Método de fabricación de policarbonato.

Un método de fabricación de un policarbonato, que comprende:

hacer reaccionar monómeros que comprenden un diaril carbonato activado y un compuesto dihidroxi a una temperatura de reacción en un reactor para formar una mezcla de reacción;

en donde el reactor comprende una tapa calefactora y un espacio abierto entre la tapa y la mezcla de reacción;

en donde el compuesto dihidroxi comprende una presión de vapor superior o igual a 0,01 kPa a la temperatura de reacción; y

en donde la temperatura del espacio abierto en el reactor es superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada, y/o en donde la temperatura de la tapa es superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada.

Método de fabricación de policarbonato Antecedentes El policarbonato es un termoplástico que tiene propiedades mecánicas excelentes tales como resistencia al impacto, resistencia térmica y transparencia. El policarbonato se usa de forma generalizada en muchas aplicaciones de ingeniería. Los policarbonatos se pueden preparar por diversos procesos que incluyen un proceso en estado fundido en el que un diéster carbónico se polimeriza en un reactor multifásico en presencia de un compuesto dihidroxi para dar un policarbonato fundido. El policarbonato también se puede preparar en un proceso en estado fundido mediante la reacción de un compuesto dihidroxi y un diaril carbonato activado. Continuamente son necesarios nuevos métodos y aparatos de fabricación de policarbonato.

Breve descripción Un método de fabricación de policarbonato comprende hacer reaccionar un diaril carbonato activado y un compuesto dihidroxi en un reactor para formar una mezcla de reacción. El reactor comprende una tapa calefactora y un espacio abierto entre la tapa y la mezcla de reacción. El compuesto dihidroxi comprende una presión de vapor superior o igual a 0, 01 kPa a la temperatura de reacción. La temperatura del espacio abierto, la temperatura de la tapa o la temperatura del espacio abierto y la tapa se mantiene a una temperatura suficiente para impedir la acumulación de diaril carbonato activado, el compuesto dihidroxi, o ambos sobre la tapa. Por ejemplo, la temperatura del espacio abierto, la tapa, o ambos puede ser superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una gráfica que ilustra la sensibilidad al peso molecular cuando se modifica la relación molar de carbonato a BPA.

La Figura 2 es una gráfica que ilustra un pico de peso molecular en el producto final cuando el reactor trabaja sin una tapa calefactora frente al número de muestra.

La Figura 3 es un esquema de un aparato para la fabricación de policarbonato como se desvela en el presente documento.

La Figura 4 es una vista que ilustra el diseño de la tapa calefactora del reactor desvelada en el presente documento.

La Figura 5 es una gráfica que ilustra la estabilidad del peso molecular conseguida con la tapa calefactora del reactor desvelada en el presente documento y comparada con la estabilidad molecular obtenida con una tapa no calefactora.

La Figura 6 es una gráfica que ilustra la velocidad de cambio del par del extrusor en diversos casos.

La Figura 7 es un cuadro que ilustra la comparación estadística de las pendientes para diversos cambios en la velocidad del par.

La Figura 8 es una fotografía que ilustra los resultados cuando se usa fenol carbonato como medio disolvente en una composición que contiene fenol e hidroquinona.

La Figura 9 es una fotografía que ilustra los resultados cuando se usa metil salicilato como medio disolvente en una composición que comprende metil salicilato e hidroquinona.

Descripción detallada El policarbonato se puede producir en estado fundido en un reactor o en una serie de reactores en los que las condiciones de reacción, las temperaturas, y las presiones se modifican para hacer que las cadenas poliméricas crezcan y reduzcan la cantidad de monómero libre presente en la mezcla de reacción. El proceso de polimerización fundida basado en diaril carbonato activado, que tiene una alta reactividad, permite la incorporación de una gran variedad de monómeros a la cadena polimérica debido a la alta reactividad del donador de carbonato. El peso molecular del polímero en el proceso de polimerización fundida basado en diaril carbonato activado se puede variar modificando la relación molar del carbonato al compuesto dihidroxi (es decir, la estequiometría) . Pequeñas variaciones en esta relación pueden provocar grandes diferencias en el peso molecular como se ilustra en la Figura 1. La Figura 1 representa una gráfica que ilustra una comparación de la sensibilidad del peso molecular a la variación de la relación molar en un proceso de polimerización fundida con un difenil carbonato frente al proceso de polimerización fundida con un diaril carbonato activado (por ejemplo, bismetilsalicil carbonato (BMSC) ) . Como se puede observar en la Figura 1, variaciones en la relación molar del diaril carbonato activado al compuesto dihidroxi (por ejemplo, bisfenol A (BPA) ) pueden generar grandes diferencias en el peso molecular del polímero en comparación con la polimerización fundida usando difenil carbonato.

Así, se puede usar la velocidad de cambio del peso molecular (Mw) en comparación con la relación molar (MR) de carbonato al compuesto dihidroxi para determinar si un diaril carbonato determinado está activado o no. Esto viene dado por la siguiente ecuación en la que el valor absoluto de la relación del peso molecular a la relación molar de un

diaril carbonato no activado (por ejemplo, difenil carbonato) es menor a 1, 5 veces el valor absoluto de la relación del peso molecular a la relación molar de un diaril carbonato activado.

En una reacción de polimerización a escala industrial usando un diaril carbonato activado y un compuesto dihidroxi que tiene una presión de vapor a la temperatura de reacción, se observaron picos bruscos en el peso molecular final incluso aunque las condiciones de reacción se mantuviesen constantes. La investigación llevó a la conclusión de que el control estequiométrico de la reacción de polimerización se había visto comprometido. De forma sorprendente se descubrió que la distribución de temperaturas en el reactor no era consistente. La inconsistencia en la temperatura dentro del reactor permitió la acumulación de monómeros libres en las zonas más frías de la tapa del reactor o en el espacio abierto del reactor (por ejemplo, el espacio de vapor, espacio localizado entre la tapa y la mezcla de reacción, o sobre la propia tapa) hasta que una fracción o todo el monómero libre acumulado volvía a caer a la mezcla de reacción. Esto produjo los picos de pesos moleculares observados en la Figura 1 con el proceso de carbonato activado. Se ha propuesto la teoría de que el monómero libre se desvolatiliza de la mezcla de reacción y que a continuación se deposita, se acumula, y vuelve a la mezcla de reacción en lotes, alterando así el control estequiométrico consistente de la reacción. Estas observaciones no se realizaron cuando se llevaron a cabo experimentos equivalentes usando difenil carbonato en lugar de diaril carbonato activado. Esto indicaba que el control estequiométrico consistente de la reacción era un factor a considerar cuando se realiza la polimerización en estado fundido con un diaril carbonato activado.

Los métodos desvelados en el presente documento pueden prevenir la formación de depósitos de monómero en el espacio abierto de un reactor en un proceso de polimerización fundida de un policarbonato manteniendo la temperatura de la superficie del reactor que está expuesta a los vapores de reacción a una temperatura que es superior o igual a 5 °C por debajo del punto de fusión de la temperatura del monómero con la temperatura de fusión más elevada usado en la reacción de polimerización. La temperatura de la superficie del reactor expuesta a los vapores de reacción puede ser superior o igual al punto de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada. En una realización, la temperatura de la superficie del reactor que está expuesta a los vapores de reacción se puede mantener a una temperatura inferior o igual a 15 °C por encima del punto de fusión del monómero con la temperatura de fusión más elevada usado en la reacción de polimerización. En algunos casos, el monómero con el punto de fusión más alto es la hidroquinona. La temperatura del espacio abierto entre la superficie de la mezcla de reacción y la tapa puede ser la misma que la temperatura de la tapa que se ha descrito anteriormente. También se contempla que la temperatura del espacio abierto pueda ser inferior a la temperatura de la tapa. Además, se contempla que la temperatura del espacio abierto pueda caer dentro de los intervalos descritos anteriormente en relación a la tapa pero que aun así difieran de la temperatura de la tapa.

Por ejemplo, cuando se usa difenil carbonato (DPC) en lugar de un diaril carbonato activado (por ejemplo, bismetilsalicil carbonato) , no se observan las desviaciones en el peso molecular y la dificultad para controlar el peso molecular debido a los cambios repentinos en la relación molar del carbonato a compuesto dihidroxi en el reactor. El proceso con DPC en general puede proseguir durante más de una semana o incluso más de 10 días sin problemas debido a la estequiometría. Sin querer... [Seguir leyendo]

1. Un método de fabricación de un policarbonato, que comprende:

hacer reaccionar monómeros que comprenden un diaril carbonato activado y un compuesto dihidroxi a una temperatura de reacción en un reactor para formar una mezcla de reacción; en donde el reactor comprende una tapa calefactora y un espacio abierto entre la tapa y la mezcla de reacción; en donde el compuesto dihidroxi comprende una presión de vapor superior o igual a 0, 01 kPa a la temperatura de reacción; y

en donde la temperatura del espacio abierto en el reactor es superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada, y/o en donde la temperatura de la tapa es superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada.

2. Un método de fabricación de un policarbonato, que comprende:

hacer reaccionar monómeros que comprenden un diaril carbonato activado y un compuesto dihidroxi a una temperatura de reacción en un reactor para formar una mezcla de reacción; en donde el reactor comprende una tapa calefactora y un espacio abierto entre la tapa y la mezcla de reacción; en donde el compuesto dihidroxi comprende una presión de vapor superior o igual a 0, 01 kPa a la temperatura de reacción; en donde la temperatura del espacio abierto en el reactor es inferior a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada; y en donde la temperatura de la tapa es superior o igual a la temperatura de fusión del monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el monómero que tiene la temperatura de fusión más elevada es el compuesto dihidroxi.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto dihidroxi comprende 30 hidroquinona.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto dihidroxi comprende una combinación de hidroquinona y bisfenol A.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diaril carbonato activado comprende bismetilsalicil carbonato.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tapa del reactor está aislada.