Producción de una resina epoxídica sólida.

Un procedimiento mejorado para la preparación de un glicidil éter,

procedimiento que comprende someteruna mezcla de reacción, mezcla de reacción que comprende un compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, unaepihalohidrina, agua y un hidróxido inorgánico que es al menos uno de hidróxido de metal alcalino o un hidróxido demetal alcalinotérreo, a condiciones suficientes para producir una resina de glicidil éter, que es un sólido atemperatura ambiente, estando presentes el compuesto que contiene hidroxilos aromáticos y la epihalohidrina enuna relación de equivalente molar entre moles (un equivalente molar) de epihalohidrina y restos hidroxílicos delcompuesto que contiene hidroxilos aromáticos que cae dentro de un intervalo de 0,5:1 a 1:1, y estando presentes laepihalohidrina y el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo en una relación molar entre elhidróxido y la epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0,2:1 a 2:1, en el que la mejora comprende añadir undisolvente de reacción a la mezcla de reacción, siendo el disolvente de reacción al menos un alcohol-éter quecomprende tanto un resto de éter como un resto de alcohol

Producción de una resina epoxídica sólida Esta solicitud es una solicitud no provisional que reivindica prioridad sobre la solicitud provisional de patente de EE.UU. nº 61/086.311, expedida el 5 de agosto de 2008, titulada “Producción de resina epoxídica sólida”, cuyas enseñanzas se incorporan en la presente memoria como referencia, como si se reprodujera en su totalidad de aquí en adelante.

Esta invención se refiere de manera general a un método mejorado para la producción de glicidil éter, más específicamente un derivado de glicidilo de un compuesto con al menos un grupo hidroxílico aromático o un grupo de amina aromático por molécula. Se puede hacer referencia más comúnmente al glicidil éter o derivado de glicidilo como una resina epoxídica. Esta invención se refiere más particularmente a la preparación de resinas epoxídicas sólidas (RES) (en lugar de resinas epoxídicas líquidas (REL) ) , especialmente las que tienen un peso molecular suficiente para ser clasificado como un peso molecular de medio a alto.

La preparación de las RES, por reacción de un fenol polihidroxilado, una epihalohidrina y un hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo, sin el uso de un disolvente orgánico, conduce a problemas en el control de la calidad del producto en cuanto a, por ejemplo, uno o más de peso equivalente, peso molecular medio, punto de reblandecimiento del producto, viscosidad del fundido, y reactividad del epoxi. El producto de RES forma una fase de resina muy viscosa al final de la reacción (por ejemplo, las RES comunes con un peso equivalente de epoxi de 800 g/equivalente tienen una viscosidad superior a (>) 0, 02 metros cuadrados por segundo (m2/s) (20.000 centistokes (cSt) ) , a una temperatura de 120 grados centígrados (ºC) ) . Tal viscosidad limita la capacidad para controlar de manera fiable las reacciones secundarias, y conduce a problemas en la elaboración del producto de reacción. Además, tal viscosidad hace que la retirada de especies iónicas residuales, tales como el hidróxido de metal alcalino, el hidróxido de metal alcalinotérreo, y cualquier haluro que se produzca durante la preparación de la RES, sea muy difícil, conduciendo por lo tanto a un producto de RES con un contenido iónico residual indeseablemente alto (por ejemplo, más de 50 partes en peso de contenido de cloruros iónicos por partes por millón en peso de RES (ppm) ) . Un revestimiento preparado a partir de RES con un contenido de cloruros iónicos residuales superior a 50 ppm conduce a una propensión a la formación de ampollas y a la corrosión. Un alto contenido iónico residual también cataliza el progreso, ramificación y otras reacciones en resinas fundidas a altas temperaturas (por ejemplo, al menos (º) 120ºC) , lo que conduce, a su vez, a una alta variabilidad en las propiedades del producto, tales como peso equivalente y peso molecular medio del epoxi.

En la patente de EE.UU. 4.499.255 a Wang y cols. se enseña la preparación de REL por reacción de al menos un compuesto con al menos un grupo hidroxílico aromático o un grupo de amina aromático por molécula, con un exceso de al menos una epihalohidrina, en presencia de un hidróxido de metal alcalino. Wang y cols. requieren el uso de un disolvente orgánico que codestila con el agua y la epihalohidrina a un punto de ebullición inferior al punto de ebullición de otros agentes reaccionantes o componentes de la mezcla de reacción. Wang y cols. requieren también una retirada continua de agua por medio de codestilación, a una velocidad tal que el contenido de agua de la mezcla de reacción permanece por debajo del seis por ciento en peso, basado en el peso total de la mezcla de reacción.

La patente de EE.UU. 2.694.694 a Greenlee describe la preparación de glicidil éteres de alto punto de fusión (> 115ºC y hasta 150ºC o superior) , alto peso molecular (por ejemplo, un equivalente de epóxido de 1484 (ejemplo 2) o superior (2065 en el ejemplo 4) ) . La preparación incluye una relación molecular o molar entre clorhidrina y bisfenol > 1 a 1, pero generalmente inferior a (<) 1, 2 a 1, y el uso de un álcali acuoso tal como sosa cáustica.

La patente de EE.UU. 2.767.157 a Masters, se centra en la mejoras de producción de resinas, más particularmente en resinas de alto peso molecular y alto punto de fusión, haciendo reaccionar un fenol dihidroxilado con epiclorhidrina en presencia de un álcali cáustico acuoso. Masters requiere el uso de una pequeña cantidad de un disolvente orgánico que sea insoluble o sustancialmente insoluble en agua, pero que sea un disolvente para la epiclorhidrina y, a temperaturas elevadas, funcione como disolvente para la resina a esas temperaturas. El disolvente no debe tener tampoco grupos reactivos. Los disolventes ilustrativos incluyen nafta de alto punto de inflamación, xileno, esencias minerales, tolueno, y éteres de alto punto de ebullición (por ejemplo, di-n-butil éter) y cetonas (por ejemplo, ciclohexanona) que no contienen grupos reactivos.

En la patente de EE.UU. 2.848.435 a Griffin y cols. se discute un procedimiento para la preparación de resinas epoxídicas, que incluye el uso de un disolvente inerte para la resina y una relación molar de epihalohidrina por equivalente de hidroxilo fenólico superior a 0, 5:1. El disolvente inerte es un alcohol monohidroxilado secundario alifático, que está por lo demás desprovisto de cualquier grupo reactivo.

En algunas realizaciones, esta invención es un procedimiento mejorado para la preparación de un glicidil éter, procedimiento que comprende someter una mezcla de reacción, mezcla de reacción que comprende un compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, una epihalohidrina, agua, y un hidróxido inorgánico que es al menos uno de hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo, a condiciones suficientes para producir una resina de glicidil éter, que es un sólido a temperatura ambiente (nominalmente, 25 grados centígrados) , estando presentes el compuesto que contiene hidroxilos aromáticos y la epihalohidrina en una relación de equivalente molar entre los restos hidroxílicos del compuesto que contiene hidroxilos aromáticos y moles (un equivalente molar) de epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0, 5:1 a 1:1, y estando presentes la epihalohidrina y el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo en una relación molar entre el hidróxido y la epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0, 2:1 a 2:1, en el que la mejora comprende añadir un disolvente de reacción a la mezcla de reacción, siendo el disolvente de reacción al menos un alcohol-éter que comprende tanto un resto de éter como un resto de alcohol.

Cuando se enuncian intervalos en la presente invención, como en un intervalo desde 2 hasta 10, ambos puntos extremos del intervalo (por ejemplo, 2 y 10) y cada valor numérico, sea tal valor un número racional o un número irracional, están incluidos dentro del intervalo, a menos que se excluya específicamente de otra manera.

A menos que se indique lo contrario, implícito en el contexto, o habitual en la técnica, todas las partes y tantos por ciento están basados en peso.

En el procedimiento mejorado mencionado anteriormente, se somete una mezcla de reacción que comprende un compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, una epihalohidrina, un hidróxido orgánico que es al menos uno de hidróxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalinotérreo, y un disolvente de reacción, a condiciones suficientes para producir una resina de glicidil éter, que es un sólido a temperatura ambiente. El compuesto que contiene hidroxilos aromáticos y la epihalohidrina están presentes en la relación molar indicada en la reivindicación 1. Además, la epihalohidrina y el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo están presentes en una relación molar entre hidróxido y epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0, 2:1 a 2:1. El al menos un alcohol-éter comprende, consiste esencialmente en, consiste en, o contiene tanto un resto de éter como un resto de alcohol.

En algunas realizaciones, el procedimiento comienza formando una primera mezcla del fenol polihidroxilado (que tiene un primer contenido o contenido inicial de grupos hidroxílicos fenólicos sin reaccionar) , el hidróxido, agua y el alcohol-éter, y luego el procedimiento continua añadiendo la epihalohidrina a la primera mezcla para formar una segunda mezcla. Se deja que los componentes de la segunda mezcla reaccionen durante un periodo de tiempo suficiente para reducir o bajar el contenido inicial de grupos hidroxílicos (OH) fenólicos sin reaccionar hasta una segunda cantidad, adecuadamente baja (por ejemplo, preferiblemente < 20x10-5... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento mejorado para la preparación de un glicidil éter, procedimiento que comprende someter una mezcla de reacción, mezcla de reacción que comprende un compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, una epihalohidrina, agua y un hidróxido inorgánico que es al menos uno de hidróxido de metal alcalino o un hidróxido de metal alcalinotérreo, a condiciones suficientes para producir una resina de glicidil éter, que es un sólido a temperatura ambiente, estando presentes el compuesto que contiene hidroxilos aromáticos y la epihalohidrina en una relación de equivalente molar entre moles (un equivalente molar) de epihalohidrina y restos hidroxílicos del compuesto que contiene hidroxilos aromáticos que cae dentro de un intervalo de 0, 5:1 a 1:1, y estando presentes la epihalohidrina y el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo en una relación molar entre el hidróxido y la epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0, 2:1 a 2:1, en el que la mejora comprende añadir un disolvente de reacción a la mezcla de reacción, siendo el disolvente de reacción al menos un alcohol-éter que comprende tanto un resto de éter como un resto de alcohol.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el disolvente está presente en una relación de peso entre el disolvente de reacción y la epihalohidrina que cae dentro de un intervalo de 0, 1:1 a 10:1.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que el al menos un alcohol-éter se selecciona de un grupo que consiste en 1-metoxi-2-etanol, 1-etoxi-2-etanol, 1-butoxi-2-etanol, 1-metoxi-2-propanol, 1-etoxi-2-propanol, 1-isobutoxi-2-propanol, 1-fenoxi-2-propanol, 1-metoxi-2-butanol, 3-metoxi-1-butanol, 3-metoxi-3metilbutanol, éter monoisopropílico de etilenglicol, éter monoisobutílico de etilenglicol, éter mono-n-butílico de etilenglicol y éter mono-terc-butílico de etilenglicol.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, reivindicación 2 o reivindicación 3, en el que el disolvente de reacción tiene un punto de ebullición a presión atmosférica inferior a 200 grados centígrados.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el disolvente de reacción forma una mezcla azeotrópica con el agua, mezcla azeotrópica que hierve a una temperatura inferior a la temperatura a la que hierve el agua a presión atmosférica.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el disolvente comprende también una cantidad de un disolvente para dilución, disolvente para dilución que no tiene sustancialmente ningún resto que reaccione con uno o más del compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, la epihalohidrina, el hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo, y agua.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el hidróxido inorgánico es al menos un hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo seleccionado del grupo que consiste en hidróxido sódico, hidróxido potásico, e hidróxido de calcio; el compuesto que contiene hidroxilos aromáticos es al menos un fenol polihidroxilado seleccionado del grupo que consiste en bisfenol-A, bisfenol-F, un novolac de fenolformaldehído, un novolac de cresol-formaldehído, un novolac de bisfenol A-formaldehído, un trisfenol, un bifenol, un difenol e hidroquinona; y la epihalohidrina es al menos un miembro del grupo que consiste en epiclorhidrina, epibromhidrina, epiyodhidrina, metilepiclorhidrina, metilepibromhidrina, y metilepiyodhidrina.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las condiciones comprenden una temperatura dentro de un intervalo de 0 grados centígrados a 150 grados centígrados, y una presión dentro de un intervalo de 0, 1 baros a 10 baros.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el compuesto que contiene hidroxilos aromáticos, teniendo dicho compuesto un contenido inicial de grupos de fenoloxilo sin reaccionar, el hidróxido inorgánico, el agua y el disolvente de reacción forman una primera mezcla a la que se añade la epihalohidrina para formar una segunda mezcla.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el grupo que contiene hidroxilos aromáticos, teniendo dicho compuesto un contenido inicial de grupos de fenoloxi sin reaccionar, la epihalohidrina y el disolvente de reacción forman una primera mezcla a la que se añade el hidróxido inorgánico para formar una segunda mezcla.