Un procedimiento que comprende calentar una mezcla que contiene litio hasta una o más temperaturas de al menos 90°C y a una o más presiones suficientes para mantener sustancialmente toda la mezcla en fase líquida,

en el que dicha mezcla que contiene litio comprende agua, iones litio, al menos un hidrocarburo saturado líquido y al menos un polímero estirénico formado mediante polimerización aniónica, donde la cantidad de hidrocarburo saturado líquido es tal que hay de 5% en peso a 70% en peso de polímero estirénico con relación al peso combinado del polímero estirénico y el hidrocarburo saturado líquido, el agua está en una cantidad de al menos 10% en peso con relación al peso del polímero estirénico, y dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado de al menos 1000

CAMPO TÉCNICO

Esta invención se refiere a la retirada de residuos de litio iónico en polímeros estirénicos producidos mediante procedimientos de polimerización aniónica. 5

ANTECEDENTES

El poliestireno tiene muchos usos en la producción de artículos y materiales de plástico. Un uso importante para polímeros estirénicos aniónicos es como materias primas para la producción de polímeros estirénicos bromados. Se sabe que el poliestireno aniónico bromado es un retardador de la llama para el uso en termoplásticos, p. ej., poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de etileno) y nailon. Se usan típicamente compuestos de organolitio como 10 iniciadores en la síntesis de polímeros estirénicos aniónicos tales como poliestireno aniónico. A fin de bromar eficazmente el polímero estirénico aniónico, es esencial retirar eficazmente los residuos de catalizador de litio iónico del polímero. Cuando el poliestireno se elabora a través de polimerización aniónica y están presentes iones litio, los iones litio que quedan en el poliestireno obtenido como producto pueden provocar problemas en el procesamiento adicional del poliestireno, tales como precipitación como sales de litio sólidas en el equipo de procesamiento, provocación de 15 bloqueo, o los iones litio que quedan en el poliestireno pueden afectar adversamente a reacciones adicionales, p. ej., bromación, donde los iones litio pueden reaccionar con el disolvente usado en el procedimiento de bromación o interferir con el catalizador de bromación.

Se conocen en la especialidad métodos para la polimerización aniónica de monómeros estirénicos para producir polímeros estirénicos; véase, por ejemplo la Pat. de EE. UU. Nº 6.657.028. 20

EP 0 693 505 A1 se dirige a la polimerización aniónica de monómeros y comonómeros diénicos o compuestos aromáticos monovinílicos usando un iniciador de organolitio. Además, EP 0 693 505 A1 no proporciona ninguna información referente a la cantidad de agente de extinción usada. US 2001/029278 divulga iniciadores de la polimerización aniónica que están sobre soportes en partículas; estos iniciadores soportados se usan en la forma de una suspensión. Además, US 2001/029278 indica una pequeña cantidad de agente de extinción con relación al 25 polímero. WO 01/58962 se dirige a procedimientos continuos para la polimerización aniónica, pero no tiene recomendaciones respecto a la cantidad de agente de extinción. En los Ejemplos 1-6 de WO 01/58962, la temperatura en la zona en la que tiene lugar la extinción varía de 15°C a 50°C. US 2003/181610 describe un procedimiento de polimerización aniónica continuo en el que la temperatura de polimerización se mantiene a 120°C o menos; no hay una divulgación en US 2003/181610 acerca de un intervalo de temperatura para extinguir la polimerización. US 2003/181610 30 recomienda pequeñas cantidades de agente de extinción, indicando que cantidades mayores de agente de extinción son costosas y a menudo provocan una contaminación problemática al permanecer con el polímero.

Hasta ahora, el ion litio se ha retirado de polímeros estirénicos de bajo Mw (∼1000-10000) mediante una adición de una pequeña cantidad de agua (de 1 a 5 moles de agua por mol de iniciador de organolitio), seguido por la adición de una cantidad mayor de agua (habitualmente una parte en peso de agua por siete partes en peso de solución de polímero 35 estirénico) y el calentamiento de la mezcla hasta una temperatura en el intervalo de 50°C a 70°C. Después del calentamiento, la mezcla se envió a través de un coalescedor para ayudar a separar la fase acuosa de la fase orgánica y de ese modo reducir significativamente el contenido de litio del poliestireno aniónico. Para separar las fases acuosa (que contiene litio) y orgánica (que contiene polímero estirénico), el uso de un coalescedor era generalmente necesario para polímeros estirénicos aniónicos de bajo Mw debido a que el agua (fase acuosa) habitualmente estaba suspendida 40 en la fase orgánica como gotículas pequeñas. Sería deseable tener un método para retirar el litio de polímeros estirénicos producidos aniónicamente que no requiriera un coalescedor.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Sorprendentemente, y conforme a esta invención, no es necesario un coalescedor para separar la fase acuosa de la fase orgánica para la retirada de iones litio de polímeros estirénicos producidos mediante polimerización aniónica, aun 45 cuando tales polímeros estirénicos formen a menudo emulsiones al mezclar con agua. Estas emulsiones no se rompen cuando se hacen pasar a través de un coalescedor. Ventajosamente, una mezcla emulsionada puede separarse conforme a esta invención. Además, en esta invención, la separación de la fase acuosa que contiene los iones litio de la fase orgánica que contiene el polímero estirénico puede efectuarse sin el uso de un coalescedor. Se han observado reducciones significativas en la cantidad de ion litio presente con el polímero estirénico. En particular, a escala de 50 laboratorio, los niveles de ion litio se ha reducido hasta tan poco como 18 partes por millón (ppm). Así, esta invención proporciona un método eficaz para reducir la cantidad de iones litio en un polímero estirénico.

Una realización de esta invención es un procedimiento que comprende calentar una mezcla que contiene litio hasta una o más temperaturas de al menos 90°C y a una o más presiones suficientes para mantener sustancialmente toda la mezcla en fase líquida. La mezcla que contiene litio comprende agua, iones litio, al menos un hidrocarburo saturado 55 líquido y al menos un polímero estirénico formado mediante polimerización aniónica. En este procedimiento, el agua

está en una cantidad de al menos 10% en peso con relación al peso del polímero estirénico y el polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado de al menos 1000.

Una realización preferida de esta invención es un procedimiento en el que la mezcla que contiene litio se forma mediante una polimerización aniónica de al menos un monómero estirénico en la que se usa al menos un iniciador de organolitio para producir un polímero estirénico en una solución obtenida como producto en la que la polimerización 5 aniónica se termina con agua. El polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado de al menos 1000. Este procedimiento comprende calentar, después de que haya terminado la polimerización aniónica, al menos una porción de dicha solución obtenida como producto hasta una o más temperaturas de al menos 90°C y a una o más presiones suficientes para mantener en fase líquida sustancialmente toda la porción de solución obtenida como producto que se calienta. 10

Estas y otras realizaciones y características de esta invención serán aún más evidentes a partir de la descripción subsiguiente y las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA ADICIONAL DE LA INVENCIÓN

Las expresiones dadas en partes por millón (ppm) en esta descripción son sobre una base en peso.

El monómero estirénico empleado para formar los polímeros estirénicos usados en esta invención puede ser cualquier 15 monómero estirénico aniónicamente polimerizable. Ejemplos no limitativos adecuados incluyen estireno, o-metilestireno, m-metilestireno, p-metilestireno, α-metilestireno, etilestireno, terc-butilestireno, dimetilestireno y similares, incluyendo mezclas de dos o más de los precedentes. Preferiblemente, el monómero estirénico consiste esencialmente en estireno. La polimerización aniónica de estireno, solo o en presencia de uno o más monómeros copolimerizables con estireno, es conocida en la especialidad y el procedimiento de polimerización aniónica no se analiza en la presente memoria; para 20 una descripción de un método para la polimerización aniónica de estireno, véase la Pat. de EE. UU. Nº 6.657.028.

Los polímeros estirénicos que se someten a los procedimientos de esta invención tienen un peso molecular medio ponderado (Mw) de al menos 1000. Los polímeros estirénicos aniónicos (es decir, polímeros estirénicos formados usando un iniciador aniónico) en los procedimientos de esta invención tienen preferiblemente un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000. Más preferiblemente, los polímeros estirénicos aniónicos en los 25 procedimientos de esta invención tienen un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 15000; de forma especialmente preferible en los procedimientos de esta invención son... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento que comprende calentar una mezcla que contiene litio hasta una o más temperaturas de al menos 90°C y a una o más presiones suficientes para mantener sustancialmente toda la mezcla en fase líquida, en el que dicha mezcla que contiene litio comprende agua, iones litio, al menos un hidrocarburo saturado líquido y al menos un polímero estirénico formado mediante polimerización aniónica, donde la cantidad de hidrocarburo saturado líquido es tal que hay 5 de 5% en peso a 70% en peso de polímero estirénico con relación al peso combinado del polímero estirénico y el hidrocarburo saturado líquido, el agua está en una cantidad de al menos 10% en peso con relación al peso del polímero estirénico, y dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado de al menos 1000.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad de hidrocarburo saturado líquido es tal que hay de 20% en peso a 60% en peso de polímero estirénico con relación al peso combinado del polímero estirénico y el 10 hidrocarburo saturado líquido.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000 y en el que la cantidad de agua es de 25% en peso a 40% en peso con relación al peso del polímero estirénico.

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular 15 medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000, en el que la cantidad de agua es de 25% en peso a 40% en peso con relación al peso del polímero estirénico y en el que dicho calentamiento es hasta una temperatura en el intervalo de 100°C a 220°C.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000, en el que la cantidad de agua es de 25% en peso a 40% en peso con 20 relación al peso del polímero estirénico, en el que dicho calentamiento es hasta una temperatura en el intervalo de 100°C a 220°C y en el que dicha presión está en el intervalo de 1,38x105 Pa (20 libras por pulgada cuadrada) a 3,45x106 Pa (500 libras por pulgada cuadrada).

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la mezcla que contiene litio se forma mediante una polimerización aniónica de al menos un monómero estirénico en la que se usa al menos un iniciador de organolitio para 25 producir un polímero estirénico en una solución obtenida como producto, en el que la polimerización aniónica se termina con agua.

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicho calentamiento es hasta una temperatura en el intervalo de 90°C a 250°C.

8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicha presión está en el intervalo de 1,38x105 Pa 30 (20 libras por pulgada cuadrada) a 6,90x106 Pa (1000 libras por pulgada cuadrada).

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000.

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 15000. 35

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la solución obtenida como producto contiene de 20% en peso a 60% en peso de polímero estirénico.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que la cantidad de agua mezclada junto con la mezcla terminada es de 20% en peso a 100% en peso con relación al peso del polímero estirénico.

13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular 40 medio ponderado en el intervalo de 3000 a 30000 y en el que la cantidad de agua mezclada junto con la mezcla terminada es de 25% en peso a 40% en peso con relación al peso del polímero estirénico.

14. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 15000, en el que la cantidad de agua mezclada junto con la mezcla terminada es de 25% en peso a 40% en peso con relación al peso del polímero estirénico y en el que dicho 45 calentamiento es hasta una temperatura en el intervalo de 100°C a 220°C.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho polímero estirénico tiene un peso molecular medio ponderado en el intervalo de 3000 a 15000, en el que la cantidad de agua mezclada junto con la mezcla terminada es de 25% en peso a 40% en peso con relación al peso del polímero estirénico, en el que dicho calentamiento es hasta una temperatura en el intervalo de 100°C a 220°C y en el que dicha presión está en el intervalo 50 de 1,38x105 Pa (20 libras por pulgada cuadrada) a 3,45x106 Pa (500 libras por pulgada cuadrada).