Procedimiento para fabricar resinas epoxi líquidas.

Un procedimiento para la producción de resinas epoxi líquidas,

procedimiento que comprende:

Poner en contacto un fenol polihídrico y una epihalohidrina en presencia de un catalizador iónico paraformar un producto intermedio de reacción tipo halohidrina;

Concurrentemente:

Hacer reaccionar una porción del producto intermedio de reacción tipo halohidrina con un hidróxidoalcalino para formar una sal sólida suspendida en una mezcla líquida que comprende un productodeshidrohalogenado y el compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar, en el que el hidróxidoalcalino se usa en menos que la cantidad estequiométrica; y

Separar agua y epihalohidrina como un vapor de la mezcla de reacción;

Separar la sal sólida de la mezcla líquida;

Hacer reaccionar al menos una porción del compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar con unhidróxido alcalino en presencia de agua para formar una mezcla orgánica que comprende una resina epoxiy epihalohidrina sin reaccionar y una disolución acuosa que comprende una sal;

Separar la mezcla acuosa de la mezcla orgánica; y

Separar la epihalohidrina sin reaccionar de la resina epoxi líquida.

Procedimiento para fabricar resinas epoxi líquidas.

Antecedentes de la descripción.

Campo de la descripción.

Las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren en general a un procedimiento para fabricar resinas epoxi líquidas por reacción de un fenol polihídrico con una epihalohidrina usando un catalizador aniónico. El producto de reacción resultante puede deshidrohalogenarse a continuación usando un hidróxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalino térreo en dos etapas de reacción. Las reacciones de deshidrohalogenación se realizan para conseguir un alto rendimiento de materia prima a la vez que se evitan los problemas asociados con la formación de polímeros insolubles.

Antecedentes En la fabricación de resinas epoxi, puede conseguirse un alto rendimiento de la materia prima separando el agua durante la deshidrohalogenación con hidróxidos alcalinos para mantener un bajo contenido de agua. Sin embargo, las reacciones hechas en estas condiciones son susceptibles a la formación de polímeros insolubles, los cuales pueden provocar problemas en las etapas subsiguientes de procesado.

En contraste, las reacciones de deshidrohalogenación hechas sin eliminación de agua pueden ser menos susceptibles a la formación de polímeros, pero también dan lugar a un menor rendimiento de la materia prima. Otra dificultad con las reacciones de deshidrohalogenación hechas con eliminación de agua es la dificultad en obtener un producto con baja variabilidad, debido a la sensibilidad de los cloruros hidrolizables del producto a la cantidad de sosa caústica añadida.

Como resultado de lo anterior, frecuentemente se usan reacciones después del tratamiento para conseguir las concentraciones deseadas de cloruros hidrolizables y con frecuencia tiene que hacerse el reprocesamiento del material.

El documento GB 1278737 describe un procedimiento en el cual se hacen reaccionar bisfenol-A y epiclorhidrina con un catalizador, y luego se deshidroclora usando 80-99 por ciento de la cantidad estequiométrica de sosa cáustica en un reactor con destilación azeotrópica. A continuación, la epiclorhidrina sin reaccionar se separa por evaporación y la resina epoxi extraída se combina con un disolvente y luego se somete a una segunda reacción de deshidrocloración.

El documento US 3221032 describe un procedimiento en el cual bisfenol-A y epiclorhidrina se hacen reaccionar con un catalizador a 125°C o por encima, luego se somete la mezcla a una reacción de deshidrohalogenación usando un hidróxido alcalino, hidróxido alcalino térreo u otra base.

El documento US 4582892 describe un procedimiento en el cual bisfenol-A y epiclorhidrina se hacen reaccionar con un catalizador para formar un compuesto intermedio tipo halohidrina, luego se separa la epiclorhidrina y se añade un disolvente, y luego se somete la mezcla resultante a una reacción de deshidrohalogenación.

El documento CH 575405 describe un procedimiento en el cual bisfenol-A y epiclorhidrina se hacen reaccionar con un catalizador para formar un compuesto intermedio tipo halohidrina, luego se deshidrohalogena con un álcali estando presente o separándose el exceso de epiclorhidrina. La etapa de deshidrohalogenación se hace de tal forma que no se forme ninguna sal sólida.

El documento US 4373073 describe un procedimiento en el cual bisfenol-A y epiclorhidrina se hacen reaccionar para formar un compuesto intermedio tipo clorohidrina éter, y luego se añade un catalizador de amonio cuaternario o similar para acelerar las reacciones de transferencia de fase durante la etapa de deshidrohalogenación.

El documento JP 11158248 describe un procedimiento en el cual un fenol polihídrico o monofuncional y epiclorhidrina se hacen reaccionar con 0, 2 a 0, 9 equivalentes de hidróxido de metal alcalino con destilación azeotrópica para separar el agua, y a continuación con hidróxido de metal alcalino adicional después de que "la presión se haga retornar a la normal" y se añada un disolvente orgánico.

El documento JP 58-24578 describe un procedimiento en el cual un fenol y una epihalohidrina se hacen reaccionar usando un catalizador tipo amina cuaternaria, y luego se deshidrohalogena con un hidróxido alcalino mientras se separa el agua.

El GB 778887 describe un procedimiento en el cual un fenol polihídrico y una epihalohidrina se eterifican y se deshidrohalogenan parcialmente en un medio alcalino usando 90-98 por ciento de un equivalente de hidróxido de metal alcalino por equivalente de hidroxilo fenólico. A continuación, el exceso de epihalohidrina se separa y se realiza una segunda etapa de deshidrohalogenación, opcionalmente en un disolvente.

Por consiguiente, existe una necesidad de procedimientos para la fabricación de resinas epoxi líquidas (LER) con un alto rendimiento de la materia prima y sin formación de polímeros. Tales procedimientos deben tener alta fiabilidad y bajo coste. Adicionalmente, los procedimientos deben tener baja variabilidad, evitando la necesidad de volver a tratar el producto.

Compendio de la descripción En un aspecto, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a un procedimiento para la producción de resinas epoxi líquidas, que comprende:

Poner en contacto un fenol polihídrico y una epihalohidrina en presencia de un catalizador iónico para formar un producto intermedio de reacción tipo halohidrina;

Concurrentemente:

Hacer reaccionar una porción del producto intermedio de reacción tipo halohidrina con un hidróxido alcalino para formar una sal sólida suspendida en una mezcla líquida que comprende un producto deshidrohalogenado y el compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar, en el que el hidróxido alcalino se usa en menos que la cantidad estequiométrica; y

Separar agua y epihalohidrina como un vapor de la mezcla de reacción;

Separar la sal sólida de la mezcla líquida;

Hacer reaccionar al menos una porción del compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar con un hidróxido alcalino en presencia de agua para formar una mezcla orgánica que comprende una resina epoxi y epihalohidrina sin reaccionar y una disolución acuosa que comprende una sal;

Separar la mezcla acuosa de la mezcla orgánica; y separar la epihalohidrina sin reaccionar de la resina epoxi líquida.

Otros aspectos y ventajas serán evidentes por la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo simplificado del procedimiento, que ilustra un procedimiento para fabricar resinas epoxi líquidas según las realizaciones descritas en la presente memoria.

Descripción detallada En un aspecto, las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren a un procedimiento para fabricar resinas epoxi líquidas por reacción de un fenol polihídrico con una epihalohidrina usando un catalizador aniónico. El producto de reacción resultante puede deshidrohalogenarse a continuación usando un hidróxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalino térreo en dos etapas de reacción. Las reacciones de deshidrohalogenación se realizan para conseguir un alto rendimiento de la materia prima a la vez que se evitan los problemas asociados con la formación de polímeros insolubles.

Los procedimientos descritos en la presente memoria incluyen la reacción de un fenol polihídrico, tal como bisfenol-A, con una epihalohidrina, tal como epiclorhidrina, usando un catalizador de amonio cuaternario. El producto de reacción resultante se deshidrohalogena a continuación parcialmente usando 80-95 por ciento de la cantidad estequiométrica de sosa caústica en un reactor agitado en el que el contenido de agua se controla por evaporación. A continuación, la sal sólida formada en este reactor se separa por centrifugación y se trata para recuperar la resina. Lo que queda en centrifugado se pone entonces en contacto con una mezcla de sosa caústica/agua en un segundo reactor para finalizar la deshidrohalogenación, y la concentración de agua se mantiene para impedir la formación de polímeros. El efluente del reactor se pone a continuación en contacto con agua para separar las impurezas iónicas. Los componentes volátiles, incluyendo el exceso de epiclorhidrina, se separan por extracción para dar un producto tipo resina epoxi líquida, el cual tiene un bajo contenido de cloruros hidrolizables.

Fenoles polihídricos adecuados que pueden usarse en las realizaciones descritas en la presente memoria incluyen, por ejemplo, los fenoles polihídricos mononucleares y polinucleares representados por las fórmulas (R) 2-Ph- (A) n-Ph

(R) 2, R-Ph-[A-Ph]m-R, R-Ph-A'- (Ph-R) 2, y en las que Ph representa... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la producción de resinas epoxi líquidas, procedimiento que comprende:

Poner en contacto un fenol polihídrico y una epihalohidrina en presencia de un catalizador iónico para formar un producto intermedio de reacción tipo halohidrina;

Concurrentemente:

Hacer reaccionar una porción del producto intermedio de reacción tipo halohidrina con un hidróxido alcalino para formar una sal sólida suspendida en una mezcla líquida que comprende un producto deshidrohalogenado y el compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar, en el que el hidróxido alcalino se usa en menos que la cantidad estequiométrica; y

Separar agua y epihalohidrina como un vapor de la mezcla de reacción;

Separar la sal sólida de la mezcla líquida;

Hacer reaccionar al menos una porción del compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar con un hidróxido alcalino en presencia de agua para formar una mezcla orgánica que comprende una resina epoxi y epihalohidrina sin reaccionar y una disolución acuosa que comprende una sal;

Separar la mezcla acuosa de la mezcla orgánica; y

Separar la epihalohidrina sin reaccionar de la resina epoxi líquida.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, que además comprende poner en contacto la mezcla orgánica con agua para separar las especies iónicas y las impurezas solubles en agua de la mezcla orgánica.

3. El procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, que además comprende tratar la sal sólida separada de la mezcla líquida para recuperar al menos una de la epihalohidrina y la resina epoxi líquida.

4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el contacto de un fenol polihídrico y una epihalohidrina se realiza a una temperatura en el intervalo de 20°C a 100°C.

5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la epihalohidrina y el fenol polihídrico se ponen en contacto en una relación molar, epihalohidrina a fenol polihídrico, dentro del intervalo de 2:1 a 20:1.

6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el catalizador iónico comprende al menos un haluro de amonio cuaternario, un compuesto de fosfonio cuaternario, un compuesto de sulfonio, y una resina de intercambio de iones.

7. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la reacción de una porción del producto intermedio de reacción tipo halohidrina con un hidróxido alcalino se realiza a una temperatura en el intervalo de 30°C a 90°C y a una presión dentro del intervalo de 0, 05 a 0, 9 bar, y en el que el hidróxido alcalino se usa en menos que 98 por ciento de la cantidad estequiométrica.

8. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el hidróxido alcalino comprende hidróxido de sodio.

9. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que, durante la reacción de una porción del producto de reacción intermedio tipo halohidrina, el hidróxido alcalino se usa en de 80 por ciento a 95 por ciento de la cantidad estequiométrica.

10. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la reacción de al menos una porción del compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar se realiza a una temperatura de menos que 50°C, y en el que, durante la reacción de al menos una porción del compuesto intermedio tipo halohidrina sin reaccionar, el hidróxido alcalino se usa en una cantidad mayor que la estequiométrica.