Sistemas reactivos.
Sistema reactivo, caracterizado por que
a) está presente al menos un componente (I) que contiene o consiste en partículas de un tamaño entre 5 nm y 500 μ
m, en forma finísimamente dividida
b) en una fase líquida a base de al menos otro componente (II) con el que el componente (I) puede reaccionar después de la activación mediante aportación de energía,
c) en donde las partículas del componente (I) no son solubles en el componente (II).
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/059650.
Solicitante: ELANTAS GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: Abelstr. 43 46483 Wesel ALEMANIA.
Inventor/es: LIENERT, KLAUS-WILHELM, SAWITOWSKI, THOMAS, BERKEI,Michael, AL-MASRI,MAJDI, VOEDISCH,SABINE, TECKLENBRUG,JANIN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01J35/02 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 35/00 Catalizadores en general, caracterizados por su forma o propiedades físicas. › sólidos.
- B01J37/00 B01J […] › Procedimientos para preparar catalizadores, en general; Procedimientos para activación de catalizadores, en general.
- C08F2/46 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 2/00 Procesos de polimerización. › Polimerización iniciada por energía ondulatoria o radiación corpuscular.
- C08F290/06 C08F […] › C08F 290/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómetos sobre polímeros modificados por introducción de grupos alifáticos insaturados terminales o laterales. › Polímeros previstos en la subclase C08G.
PDF original: ES-2535749_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Sistemas reactivos
La presente invención se refiere a sistemas dispersos que pueden ser activados mediante la aportación de energía, así como a un preparado no contaminante que tiene un escaso potencial de riesgo, y a un procedimiento para su preparación. La presente invención se refiere, asimismo, al uso, p. ej., como iniciador de la polimerización, endurecedory reticulante en la industria de los materiales sintéticos, así como a un procedimiento para llevara cabo la reacción de una forma controlada.
Estado conocido de la técnica:
Como iniciadores de la polimerización en la industria de los materiales sintéticos, así como en calidad de endurecedores y reticulantes en muchas aplicaciones se emplean peróxidos (Rómpp Chemie Lexikon, 1991, pág. 3297). Los peróxidos se disocian a temperatura elevada y forman radicales que inician la polimerización de dobles enlaces C-C en acrilatos, metacrilatos, estireno, viniltolueno, así como copolimerizaciones tales como, p. ej., entre el doble enlace del ácido maleico o fumárico con estireno. Sales de cobalto(ll) actúan como aceleradores y catalizan la descomposición.
Los peróxidos orgánicos contienen uno o varios grupos peróxido -0-0-. Este enlace no es estable, se descompone exotérmicamente y entrega 180 - 350 KJ/mol de calor, lo cual conduce a un aumento de temperatura (adiabática) de 400° - 800°C. Con ello, no es inofensivo el trato con peróxidos. Debido al gran potencial de riesgo, el legislador ha regulado de manera restrictiva el almacenamiento y el transporte. De en cada caso prescripciones válidas se pueden deducir detalles.
En el documento DE 2 632 294 se describe la preparación de diferentes benzopinacolslllléteres y su uso como Iniciadores de la polimerización. Estas sustancias actúan de manera similar a los peróxidos, pero no tienen su potencial de riesgo. El efecto como iniciadores de los radicales se basa en la disociación homolítica del enlace sencillo C-C tetrafenil-sustituido extremadamente largo. A diferencia de los peróxidos, la disociación es endotérmica y, en el caso de que no esté presente monómero alguno como participante en la reacción, es también reversible. Los benzopinacolslllléteres son complicados de preparar y, con ello, caros.
El propio benzoplnacol puede utilizarse también como Iniciador de los radicales para la polimerización de resinas de poliéster ¡nsaturadas (Helnrlch Wolfers et al. en "Die Makromolekulare Chemie", 1979 180, 3, págs. 649-655). No obstante, el benzoplnacol es muy difícilmente soluble en los sistemas a polimerizar y sedimenta. Con ello, los materiales homogéneos son difícilmente obtenibles. Hasta la fecha, a esto se oponía una aplicación Industrial.
Misión:
Misión de la presente invención era proporcionar sistemas o formulaciones que no presentaran los inconvenientes del estado conocido de la técnica o bien que posibilitaran una manipulación particularmente segura.
La presente invención se ha propuesto como misión, además, desarrollar un preparado que no sedimente y que polimerice o bien reticule sistemas insaturados bajo la influencia de calor. Además, debe poseer un menor potencial de riesgo en comparación con los peróxidos. Formulaciones que deben contener este preparado deben distinguirse por un tiempo en estado preparado mejorado.
Solución:
El problema se resuelve mediante un sistema reactivo disperso en el que un componente (I) está presente en forma finísimamente dividida en un componente (II), con el que puede reaccionar el componente (I) después de la activación mediante la aportación de energía, en donde el componente (I) no es soluble en el componente (II), un procedimiento para la preparación de las composiciones, un procedimiento para el control de la reacción y los correspondientes usos.
Definiciones de términos v expresiones:
En el marco de la presente invención, todos los datos cuantitativos, en la medida en que no se indique de otro modo, se han de entender como datos en peso.
En el marco de la presente invención, la expresión "temperatura ambiente" significa una temperatura de 23°C. Los datos de temperatura son, en la medida que no se indique lo contrario, en grados Celsius (°C).
En la medida en que no se indique lo contrario, las reacciones o bien etapas del procedimiento indicadas se llevan a cabo a presión normal/presión atmosférica, es decir a 1013 mbar.
Por irradiación actínica se entiende aquí y en lo que sigue radiación electromagnética tal como infrarroja, infrarroja cercana, luz visible, radiación UV o radiación Róntgen, en particular radiación UV o radiación corpuscular tal como radiación de electrones.
En el marco de la presente invención, los términos agente disolvente y disolvente son sinónimos. Disolventes inertes en el marco de la presente invención son aquellos que no reaccionan con los compuestos que deben iniciar o bien endurecer la formulación reactiva de acuerdo con la invención, es decir, que no son Incorporados químicamente en los productos resultantes, sino que permanecen físicamente separables. Por el contrario, disolventes reactivos son aquellos que pueden incorporarse químicamente en los productos resultantes.
El término (met)acrilo ha de comprender en el marco de la presente Invención tanto metacrilo como también acrilo o bien mezclas de ambos.
Por compuestos C-C lábiles se entienden en el marco de la presente invención aquellos compuestos que presentan enlaces C-C que se disocian fácilmente, en particular un enlace sencillo C-C con a) una longitud entre 1,522 y 1,750 Angstróm (1 Angstróm = 10*^° m), b) presentan un energía de disociación en el intervalo de 50 a 369 kJ/mol y que c) se disocian homolítlcamente a una temperatura de 60 a 150°C (a 1,013 bar).
En el marco de la presente Invención, los términos "activador", "Iniciador", "catalizador" y "monómero" se entienden tal como se definen en Rómpp Chemie Lexikon, 9" edición, editorial Thleme, palabras clave "Activadores" (página 81), "Iniciadores" (páginas 1985, 1986), "Catalizadores" (páginas 2169, 2170)y"Monómeros" (página 2847).
El término "monómeros" abarca en el marco de la presente Invención también a "diluyentes reactivos" tal como se definen en Rómpp Lexikon Lacke und Druckfarben, 1998, editorial Thleme, clave "Diluyente reactivo", páginas 491, 492.
En el marco de la presente Invención, las expresiones "sistemas reactivos" o bien "formulación reactiva" utilizadas abarcan sistemas o bien formulaciones que pueden reaccionar químicamente después de la aportación de energía.
Activación mediante aportación de energía significa que es necesaria una energía térmica mayor que la temperatura ambiente, y/o que la radiación del entorno (luz, UV, radiactividad natural, etc.) no es suficiente, sino que debe aportarse adlclonalmente energía mediante radiación actínica.
Los tamaños de partículas se han de considerar en el marco de la presente invención, en la medida que no se indique lo contrario, como tamaños de partículas determinados mediante espectrometría acústica, en particular mediante el espectrómero DT-1200 de Quantachrome GmbH & Co. KG.
Descripción detallada:
Conforme a la invención, se proporciona un sistema reactivo disperso en el que está presente al menos un componente (I) que contiene o consiste en partículas de un tamaño entre 5 nm y 500 pm, preferiblemente entre 1 pm y 300 pm, en forma finísimamente dividida en una fase líquida a base de al menos otro componente (II) con el que el componente (I) puede reaccionar después de la activación mediante aportación de energía, en donde el componente (I) no es soluble en el componente (II).
Conforme a la invención se proporciona, además, una formulación reactiva que se caracteriza por un componente reactivo sólido finísimamente dividido en un componente líquido (dispersión). En este caso, el componente reactivo sólido finamente dividido es al menos un compuesto que presenta enlaces C-C lábiles. Esta formulación reactiva es un ejemplo de componente (I) del sistema reactivo disperso.
Conforme a la invención se encontró también un procedimiento para la realización controlada de la reacción, en el que se prepara un sistema reactivo disperso, distribuyendo finísimamente
a) al menos un componente (I) activable mediante la aportación de energía a base de partículas de un tamaño entre 5 nm y 500 pm, preferiblemente entre 1 pm y 300 pm en
b) una fase líquida a base de al menos otro componente (II) con el que puede reaccionar después de la activación el componente (I) activable mediante la aportación de energía y en el que no es soluble.
Los sistemas reactivos dispersos... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Sistema reactivo, caracterizado porque
a) está presente al menos un componente (I) que contiene o consiste en partículas de un tamaño entre 5 nm y 500 pm, en forma finísimamente dividida
b) en una fase líquida a base de al menos otro componente (II) con el que el componente (I) puede reaccionar después de la activación mediante aportación de energía,
c) en donde las partículas del componente (I) no son solubles en el componente (II).
2. Sistema reactivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el componente (I) se elige del grupo consistente en
iniciadores para reacciones químicas, preferiblemente polimerizaciones, poliadiciones, policondensaciones, activadores para reacciones químicas, catalizadores para reacciones químicas,
monómeros para polimerizaciones, poliadiciones, policondensaciones y mezclas de los mismos.
3. Sistema reactivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que la aportación de energía tiene lugar mediante radiación actínica y/o energía térmica.
4. Sistema reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente (II) se elige del grupo consistente en
(i) al menos un polímero,
(¡i) uno o varios monómeros o mezclas de monómeros o (i¡¡) una mezcla a base de monómero(s) y polímero(s).
5. Sistema reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el componente (II) contiene adicionalmente al menos un disolvente, con la condición de que el disolvente no disuelva las partículas del componente (I).
6. Sistema reactivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el componente (II) se compone de una mezcla a base de monómero(s), polímero(s) y/o disolvente(s) que no disuelve las partículas del componente (').
7. Formulación reactiva que se compone de
(A) al menos un compuesto que presenta al menos un enlace C-C lábil,
(B) un disolvente o mezcla de disolventes en el que no es soluble el componente (A),
(C) eventualmente, uno o varios coadyuvantes de dispersión para el componente (A), en donde el compuesto (A) está presente en (B) en forma de un sólido dispersado con un tamaño de partículas entre 5 nm y 500 pm.
8. Formulación reactiva según la reivindicación 7, que se compone de
30-50% en peso, preferiblemente 35-45% en peso, de manera particularmente preferida 38-42% en peso de componente (A),
25-70% en peso, preferiblemente 35-60% en peso, de manera particularmente preferida 40-50% en peso de disolvente o mezcla de componente (B)
y
0-25% en peso, preferiblemente 5-20% en peso, de manera particularmente preferida 10-18% en peso de componente (C).
9. Formulación reactiva según la reivindicación 7 u 8, caracterizada por que para el componente (A) se emplean compuestos correspondientes a la fórmula general
**(Ver fórmula)**en donde las variables tienen, en cada caso independientemente una de otra, los siguientes significados:
Ri y R3 = radicales aromáticos que pueden estar sustituidos una a cinco veces con radicales alquilo y/o halógeno,
R2 y R4 = hidrógeno, radicales aromáticos que pueden estar sustituidos una a cinco veces con radicales alquilo y/o halógeno, o radicales alifáticos,
A y B = hidroxilo, radical alcoxi C1-C4 y/o halógeno,
preferiblemente 1,1,2,2-tetrafeniletanodiol, benzopinacoles sustituidos en los núcleos de
benceno, 1,2-di-terc -butiletanodiol y sus derivados,
y/o
2,3-dimet¡l-2,3-difen¡lbutano y poli-1,4-di¡soprop¡lbenceno.
10. Formulación reactiva según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada por que como componente (C) se emplean compuestos elegidos del grupo de sales de polímeros con grupos de carácter ácido, sales de ásteres de ácido fosfórico de copolímeros de elevado peso molecular con grupos afines a pigmentos, copolímeros de bloques de alto peso molecular con grupos afines a pigmentos y mezclas de los mismos, y/o como componente (B) se emplean disolventes elegidos del grupo que se compone de cortes de destilación con contenido en componentes aromáticos, mezclas de hidrocarburos exentas de componentes aromáticos, ásteres, éteres, estireno, viniltolueno, acrilato de butilo, metacrilato de butilo y mezclas de los mismos.
11. Procedimiento para la preparación de la formulación reactiva según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que
a) los componentes (A), (B) y (C) se mezclan entre sí y
b) luego se muelen hasta obtener una dispersión en la que el componente (A) está presente en un tamaño de partículas de 5 nm a 500 pm.
12. Uso de la formulación reactiva según una de las reivindicaciones 7 a 10 en la industria de los materiales sintéticos y/o en la industria electrónica para el endurecimiento de masas polimerizables, preferiblemente resinas de impregnación y/o fundibles o barnices, en particular de esmaltes para hilos y barnices aislantes.
13. Uso de los sistemas reactivos según una de las reivindicaciones 1 a 6 en la industria de los materiales sintéticos y/o en la industria electrónica, preferiblemente resinas de impregnación y/o fundibles o barnices, en particular de esmaltes para hilos y barnices aislantes.
14. Procedimiento para la realización controlada de la reacción, en el que se prepara un sistema reactivo, distribuyendo finísimamente
a) al menos un componente (I) activable mediante la aportación de energía a base de partículas de un tamaño entre 5 nm y 500 pm en
b) una fase líquida a base de al menos otro componente (II) con el que puede reaccionar después de la activación el componente (I) activable mediante la aportación de energía y en el que no es soluble.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que la distribución tiene lugar mediante molienda.
16. Composición que contiene una formulación reactiva según una de las reivindicaciones 7 a 10 y compuestos polimerizables o bien endurecibles, representando la composición preferiblemente un barniz, en particular un esmalte para hilos o barniz aislante, o resina de Impregnación o resina fundible.
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