidad de revolución del cuerpo rotante A y se encuentra normalmente entre 0,01 y 60 segundos, particularmente preferible entre 0,1 y 10 segundos, principalmente 1 a 7 segundos y de esta manera puede considerarse como extremadamente corto. Esto garantiza que la extensión de posibles reacciones de descomposición y la formación de productos indeseados se reduce fuertemente y de esta manera se preserva la calidad de los sustratos. La temperatura del cuerpo rotante A, principalmente de los componentes aplicados a la superficie enfrentada, puede variar en rangos amplios y depende tanto de los sustratos empleados como también del tiempo de residencia sobre el cuerpo A. La temperatura de la superficie calentada esté preferiblemente entre 70 y 240 °C, principalmente entre 150 y 230 °C. Los componente aplicados al cuerpo A y/o el cuerpo rotante A pueden calentarse, por ejemplo, eléctricamente, con un líquido de transferencia de calor, con vapor, con un láser, con radiación de microondas, ultrasonido o por medio de radiación infrarroja. En otra forma de realización de la invención... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para preparar poliuretanos y/o poliureas sililados, el cual comprende los pasos: a) Aplicación de un componente ß) que contiene isocianato y de un componente ) que contiene poliol y/o poliamina sobre al menos una superficie de un cuerpo A, la cual rota alrededor de un eje de rotación y la cual tiene una temperatura entre 60 y 400°C, b) Reacción del producto de reacción de ß) isocianato y de ) poliol y/o poliamina con agente de sililación. 2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de sililación se aplica sobre una superficie del cuerpo A, en cuyo caso la aplicación se realiza en una región de la superficie en la que el grado de conversión de ß) isocianato con ) poliol y/o poliamina sea de al menos 75 % molar, opcionalmente respecto del componente empleado en exceso. 3. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de reacción de ß) isocianato y de ) poliol y/o poliamina reacciona con un agente de sililación después de dejar el cuerpo A en un dispositivo de mezcla. 4. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla de reacción se enfría después de dejar la superficie del cuerpo A. 5. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el proceso opera de manera continua. 6. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la reacción del componente ) con componente ß) se realiza con un exceso de grupos NCO. 7. Proceso según la reivindicación 6, caracterizado porque como agente de sililación se emplean alcoxisilanos que contienen grupos amino. 8. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la reacción del componente ) con el componente ß) se realiza con un exceso de grupos de OH. 9. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado porque como agente de sililación se emplean alcoxisilanos que contienen grupos isocianato. 10. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la superficie del cuerpo A se extiende a otros cuerpos rotantes de tal modo que la mezcla de reacción, antes de enfriarse, desde la superficie caliente del cuerpo rotante A alcance la superficie caliente de otro cuerpo rotante que tiene una superficie caliente. 11. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el cuerpo rotante A se presenta como un disco giratorio al cual se aplican los componentes de partida ) y ß) individualmente y/o como mezcla con ayuda de un sistema de dosificación en la región central y para enfriar la mezcla de reacción está presente un dispositivo quench (de apagado) como una pared fría que rodea el disco giratorio, a la cual contacta la composición de reacción después de dejar la superficie caliente. 12. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la cantidad de agente de sililación que se aplica se controla mediante una medición con la que se determina el contenido de los grupos reactivos frente al agente de sililación en la mezcla de reacción que contiene poliuretanos/poliureas. 13. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el isocianato empleado en el componente ß) es hexametilendiisocianato-1,6 (HDI), 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI), 2,4- y/o 2,6-toluilendiisocianato (TDI), 4,4-, 2,4- y/o 2,2-difenilmetandiisocianato (MDI), m-xilendiisocianato (MXDI), m- o p-tetrametilxilendiisocianato (m-TMXDI, p-TMXDI), 4,4-diciclohexilmetandiisocianato (H12MD1), naftalen-1,5diisocianato, ciclohexan-1,4-diisocianato, xililen-diisocianato hidrogenado (H6XDI), 1-metil-2,4-diisocianatociclohexano, tetrametoxibutan-1,4-diisocianato, butan-1,4-diisocianato, hexan-1,6-diisocianato (HDI), 1,6diisocianato-2,2,4-trimetilhexano, 1,6-diisocianato-2,4,4-trimetilhexano, 1-isocianato-1-metil-4(3)isocianatometilciclohexano (IMCI) y/o 1,12-dodecandiisocianato (C12DI). 14. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el poliol y/o la poliamina empleados en el componente ) son polipropilendiol, polipropilentriol, polipropilenpoliol, polietilendiol, polietilentriol, polietilenpoliol, polipropilendiamina, polipropilentriamina, polipropilenpoliamina, poli-THF-diamina, polibutadiendiol, poliesterdiol, poliestertriol, poliesterpoliol, poliestereterdiol, poliesteretertriol, poliestereterpoliol, polipropilendiol, polipropilentriol, poli-THF-diol, polihexandiolcarbamatodiol, policaprolactamadiol y policaprolactamatriol. 9

 

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