Proceso para la alcoxilación de polímeros que contienen el grupo amino.

Proceso para la alcoxilación de un primer polímero que comprende por lo menos una unidad de monómero quetiene grupos NH y opcionalmente grupos NH2,

en donde el primer polímero tiene un peso molecular Mw de por lomenos 500 g/mol, que comprende las etapas de

(a) hacer reaccionar el primer polímero con óxido de alquileno en una mezcla de reacción que comprende unsolvente hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dosgrupos NH, es de 0.75 a 1.25;

(b) agregar un segundo polímero de la fórmula (I)

en donde R es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, cada R' esindependientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono o hidrógeno, cada nes independientemente de 1 a 5 y m es de 5 a 40, a la mezcla de reacción de la etapa (a);

(c) por lo menos retirar parcialmente el solvente de la mezcla de reacción de la etapa (b); y

(d) hacer reaccionar adicionalmente la mezcla de reacción de la etapa (c) con óxido de alquileno a una temperaturadada hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dosgrupos NH, del primer polímero es de 2 a 40.

Proceso para la alcoxilación de polímeros que contienen el grupo amino La presente invención se relaciona con un proceso para la alcoxilación de un polímero que comprende por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente grupos NH2, y describe composiciones de polímero 5 que se pueden obtener mediante este proceso.

Los compuestos que contienen la amina alcoxilada son bien conocidos y se utilizan por ejemplo como ingredientes de composiciones de limpieza.

La preparación de los compuestos que contienen la amina alcoxilada se describe por ejemplo por H.L. Sanders et. al., Journal of the American Oil Chemists Society 46 (1969) , 167-170. Aquí, se describe la etoxilación de las aminas grasas.

El mecanismo de las aminas etoxilantes resulta en compuestos de nitrógeno cuaternarios que actúa como catalizadores pero que también se someten a eliminación Hofmann que resulta en subproductos que provocan productos con mal olor y color.

Otro problema asociado con la alcoxilación de las aminas resulta del hecho que en la primera etapa de adición el

grupo hidroxialquilo se hace reaccionar con el grupo amino y en etapas de adición posteriores (el grado de alcoxilación es > 1) solo se involucran grupos hidroxi provocando valores mayores de viscosidad con un aumento en el grado de alcoxilación. Por lo tanto, la alcoxilación de las aminas se lleva a cabo frecuentemente como una reacción en etapas multietapa.

En el caso de polímeros funcionalizados amino etoxilados se describe en el documento WO-A 99/16811 que el uso 20 de agentes de blanqueamiento como NaBH4 puede mejorar las propiedades de color.

Como se mencionó anteriormente, otro problema asociado con la alcoxilación de polímeros que contienen aminas es el hecho que los productos resultantes pueden tener viscosidad aumentada que resulta en dificultades durante la fabricación.

En el documento WO-A 97/23546 este problema se resuelve al utilizar solventes convencionales. Esto resulta en el

inconveniente después de tener el producto alcoxilado deseado de un solvente que se ha retirado. Posteriormente, el rendimiento de tiempo-espacio para dichos procesos es bajo.

Sin embargo, subsiste una necesidad de proporcionar procesos para eliminar estos inconvenientes por lo menos en parte.

De acuerdo con lo anterior, un objeto de la presente invención es la condición de dichos procesos.

Este problema se resuelve por un proceso para la alcoxilación de un primer polímero que comprende por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente grupos NH2, en donde el primer polímero tiene un peso molecular Mw de por lo menos 500 g/mol, que comprende las etapas de (a) hacer reaccionar el primer polímero con óxido de alquileno en una mezcla de reacción que comprende un solvente hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dos 35 grupos NH, es de 0.75 a 1.25;

(b) agregar un segundo polímero de la fórmula (I)

en donde R es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, cada R’ es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono o hidrógeno, cada n 40 es independientemente de 1 a 5 y m es de 5 a 40, a la mezcla de reacción de la etapa (a) ;

(c) por lo menos retirar parcialmente el solvente de la mezcla de reacción de la etapa (b) ; y

(d) hacer reaccionar adicionalmente la mezcla de reacción de la etapa (c) con óxido de alquileno a una temperatura dada hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dos grupos NH, del primer polímero es de 2 a 40.

Se encuentra que el uso de un segundo polímero de acuerdo con la fórmula (I) se puede utilizar para disminuir la viscosidad del primer polímero alcoxilado al formar una composición de polímero de tal manera que en la segunda etapa de alcoxilación el solvente utilizado en la primera etapa no se requiere y por lo menos se puede retirar parcialmente en la etapa (c) .

Esto resulta en mayor rendimiento tiempo-espacio debido a que la alcoxilación en la etapa (d) se lleva a cabo sin un solvente convencional (independiente de las trazas restantes) y el segundo polímero agregado que también se puede alcoxilar puede permanecer en la composición que es útil en composiciones de limpieza.

Debido a que el segundo polímero de la fórmula (I) tiene solo un grupo hidroxi que se puede alcoxilar y el primer polímero comprende por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente la cantidad de grupos NH2 (en % en peso) del segundo polímero alcoxilado se reduce con el grado aumentado de alcoxilación.

El proceso para la alcoxilación de un primer polímero de acuerdo con la presente invención comprende la etapa (a)

de hacer reaccionar el primer polímero con óxido de alquileno en una mezcla de reacción que comprende un solvente hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dos grupos NH, es de 0.75 a 1.25, preferiblemente de 0.8 a 1.0, especialmente de 0.85 a 0.95.

El primer polímero comprende por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente grupos NH2 y tiene un peso molecular Mw de por lo menos 500 g/mol.

El peso molecular Mw más preferido está en el rango de 500 g/mol a 1 000 000 g/mol, aún más preferido en el rango de 500 g/mol a 10 000 g/mol.

Debido a que la presencia de por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente NH2 el primer polímero comprende una multitud de grupos NH dependientes de la frecuencia del motivo de repetición de la primera unidad de monómero.

Los polímeros típicos son polialquileno iminas, polivinil aminas, poliéter aminas y el grupo amino que contiene poli amidas.

Preferiblemente el primer polímero es un polietileno imina o grupo amino que contiene poliamidas.

En la etapa (a) más o menos grupos NH se alcoxilan con un primer grupo hidroxialquilo. Debido a que un grupo amina primario puede reaccionar con dos óxidos de alquileno este grupo se considera como dos grupos NH. Sin embargo, debido a que la alcoxilación es un proceso estadístico que resultará de la primera etapa de alcoxilación (a) en un grado promedio de alcoxilación de 0.75 a 1.25 o un grado preferido como se mencionó anteriormente.

Para esta etapa no es crítica la presencia de un solvente. Sin embargo, la mezcla de reacción comprende un solvente. Para esta etapa de reacción (a) se puede utilizar un solvente convencional. Se prefiere que el solvente comprenda agua. Adicionalmente el solvente puede ser agua.

La alcoxilación en el proceso de la presente invención se conduce utilizando un óxido de alquileno. El óxido de alquileno es preferiblemente un óxido de alquileno en donde el grupo alquileno tiene 2 a 5 átomos de carbono. Ejemplos son óxido de etileno y óxido de propileno. Preferiblemente el óxido de alquileno es óxido de etileno.

Después de la terminación de la primera etapa de alcoxilación (a) se agrega el segundo polímero de la fórmula (1)

En la etapa (b) . En la fórmula (I) las variables tienen el siguiente significado.

R es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, cada R’ es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono o hidrógeno, cada n es independientemente de 1 a 5 y m de 5 a 40.

Dentro del significado de la presente invención el término polímero también abarca una mezcla de polímero que incluye un polímero como se define en más detalle, en donde este polímero es preferiblemente el componente principal de la mezcla, preferiblemente en una cantidad de por lo menos 50 % en peso, más preferido de por lo menos 75 % en peso con base en el peso total de la mezcla.

Preferiblemente, R es en la fórmula (I) un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 10 átomos de carbono. Más preferido R es un grupo alquilo que tiene 1 a 4 átomos de carbono. Aún más preferido R es metilo.

Preferiblemente cada R’ es independientemente metilo o hidrógeno.

Preferiblemente cada n es igual y más preferido n es 1.

La definición de R’ y n resulta en una unidad de monómero que tiene un motivo de repetición en donde cada unidad es idéntica que es preferida o en donde existen dos o más unidades de monómero diferentes. En el caso que existan más unidades de monómero se prefiere, que solo estén presentes dos unidades de monómero diferentes, en donde las diferentes unidades de monómero se pueden distribuir estadísticamente... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la alcoxilación de un primer polímero que comprende por lo menos una unidad de monómero que tiene grupos NH y opcionalmente grupos NH2, en donde el primer polímero tiene un peso molecular Mw de por lo menos 500 g/mol, que comprende las etapas de

(a) hacer reaccionar el primer polímero con óxido de alquileno en una mezcla de reacción que comprende un solvente hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dos grupos NH, es de 0.75 a 1.25;

(b) agregar un segundo polímero de la fórmula (I)

en donde R es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, cada R’ es independientemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono o hidrógeno, cada n es independientemente de 1 a 5 y m es de 5 a 40, a la mezcla de reacción de la etapa (a) ;

(c) por lo menos retirar parcialmente el solvente de la mezcla de reacción de la etapa (b) ; y

(d) hacer reaccionar adicionalmente la mezcla de reacción de la etapa (c) con óxido de alquileno a una temperatura

dada hasta el grado promedio de alcoxilación de cada grupo NH y cada grupo NH2 opcional, calculado como dos grupos NH, del primer polímero es de 2 a 40.

2. Proceso de la Reivindicación 1, en donde el primer polímero es polialquileno imina, una polivinil amina, poliéter amina, o un grupo amino que contiene poliamida.

3. Proceso de la Reivindicación 2, en donde el primer polímero es polietileno imina.

4. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el óxido de alquileno es óxido de etileno.

5. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el solvente comprende agua.

6. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde en la fórmula (I) R es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a 10 átomos de carbono.

7. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde en la fórmula (I) cada R’ es independientemente metilo o 25 hidrógeno.

8. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde en la fórmula (I) n es 1.

9. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde en la fórmula (I) m es de 5 a 30.

10. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde en la etapa (c) el solvente por lo menos se retira parcialmente mediante destilación.

11. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el grado promedio de alcoxilación del primer polímero en la etapa (d) es de 2 a 20.

12. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 11, en donde etapa (d) se conduce a una temperatura en el rango de 55° C a 160° C.

13. Proceso de una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde la etapa (d) se conduce en la presencia de un 35 catalizador base.