Método para la producción de polieteralcoholes a partir de indicadores insaturados con átomos activos de hidrógeno.

Método para la producción de polieteralcoholes mediante la reacción de por lo menos un óxido de alquileno conpor lo menos un iniciador insaturado con por lo menos un átomo de hidrógeno activo por molécula bajó catálisisbásica,

caracterizado porque la alcoxilación es ejecutada en por lo menos dos etapas, donde en la primera etapa(I) se realiza la alcoxilación del o de los iniciadores con máximo 10 mol de óxido de alquileno por mol de iniciadorcon una concentración de catalizador de máximo 0,00415 mol de catalizador básico por mol de iniciador, y en laetapa (II) y la o las etapas siguientes el o los iniciadores alcoxilados de la etapa (I) reaccionan con otro óxido dealquileno a una concentración de catalizador de por lo menos 0,015 mol de catalizador básico por mol de iniciador.

Método para la producción de polieteralcoholes a partir de iniciadores insaturados con átomos activos de hidrógeno

La presente invención se refiere a un método para la producción de polieteralcoholes mediante reacción de por lo menos un óxido de alquileno con por lo menos un iniciador insaturado con por lo menos un átomo activo de hidrógeno por molécula bajo catálisis básica,

caracterizado porque se ejecuta la alcoxilación en por lo menos dos etapas,

donde en la etapa (I) se realiza la alcoxilación del o de los iniciadores con máximo 10 mol de óxido de alquileno por mol de iniciador con una concentración del catalizador de máximo 0, 00415 mol de catalizador básico por mol de iniciador, y

en la etapa (II) y las, dado el caso, siguientes etapas se hace reaccionar el o los iniciadores alcoxilados de la etapa

(I) con otro óxido de alquileno a una concentración del catalizador de por lo menos 0, 015 mol del catalizador básico por mol de iniciador.

Los alcoholes alcoxilados se usan de manera muy versátil, por ejemplo como emulsificantes y como o para la producción de mejoradores de la fluidez en materiales de construcción como por ejemplo concreto. Ellos se producen comúnmente mediante alcoxilación de alcoholes.

EP 1, 069, 139 describe, además de la producción y empleo de dispersiones acuosa de polímeros, la producción de alil-o vinileteralcoholalcoxilatos mediante transformación de alil- o vinileteralcoholes (por ejemplo 4hidroxibutilvinileter) bajo catálisis básica (metanolato de sodio como catalizador) con óxido de alquileno (óxido de etileno y/u óxido de propileno) . La reacción del 4-hidroxibutilviniléter con óxido de alquileno ocurre en una etapa después de la adición de 0, 2 mol de solución de metanolato como catalizador.

DE 100, 20, 670 describe derivados de organosiloxanilo modificados con polialquilenglicol, los cuales son obtenidos mediante reacción de organosiloxanos con vinileteralcoxilatos. Tales vinileteralcoxilatos son producidos así mismo mediante alcoxilación de vinileteralcoholes (hidroxibutilvinileter) bajo catálisis básica (0, 2 mol de solución de metanolato) .

En los escritos citados se describe que para la reacción con el óxido de alquileno, el iniciador insaturado está presente con una concentración relativamente alta de catalizador básico (0, 459 mol de solución de metanolato de sodio por mol de vinileteralcohol) . Elevadas concentraciones de catalizador básico conducen a una elevada velocidad de reacción del óxido de alquileno con el iniciador, lo cual es muy deseable por razones de rendimiento espacio-tiempo y con ello de la economía del método.

Sin embargo, las mediciones de calorimetría diferencial dinámica sobre mezclas de iniciadores sensibles como en particular alil- o vinileteralcoholes con catalizadores básicos, por ejemplo hidróxido o metanolato de sodio o potasio revelan que a elevadas concentraciones de catalizador (mayores a 0, 07 mol de catalizador básico por mol de alcohol iniciador) , éstas mezclas de alil- o vinileteralcoholes con los catalizadores básicos, ya a temperaturas arranque de 150 a 170°C muestran reacciones secundarias que son tan exotérmicas que conducen a estados incontrolables en el reactor.

En el marco de la presente invención se entiende por temperaturas de arranque, aquellas temperaturas a las cuales comienzan a ocurrir reacciones peligrosamente exotérmicas (más de 200 kJ/kg) . Pueden determinarse las temperaturas de arranque ventajosamente mediante la calorimetría diferencial (DSC) , por ejemplo mediante calorimetría diferencial dinámica. Puesto que tales temperaturas de arranque determinadas exhiben una dependencia frente a la velocidad de calentamiento de la calorimetría diferencial dinámica, las temperaturas de arranque mencionadas se refieren siempre a una velocidad de calentamiento de 2, 5 K/min (o bien 2, 5 °C/min) .

Este hallazgo fue tanto más sorprendente puesto que los vinileteralcoholes son estabilizados por regla general con bases (por ejemplo KOH) y los vinileteralcoholes puros estabilizados con bases en las mediciones de calorimetría diferencial dinámica por regla general no muestran hasta 320 a 350°C estas reacciones secundarias.

Para garantizar la seguridad de una instalación de alcoxilación, debe operarse ésta de modo que la temperatura máxima que se puede alcanzar mediante la conducción de la reacción, la cual en el caso extremo puede tomar algún tiempo, está aproximadamente 100 °C por debajo de la temperatura de arranque más baja de una reacción secundaria exotérmica.

Para poder operar segura y al mismo tiempo económicamente una instalación de alcoxilación, la temperatura de arranque de la reacción secundaria no debería caer por debajo de 290°C.

Por consiguiente había el objetivo de encontrar un método para la reacción de compuestos insaturados, los cuales exhibieran por lo menos un átomo activo de hidrógeno por molécula, con óxidos de alquileno bajo catálisis básica, que fuera económico, por consiguiente permitiera altos rendimientos espacio-tiempo, y garantizara la seguridad de la instalación de producción.

Una posible solución para hacer factible la alcoxilación de tales iniciadores sensibles, fue dotar la instalación de alcoxilación con enormes medidas de seguridad como por ejemplo depósitos de extinción. Por regla general un depósito de extinción es un gran contenedor de presión cuyo volumen es varias veces el de la carga que se va a producir y el cual siempre está lleno hasta un cierto porcentaje con agua u otro líquido. En el caso de que durante una alcoxilación la temperatura en el reactor alcance un valor por dentro de la zona de 100 K de la temperatura de arranque, se comprime el contenido del reactor en un tiempo muy corto mediante el sistema de seguridad en el contenedor de extinción y así se detiene la reacción no deseada. Sin embargo la instalación del depósito de extinción está ligada con elevadas inversiones y no siempre es posible en instalaciones existentes debido a limitaciones espaciales. Por regla general, tales medidas adicionales de seguridad son por consiguiente muy costosas.

El objetivo pudo ser logrado mediante el método definido al principio.

Los estudios muestran que las temperaturas de arranque para las peligrosas reacciones secundarias exotérmicas de los iniciadores insaturados catalizadas con bases muestran una dependencia con la concentración del catalizador básico en el iniciador.

En el método acorde con la invención para la producción de polieteralcoholes mediante reacción de por lo menos un óxido de alquileno con por lo menos un iniciador insaturado con por lo menos un átomo activo de hidrógeno por molécula bajo catálisis básica, se procede de modo que la alcoxilación es ejecutada en por lo menos dos etapas, por ejemplo dos a cuatro etapas, en particular dos etapas, donde en la etapa (I) se ejecuta la alcoxilación del o de los iniciadores con máximo 10 mol de óxido de alquileno por mol de iniciador con una concentración de catalizador de máximo 0, 00415 mol de catalizador básico por mol de iniciador, y en la etapa (II) y las dado el caso subsiguientes etapas se transforman el o los iniciadores alcoxilados de la etapa (I) con otro óxido de alquileno a una concentración de catalizador de por lo menos 0, 015 mol de catalizador básico por mol de iniciador.

En una forma de operar de la presente invención, se entienden por iniciadores, moléculas etilénicamente insaturadas con por lo menos un átomo activo de hidrógeno por molécula, en particular aminas y alcoholes con por lo menos un doble enlace etilénico por molécula. Preferiblemente se eligen iniciadores de eteraminas y eteralcoholes con por lo menos un doble enlace etilénico por molécula, por ejemplo de eteralcoholes de la fórmula general I

donde se definen las variables como sigue: X es N-H o preferiblemente oxígeno, x es un número entero en el rango de cero a cuatro, preferiblemente cero o uno, y es cero o uno, donde bien sea x o y son diferentes de cero

o x e y son ambos diferentes de cero,

A es elegido de entre grupos alquileno C2-C10, alquilo C2-C6 ramificado o preferiblemente lineal, por ejemplo CH (CH3) -CH2, [CH (CH3) ]2, preferiblemente (CH2) 2, (CH2) 3, (CH2) 4, (CH2) 5, (CH2) 6, (CH2) 7, (CH2) 8, (CH2) 9, (CH2) 10, en particular lineal como (CH2) 2, (CH2) 3, (CH2) 4, (CH2)... [Seguir leyendo]

1. Método para la producción de polieteralcoholes mediante la reacción de por lo menos un óxido de alquileno con por lo menos un iniciador insaturado con por lo menos un átomo de hidrógeno activo por molécula bajó catálisis básica, caracterizado porque la alcoxilación es ejecutada en por lo menos dos etapas, donde en la primera etapa

(I) se realiza la alcoxilación del o de los iniciadores con máximo 10 mol de óxido de alquileno por mol de iniciador con una concentración de catalizador de máximo 0, 00415 mol de catalizador básico por mol de iniciador, y en la etapa (II) y la o las etapas siguientes el o los iniciadores alcoxilados de la etapa (I) reaccionan con otro óxido de alquileno a una concentración de catalizador de por lo menos 0, 015 mol de catalizador básico por mol de iniciador.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el o los iniciadores exhiben un grupo alilo o vinilo.

10 3. Método según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el o los iniciadores son vinileteralcoholes.

4. Método según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el iniciador con átomos activos de hidrógeno es 4-hidroxibutilviniléter.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el óxido de alquileno es elegido de entre óxido de etileno y óxido de propileno.

15 6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como catalizador básico se emplea hidróxido y/o alcoholato de sodio y/o de potasio.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la mezcla de catalizador básico con iniciador exhibe una temperatura de arranque de máximo 285 °C.

8. Método según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la etapa (I) se ejecuta la alcoxilación 20 del o de los iniciador (es) con 5 a 7 mol de óxido de alquileno por mol de iniciador.