Procedimiento para la eliminación de isocianato no transformado a partir de su producto de reacción.

Procedimiento para la eliminación de isocianato a partir de un producto de reacción de isocianato concompuestos reactivos frente a isocianatos,

caracterizado porque se aplica el producto de reacción sobre la superficiede un cuerpo rotatorio A, fluyendo el producto de reacción sobre la superficie del cuerpo rotatorio A a una zonaexterna de la superficie del cuerpo rotatorio A, y evaporándose en este caso isocianato, que se empleó para laobtención del producto de reacción y no se transformó, a partir de la mezcla.

Procedimiento para la eliminación de isocianato no transformado a partir de su producto de reacción La presente invención se refiere a un procedimiento para la eliminación de isocianato a partir de un producto de reacción de isocianato con compuestos reactivos frente a isocianatos.

Isocianatos son valiosas materias primas y se emplean, a modo de ejemplo, para la obtención de poliuretanos y poliureas. A tal efecto, los isocianatos se hacen reaccionar con polialcoholes, o bien poliaminas. Los productos obtenidos juegan un papel importante, a modo de ejemplo, en la obtención industrial de productos químicos, pegamentos, materiales sintéticos y pinturas. No obstante, debido a la distribución de pesos moleculares producida en la obtención, los productos de reacción contienen frecuentemente cantidades de isocianatos monómeros no transformados o productos de reacción de bajo peso molecular, que presentan grupos isocianato. Estos pueden desgasificarse a partir de los productos de reacción y constituir una carga para la salud del elaborador y clientes finales como substancias irritantes, sensibilizantes o tóxicas. Además, los isocianatos monómeros o productos de bajo peso molecular que quedan en el producto pueden influir desfavorablemente sobre las propiedades del producto.

Un método conocido para eliminar diisocianato monómero y productos de reacción de bajo peso molecular a partir de mezclas de reacción es una destilación. A modo de ejemplo, por la EP 105242A2 es conocida la reducción del contenido en monómero remanente de un producto de reacción de isocianato mediante destilación, con ayuda de un evaporador de capa fina, diluyéndose el producto de reacción en primer lugar con un disolvente inerte. No obstante, esto tiene el inconveniente de que al menos una parte de disolvente inerte permanece en el producto, y puede conducir a problemas en aplicaciones sucesivas. En el caso de cambios de producto es necesaria además una costosa limpieza de la instalación. Además, este método según el estado de la técnica es complicado técnicamente, y por consiguiente es costoso.

Por lo tanto, era tarea de la presente invención poner a disposición un procedimiento flexible desde el punto de vista del proceso y económico para la eliminación de isocianato a partir de un producto de reacción de isocianato con compuestos reactivos frente a isocianatos. El procedimiento será realizable de modo sencillo, y garantizará una calidad de producto buena y reproducible. Además, se podrán purificar también productos de reacción altamente viscosos sin la adición de un disolvente inerte.

La solución de este problema es un procedimiento para la eliminación de isocianato a partir de un producto de reacción de isocianato con compuestos reactivos frente a isocianatos, aplicándose el producto de reacción sobre la superficie de un cuerpo rotatorio A, fluyendo el producto de reacción sobre la superficie del cuerpo rotatorio A a una zona externa de la superficie del cuerpo rotatorio A, y evaporándose en este caso el isocianato, que se empleó para la obtención del producto de reacción y no se transformó, a partir de la mezcla.

El cuerpo rotatorio A se puede realizar en forma de disco, jarra, anillo o cono, considerándose preferente un disco giratorio horizontal, o que diverge de la horizontal en hasta 45º. Normalmente, el cuerpo A presenta un diámetro de 0, 10 m a 0, 30 m, preferentemente 0, 20 m a 2, 0 m, y de modo especialmente preferente de 0, 20 m a 1, 0 m. La superficie puede ser lisa o presentar, a modo de ejemplo, estructuras en forma de acanaladuras o espirales, que ejercen influencia sobre el tiempo de residencia de la mezcla de reacción. Convenientemente, el cuerpo A está incorporado en un depósito resistente respecto a las condiciones del procedimiento según la invención.

La velocidad de giro del cuerpo A, así como la cuota de dosificación del producto de reacción son variables. Habitualmente, la velocidad de reacción en revoluciones por minuto asciende a 1 hasta 20000, preferentemente 100 a 5000, y de modo especialmente preferente 500 a 3000. El volumen del producto de reacción, que se encuentra por unidad de área de la superficie caliente en el cuerpo rotatorio A, asciende típicamente a 0, 03 hasta 40 mL/dm2, preferentemente 0, 1 a 10 mL/dm2, de modo especialmente preferente 1, 0 a 5, 0 mL/dm2. El tiempo de residencia medio (media de frecuencia del espectro de tiempo de residencia) de la mezcla es dependiente, entre otras cosas, del tamaño de la superficie, del tipo de producto de reacción y del isocianato contenido, de la temperatura de la superficie, así como de la velocidad de giro del cuerpo rotatorio A, y normalmente se sitúa entre 0, 01 y 60 segundos, de modo especialmente preferente entre 0, 1 y 10 segundos, en especial 1 a 7 segundos, y por consiguiente se puede considerar marcadamente corto. Esto garantiza que la medida de posibles reacciones de descomposición y al formación de productos indeseables se reducen en gran medida, y por consiguiente se conserva la calidad de los substratos.

En una forma preferente de ejecución de la invención, la eliminación de isocianato se efectúa por medio de una instalación que presenta a) un cuerpo A rotatorio alrededor de un eje de rotación de disposición céntrica, y

ß) un sistema de dosificación.

En otra forma de ejecución, la instalación puede presentar un dispositivo de extinción. El dispositivo de extinción se presenta preferentemente como al menos una pared refrigerante que rodea el disco rotatorio, sobre la que incide el producto de reacción tras abandonar la superficie. En esta forma de ejecución, el procedimiento según la invención garantiza que el producto de reacción, a partir del cual se debe eliminar el isocianato, se pueda calentar fuertemente a través del cuerpo A en un tiempo muy corto, impidiéndose a través de la extinción subsiguiente reacciones secundarias indeseables, ocasionadas por vía térmica. El enfriamiento abrupto por medio del dispositivo de extinción se efectúa en un intervalo de un máximo de cinco segundos, preferentemente en el intervalo de sólo un segundo.

Para una eliminación efectiva de isocianato, también puede ser conveniente conducir el producto de reacción varias veces sobre la superficie del cuerpo rotatorio A. En otra forma de ejecución de la invención, la superficie se extiende a otros cuerpos rotatorios, de modo que el producto de reacción de la superficie del cuerpo rotatorio A llega a la superficie de al menos otro cuerpo rotatorio. Los otros cuerpos rotatorios presentan convenientemente estructura correspondiente al cuerpo A. Típicamente se alimenta entonces al cuerpo A los demás cuerpos con el producto de reacción. El producto de reacción abandona este cuerpo adicional, al menos uno, y después, en caso necesario, se puede enfriar de manera abrupta por medio del dispositivo de extinción.

Preferentemente se debe considerar que el producto de reacción sobre la superficie del cuerpo rotatorio A se presenta en forma de una película, que presenta un grosor medio entre 0, 1 µm y 6, 0 mm, preferentemente entre 60 y 1000 µm, de modo especialmente preferente entre 100 y 500 µm.

El procedimiento según la invención se puede llevar a cabo a presión normal o bajo ligera sobrepresión, y también en una atmósfera de gas protector anhidro. No obstante, convenientemente también se puede generar un vacío, habiéndose mostrado convenientes en suma presiones entre 0, 001 mbar y 1100 mbar, de modo especialmente preferente entre 0, 01 mbar y 40 mbar, en especial entre 0, 02 mbar y 20 mbar. Una forma preferente de ejecución de la presente invención prevé además que el isocianato se expulse con un gas o aire anhidro, en especial gas inerte. Además se debe considerar preferente aplicar un vacío, y descargar el isocianato evaporado con un gas o aire anhidro, en especial gas inerte.

La temperatura del cuerpo rotatorio A, en especial de la superficie dirigida a la mezcla, se puede variar en amplios intervalos, y depende tanto de los productos de reacción empleados, el isocianato, el tiempo de residencia en el cuerpo A, como también de la presión. Se han mostrado convenientes temperaturas entre 70 y 300ºC, de modo especialmente preferente entre 25 y 270ºC, en especial entre 150 y 250ºC. El cuerpo rotatorio A y/o el producto de reacción se puede calentar eléctricamente, con un líquido portador de calor, con vapor, con un láser, con radiación de microondas, o por medio de radiación infrarroja.

Además se ha mostrado conveniente condensar el isocianato evaporado en un cuerpo con una temperatura entre -196ºC y 120ºC, de modo especialmente preferente entre -78ºC y 20ºC, en especial entre -78 y 0ºC. En este contexto, una forma de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la eliminación de isocianato a partir de un producto de reacción de isocianato con compuestos reactivos frente a isocianatos, caracterizado porque se aplica el producto de reacción sobre la superficie de un cuerpo rotatorio A, fluyendo el producto de reacción sobre la superficie del cuerpo rotatorio A a una zona externa de la superficie del cuerpo rotatorio A, y evaporándose en este caso isocianato, que se empleó para la obtención del producto de reacción y no se transformó, a partir de la mezcla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo rotatorio A se presenta como un disco giratorio, sobre cuya superficie se aplica el producto de reacción.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la eliminación de isocianato se lleva a cabo por medio de una instalación que presenta a) un cuerpo A rotatorio alrededor de un eje de rotación, y

ß) un sistema de dosificación.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el producto de reacción se presenta sobre la superficie de un cuerpo rotatorio A en forma de una película, que presenta un grosor medio entre 0, 1 µm y 6, 0 mm.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tiempo de residencia medio de las substancias de contenido del producto de reacción en la superficie del cuerpo rotatorio se sitúa entre 0, 01 y 60 segundos.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la temperatura del cuerpo rotatorio se sitúa entre 70 y 300ºC.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la presión a la que se elimina el isocianato se sitúa entre 0, 001 mbar y 1100 mbar.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el isocianato evaporado se condensa en un cuerpo con una temperatura entre -196ºC y 120ºC.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque, directamente antes de la aplicación del substrato sobre la superficie del cuerpo rotatorio A, el contenido en isocianato se sitúa entre un 0, 01 y un 95 % en peso, referido al peso total del producto de reacción.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el contenido en isocianato en el producto de reacción, tras la evaporación de isocianato sobre la superficie de un cuerpo rotatorio A, se sitúa entre un 0, 001 y un 10 % en peso, referido al peso total del producto de reacción.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el producto de reacción, basado en la reacción de 1, 6-diisocianato de hexametileno (HDI) , 1-isocianato-3, 3, 5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano (IPDI) , diisocianato de 2, 4- y/o 2, 6-toluileno (TDI) y/o diisocianato de 4, 4’-, 2, 4’- y/o 2, 2’-difenilmetano (MDI) , diisocianato de m-xileno (MXDI) , diisocianato de m- o p-tetrametilxileno (m-TMXDI, p-TMXDI) , diisocianato de 4, 4’diciclohexilmetano (H12MDI) , 1, 5-diisocianato de naftalina, 1, 4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato de xilileno hidrogenado (H6XDI) , 1-metil-2, 4-diisocianato-ciclohexano, 1, 4-diisocianato de tetrametoxibutano, 1, 4-diisocianato de butano, 1, 6-diisocianato-2, 2, 4-trimetilhexano, 1, 6-diisocianato-2, 4, 4-trimetilhexano, 1-isocianato-1-metil-4 (3) isocianatometilciclohexano (IMCI) , así como diisocianato de 1, 12-dodecano (C12DI) con compuestos reactivos frente a isocianatos.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se elimina del producto de reacción preferentemente 1, 6-diisocianato de hexametileno (HDI) , 1-isocianato-3, 3, 5-trimetil-5isocianatometilciclohexano (IPDI) , diisocianato de 2, 4- y/o 2, 6-toluileno (TDI) y/o diisocianato de 4, 4’-, 2, 4’- y/o 2, 2’difenilmetano (MDI) , diisocianato de m-xileno (MXDI) , diisocianato de m- o p-tetrametilxileno (m-TMXDI, p-TMXDI) , diisocianato de 4, 4’-diciclohexilmetano (H12MDI) , 1, 5-diisocianato de naftalina, 1, 4-diisocianato de ciclohexano, diisocianato de xilileno hidrogenado (H6XDI) , 1-metil-2, 4-diisocianatociclohexano, 1, 4-diisocianato de tetrametoxibutano, 1, 4-diisocianato de butano, 1, 6-diisocianato-2, 2, 4-trimetilhexano, 1, 6-diisocianato-2, 4, 4

trimetilhexano, 1-isocianato-1-metil-4 (3) -isocianatometilciclohexano (IMCI) , así como diisocianato de 1, 12-dodecano (C12DI) .

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el producto de reacción, basado en polipropilendiol, polipropilentriol, polipropilenpoliol, polietilendiol, polietilentriol, polietilenpoliol, polipropilendiamina,

polipropilentriamina, polipropilenpoliamina, poli-THF-diamina, polibutadiendiol, poliesterdiol, poliestertriol, poliesterpoliol, poliestereterdiol, poliesteretertriol, poliestereterpoliol, polipropilendiol, polipropilentriol, poli-THF-diol, polihexanodiolcarbamatodiol, policaprolactamadiol, policaprolactamatriol y agua como compuestos reactivos frente a isocianatos 14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque se emplea un producto de reacción que se obtuvo mediante reacción de isocianato con compuestos reactivos frente a isocianatos en un reactor, que presenta a) un cuerpo caliente B rotatorio alrededor de un eje de rotación,

ß) un sistema de dosificación, y

y) una instalación de extinción,

a) aplicándose el isocianato y los compuestos reactivos frente a isocianatos por separado o como mezcla, en caso dado con otros componentes, con ayuda del sistema de dosificación en la superficie del cuerpo rotatorio B, de modo que una película que contiene compuestos reactivos frente a isocianatos e isocianato fluye sobre la superficie del cuerpo rotatorio B hacia una zona externa de la superficie caliente del cuerpo rotatorio B,

b) abandonando la película la superficie como producto de reacción que contiene poliuretano y/o poliurea, y

c) enfriándose la composición de reacción de manera abrupta por medio de la instalación de extinción tras abandonar la superficie caliente,

situándose la temperatura de la superficie del cuerpo rotatorio B entre 70 y 300ºC, y ascendiendo el enfriamiento abrupto de la composición de reacción efectuado por medio de la instalación de extinción al menos a 30ºC.