Decoloración de polioles.

Un proceso para decolorar un poliol basado en aceites naturales,

el proceso que comprende la etapa de exponerel poliol a la radiación actínica de una longitud de onda de 250 a 550 nanómetros.

Decoloración de polioles Campo de la invención Esta invención se refiere a polioles. En un aspecto, la invención se refiere a polioles preparados a partir de ésteres metílicos de ácidos grasos hidroximetilados mientras que en otro aspecto, la invención se refiere a la de-coloración de tales polioles.

Antecedentes de la invención Los polioles basados en aceites naturales (NOBP, del inglés Natural oil-based polyols) son típicamente polioles de poliéster o polioles híbridos de poliéter/poliéster, y se derivan al menos parcialmente a partir de triglicéridos de origen vegetal (aceites) . Estos aceites consisten mayoritariamente en ácidos grasos de C18 que contienen cada uno de ellos de 0 a 3 sitios de insaturación. Con el fin de fabricar los polioles, se aíslan los ácidos grasos del núcleo de glicerina y se funcionalizan para proporcionar un monómero de éster metílico/alcohol en un proceso que ha sido bien descrito, por ejemplo, en el Documento de Patente de número USP 7.615.658. Los grupos funcionales hidroximetilo se añaden a través de una reacción de hidroformilación seguida por hidrogenación que reduce los aldehídos a alcoholes y los enlaces de carbono insaturados a hidrocarburos saturados.

En la etapa final de la producción de los polioles de aceites naturales, los ésteres metílicos hidroximetilados se hacen reaccionar con un iniciador para construir el producto de poliol acabado. Esta reacción de transesterificación se realiza en presencia de un catalizador ácido de Lewis, por ejemplo, octanoato estannoso, que sirve como catalizador. Durante la polimerización se forman cromóforos orgánicos en el poliol. Si bien estos tipos de reacciones son raras debido a la naturaleza diluida de los precursores, éstas pueden producir un color no deseado en el poliol.

El color APHA es un patrón de color denominado por la American Public Health Association y está definido por la norma ASTM D1209. Una especificación de color para los productos de poliol es 40 APHA con algunas aplicaciones de uso final que requieren un color incluso inferior (por ejemplo, menor de (<) 20 APHA) . Algunos polioles basados en aceites naturales tienen un color de mayor de (>) 40 APHA a la finalización de la etapa de polimerización.

El Documento de Patente de número EP 2 019 088 describe un aparato para la producción de biodiesel. El aparato comprende una unidad de limpieza externa al proceso del flujo del electrolito, un lecho de mezcla para la limpieza de la glicerina, y un intercambiador iónico monodisperso, que se usa en el proceso del flujo y en el lecho de mezcla, y se produce mediante la prepolimerización monodispersa a través de la atomización o del método de suministro por sembrado. Se usa un ácido fuerte, un intercambiador de cationes formador de gel, como el intercambiador iónico. En el lecho de mezcla, se usan un intercambiador de cationes y de aniones entre sí. El lecho de mezcla está presente en un control del aparato o en un aparato individual. El proceso de producción del biodiesel comprende transesterificar los ácidos grasos libres a ésteres de ácidos grasos mediante un catión macroporoso, separar el biodiesel del poliol, reacondicionar los polioles mediante la unidad de limpieza, y/o reacondicionar el biodiesel para eliminar el poliol y/o el jabón a través de un ácido fuerte, un intercambiador de cationes macroporoso monodisperso. El intercambiador de iones se regenera en el lecho de mezcla con ácidos o bases minerales débiles.

El Documento de Patente de número DE 43 04 468 describe un proceso para la producción de ésteres de polioles de bajo color mediante esterificación de ácidos grasos o de ésteres de glicerina de ácidos grasos en presencia de entre 0, 001 a 0, 1 % en peso, basado en el ácido graso, de sales de litio con polioles, después de lo cual los polioles se tratan con agentes de blanqueo de una manera conocida. Los materiales son adecuados como aditivos de plásticos.

El Documento de Patente de número US 4.942.228 describe la preparación de poliésteres de polioles con un contenido reducido de color mediante transesterificación catalizada con bases de ésteres grasos de alquilo inferior pretratados (es decir, C1-C3) con polioles. El pretratamiento comprende las etapas de poner en contacto los ésteres grasos de alquilo (en estado líquido) con una base de alcóxido, separar los sólidos no disueltos procedentes de los ésteres, y luego destilar los ésteres.

Resumen de la invención Los polioles basados en aceites naturales que son intensos en color, por ejemplo, >40 APHA, se pueden decolorar cuando se exponen a luz visible de alta frecuencia y/o a luz UV de baja frecuencia, con o sin la combinación de calor y/o exposición al aire. La decoloración se puede llevar a cabo de manera eficaz a temperatura ambiente bajo nitrógeno, pero también se puede acelerar calentando el poliol durante la exposición a la luz, y especialmente se puede acelerar por la exposición al aire u oxígeno mientras se calienta y se expone a la luz. Típicamente, la longitud de onda de la luz está en el intervalo de 250 a 550 nanómetros (nm) .

En una realización, la invención es un proceso para decolorar un poliol de aceites naturales, el proceso comprende la etapa de exponer el poliol a radiación actínica de una longitud de onda de 250 a 550 nanómetros. En una realización, el poliol se pone en contacto con oxígeno al mismo tiempo que se expone a la radiación actínica. En una realización, el poliol se expone a la radiación actínica a una temperatura entre la ambiente y 120 °C. En una realización, el poliol se expone simultáneamente a la radiación actínica y al oxígeno a una temperatura entre la ambiente y 120 °C. En una realización, el poliol se deriva de un aceite vegetal.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1A es un gráfico de barras que reporta los resultados de la medición del color APHA de la decoloración del poliol bajo barridos de oxígeno y nitrógeno.

La Figura 1B es una representación esquemática de la disposición experimental usada para generar los resultados reportados en la Figura 1A.

La Figura 2 es un gráfico de líneas de la decoloración y la desactivación del catalizador concurrentes de un poliol tratado con luz y aire a 55 °C.

Descripción de la realización preferida Definiciones Salvo que se indique lo contrario, resulte implícito por el contexto, o sea habitual en la técnica, todas las partes y porcentajes se basan en peso y todos los métodos de prueba son actuales a la fecha de presentación de esta descripción.

Los intervalos numéricos en esta descripción son aproximados, y de este modo pueden incluir valores fuera del intervalo a menos que se indique lo contrario. Los intervalos numéricos incluyen todos los valores desde e incluyen los valores inferior y superior, en incrementos de una unidad, siempre que haya una separación de al menos dos unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. A modo de ejemplo, si una propiedad de composición, física u otra, tal como, por ejemplo, peso molecular, viscosidad, etc., es de 100 a 1.000, se pretende que todos los valores individuales, tales como 100, 101, 102, etc., y los sub intervalos, tales como 100 a 144, 155 a 170, 197 a 200, etc., están expresamente enumerados. Para los intervalos que contienen valores que son menores de uno o que contienen números fraccionarios mayores de uno (por ejemplo, 1, 1, 1, 5, etc.) , se considera una unidad que es 0, 0001, 0, 001, 0, 01 ó 0, 1 como la apropiada. Para los intervalos que contienen números de una cifra menor de diez (por ejemplo, 1 a 5) , se considera típicamente una unidad que es 0, 1. Estos son sólo ejemplos de lo que se pretende específicamente, y todas las posibles combinaciones de valores numéricos entre el valor más bajo y el valor más alto enumerado, se han de considerar para lo que se indica expresamente en esta descripción. Los intervalos numéricos se proporcionan dentro de esta descripción para, entre otras cosas, la longitud de onda de la luz y diversos parámetros del proceso.

Polioles Basados en Aceites Naturales Los polioles basados en aceites naturales (NOBP) son polioles basados en o derivados de recursos de materias primas renovables tales como aceites de semillas vegetales naturales y/o de plantas modificadas genéticamente y/o grasas de origen animal. Tales aceites y/o grasas están generalmente comprendidos de triglicéridos, es decir, ácidos grasos unidos entre sí con glicerol. Preferidos son los aceites vegetales que tienen al menos 70 por ciento de ácidos grasos insaturados en el triglicérido. Preferiblemente, el producto natural contiene al menos 85 por ciento en peso de ácidos grasos insaturados. Ejemplos de aceites vegetales preferidos... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para decolorar un poliol basado en aceites naturales, el proceso que comprende la etapa de exponer el poliol a la radiación actínica de una longitud de onda de 250 a 550 nanómetros. .

2. El proceso de la Reivindicación 1, en el que el poliol se expone a la radiación actínica a una temperatura entre la ambiente y 120 °C. 3. El proceso de la Reivindicación 2, en el que el poliol se pone en contacto simultáneamente con una fuente de oxígeno.

4. El proceso de la Reivindicación 1, en el que el poliol se deriva de un aceite vegetal.

5. El proceso de la Reivindicación 4, en el que el aceite vegetal se somete a transesterificación seguida por hidroformilación y luego hidrogenación para formar ésteres metílicos de ácidos grasos hidroximetilados.

6. El proceso de la Reivindicación 5, en el que los ésteres metílicos de ácidos grasos hidroximetilados se polimerizan para formar el poliol.

7. El proceso de la Reivindicación 6, en el que los ésteres metílicos de ácidos grasos hidroximetilados se polimerizan catalíticamente.

8. El proceso de la Reivindicación 7, en el que el catalizador es octoato estannoso.

9. El proceso de la Reivindicación 8, en el que catalizador residual de la polimerización se desactiva simultáneamente con la decoloración del poliol.

Figura 1A

Figura 2