ES2206269T3 - Formacion de composiciones organofosforadas oligomeras con color mejorado. - Google Patents
Formacion de composiciones organofosforadas oligomeras con color mejorado.Info
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Abstract
Un procedimiento, para la formación de una composición de un compuesto organofosforado oligómero haciendo reaccionar un compuesto organofosforado, pentóxido de fósforo y un óxido de alquileno, opcionalmente en presencia de un reactivo para la incorporación de la funcionalidad hidroxi, caracterizado porque durante tal reacción está presente una cantidad efectiva de un fosfito que contiene grupos arilo para mejorar las características de color de la composición resultante de compuesto organofosforado oligómero.
Description
Formación de composiciones organofosforadas
oligómeras con color mejorado.
La presente invención se refiere a la formación
de una composición de un compuesto organofosforado oligómero (por
ejemplo, un fosfato o fosfonato) mediante la adición de un nuevo
aditivo para la mejora del color del producto resultante.
Se sabe formar composiciones de compuestos
organofosforados oligómeros mediante la reacción de un compuesto
organofosforado (por ejemplo, un éster de fósforo pentavalente),
pentóxido de fósforo y un óxido de alquileno. Opcionalmente, también
se usa un reactivo (por ejemplo, agua, un alcohol, glicol o
pentaeritritol) para conferir la funcionalidad hidroxi al producto
final. Las composiciones finales incluyen las que contienen restos
fosfato y/o fosfonato. Un ejemplo representativo de tal
procedimiento, en el que se producen organofosfatos oligómeros, se
describe en la patente de EE.UU. nº 4.382.042 de T.A. Hardy et al.
En esta patente se describe el uso de pequeñas cantidades (0,01% en
peso a 5% en peso) de fosfitos que contienen grupos alquilo o grupos
haloalquilo. Tales aditivos se emplean para asegurar buenas
características de color del producto resultante.
Más reciente, la patente de EE.UU. nº 5.608.100
de M. Sicken describe la formación de ésteres oligómeros de ácido
fosfórico que portan grupos hidroxialcoxi, en la que el medio de
reacción contiene una cantidad similarmente pequeña (0,1% en peso a
2% en peso) de ácido fosforoso.
En el documento
EP-A-005329 de Stauffer Chemical
Company se describe un procedimiento similar en el que se propone el
uso de trimetilfosfito para eliminar el color no deseado. Los
presentes inventores han encontrado que el efecto de los
alquilfosfitos se puede mejorar considerablemente.
En la patente de EE.UU. nº 4.140.856 de Bost et
al se describen un gran número de compuestos adecuados que contienen
fósforo, entre los cuales también están el fosfito de difenilo y
trifenilo, para minimizar la formación de un color oscuro. Sin
embargo, este método está relacionado con un método para fabricar
sólo agentes ignífugos intumescentes, que son químicamente
diferentes de los agentes ignífugos presentes.
El procedimiento general que se puede usar para
fabricar las composiciones de compuestos organofosforados oligómeros
con las que está relacionada la presente invención es conocido en la
técnica. Supone la reacción de un compuesto organofosforado,
pentóxido de fósforo y un óxido de alquileno y se describe en
detalle en las siguientes patentes representativas que se incorporan
a la presente memoria por referencia: patentes de EE.UU. n^{os}
3.695.925 y 4.382.042.
En un procedimiento ejemplar de este tipo, el
medio de reacción inicial que se forma comprende un compuesto
organofosforado seleccionado, tal como un fosfato de trialquilo o un
alquilfosfonato de dialquilo, con una cantidad seleccionada de un
fosfito que contiene grupos arilo (de aproximadamente 0,01% en peso
a aproximadamente 5% en peso, basada en la cantidad de compuesto
organofosforado). A continuación, se añade pentóxido de fósforo para
hacerlo reaccionar con el compuesto organofosforado seleccionado
seguido por una cantidad adicional de fosfito (de aproximadamente
0,01% en peso a aproximadamente 5% en peso, basada en la cantidad de
pentóxido de fósforo). Finalmente, se añade el óxido de alquileno
(por ejemplo, óxido de etileno).
En la realización más amplia del procedimiento
precedente, el fosfito que contiene grupos arilo seleccionado se usa
en una cantidad efectiva (de aproximadamente 0,01% en peso a
aproximadamente 5% en peso, basada en la cantidad de producto final)
para reducir el grado de color no deseado en el producto oligómero
que se produce. En general, la concentración de fosfito necesitada
aumentará cuando se aumenta la concentración de pentóxido de fósforo
que se emplea en la reacción. El fosfito que contiene grupos arilo
empleado puede ser un fosfito de monoarilo y dialquilo, un fosfito
de diarilo y monoalquilo, un fosfito de triarilo, o sus mezclas. En
general, se pueden emplear tanto grupos alquilo como grupos arilo
sustituidos o no sustituidos (por ejemplo, un grupo alquilo
sustituido). El grupo alquilo (el grupo alquilo base o el
sustituyente puede variar en tamaño de uno a aproximadamente diez
átomos de carbono. La especie de fosfito de triarilo preferida para
usar es fosfito de trifenilo. Un ejemplo de otra especie de triarilo
es fosfito de trinonilfenilo.
La presente invención se ilustra más mediante los
ejemplos que siguen.
Ejemplo comparativo
1
Este ejemplo ilustra la tecnología de la técnica
anterior para la fabricación del agente ignífugo FYROL 51, que está
comercialmente disponible en Akzo Nobel Chemicals Inc.
Se cargó con 284 g de metilfosfonato de dimetilo
y 13 g de fosfito de trietilo un reactor equipado con un agitador,
termómetro, entrada de gases y condensador de reflujo. La disolución
se calentó a 50ºC y se añadieron 284 g de pentóxido de fósforo, con
la exclusión de humedad y aire. A continuación, la suspensión se
calentó a 110ºC hasta que no se observó ninguna reacción adicional.
Después de enfriar la mezcla de reacción a 50ºC, se añadieron de
nuevo a la mezcla de reacción 13 g de fosfito de trietilo. Después
de la adición de fosfito, se introdujo óxido de etileno en la mezcla
de reacción hasta que no se observó ninguna reacción adicional. Esto
era indicado por un fuerte reflujo de óxido de etileno en un
condensador de hielo seco. A continuación, se añadieron 56 g de
etilenglicol, y se continuó la adición de óxido de etileno durante
veinte horas adicionales. Se añadió octoato estannoso (1 g) a la
mezcla de reacción, la temperatura se subió a 90ºC y se continuó la
adición de óxido de etileno hasta que la reacción se completó. A
continuación, el producto se extrajo por arrastre a 50ºC y 5 mm de
Hg para separar las trazas de óxido de etileno, dando un líquido
transparente ámbar pálido (APHA = 228) con un índice de acidez de
0,6 mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo de 109 mg
KOH/g, y se encontró que contenía 19,5% de fósforo.
Éste ilustra la presente invención.
Se repitió una secuencia de reacción idéntica a
la descrita en el ejemplo 1 con la siguiente sustitución: las dos
adiciones de 13 g de fosfito de trietilo se reemplazaron por
adiciones de 4,8 g de fosfito de trifenilo. El producto fue un
líquido transparente blanco agua (APHA = 22) con un índice de acidez
de 0,5 mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo de 112 mg
KOH/g, y se encontró que contenía 19,4% de fósforo.
Ejemplo comparativo
3
Este ejemplo ilustra la tecnología de la técnica
anterior para la fabricación de una versión modificada del agente
ignífugo FYROL 51, en la que no se usó etilenglicol y en la que se
formó un material con un menor contenido de grupos hidroxilo.
Se cargó con 409 g de metilfosfonato de dimetilo
y 7,6 g de fosfito de trietilo un reactor equipado con un agitador,
termómetro, entrada de gases y condensador de reflujo. La disolución
se calentó a 50ºC y se añadieron 260 g de pentóxido de fósforo, con
la exclusión de humedad y aire. A continuación, la suspensión se
calentó a 85ºC hasta que no se observó ninguna reacción adicional. A
continuación, se introdujo óxido de etileno en la mezcla de reacción
hasta que no se observó ninguna reacción adicional. Esto era
indicado por un fuerte reflujo de óxido de etileno en un condensador
de hielo seco. Se añadió octoato estannoso (1 g) a la mezcla de
reacción, la temperatura se subió a 100ºC y se continuó la adición
de óxido de etileno hasta que no se observó ninguna reacción
adicional. En este momento, se añadieron de nuevo a la mezcla de
reacción 1,8 g de catalizador octoato estannoso subiéndose la
temperatura a 115ºC, y se añadió óxido de etileno hasta que la
reacción se completó. A continuación, el producto se extrajo por
arrastre a 50ºC y 5 mm de Hg para separar las trazas de óxido de
etileno, dando un líquido transparente ámbar (Gardner = 6,5,
equivalente APHA aproximadamente 590) con un índice de acidez de 1,0
mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo de 5 mg KOH/g, y
se encontró que contenía 23,5% de fósforo.
Éste ilustra la presente invención.
Se repitió una secuencia de reacción idéntica a
la descrita en el ejemplo 3 con la siguiente sustitución: la adición
inicial de 7,6 g de fosfito de trietilo se reemplazaron por una
adición de 7,1 g de fosfito de trifenilo. El producto fue un líquido
transparente blanco agua (APHA = 22) con un índice de acidez de 1,1
mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo por debajo de 5 mg
KOH/g, y se encontró que contenía 23,4% de fósforo.
Ejemplo comparativo
5
Este ejemplo ilustra la tecnología de la técnica
anterior para la fabricación de una composición de
poli(etil-etilenoxi)fosfonato.
Se cargó con 417 g de fosfato de trietilo un
reactor equipado con un agitador, termómetro, entrada de gases y
condensador de reflujo. La disolución se calentó a 50ºC y se
añadieron 217 g de pentóxido de fósforo, con la exclusión de humedad
y aire. A continuación, la suspensión se calentó a 85ºC hasta que no
se observó ninguna reacción adicional. A continuación, se introdujo
óxido de etileno en la mezcla de reacción hasta que no se observó
ninguna reacción adicional. Esto era indicado por un fuerte reflujo
de óxido de etileno en un condensador de hielo seco. A continuación,
se añadieron 1,2 g de octoato estannoso a la mezcla de reacción, la
temperatura se subió a 100ºC y se continuó la adición de óxido de
etileno hasta que no se observó ninguna reacción adicional. Se
añadió de nuevo a la mezcla de reacción catalizador octoato
estannoso (1,2 g), y la temperatura se subió a 115ºC. Después de
ocho horas de adición de óxido de etileno, se añadieron 1,2 g
adicionales de catalizador octoato estannoso, y se continuó la
adición de óxido de etileno hasta que la reacción se completó. A
continuación, el producto se extrajo por arrastre a 50ºC y 5 mm de
Hg para separar las trazas de óxido de etileno, dando un líquido
transparente amarillo
(APHA = 170) con un índice de acidez de 1,1 mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo por debajo de 5 mg KOH/g, y se encontró que contenía 19,3% de fósforo.
(APHA = 170) con un índice de acidez de 1,1 mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo por debajo de 5 mg KOH/g, y se encontró que contenía 19,3% de fósforo.
Ejemplo comparativo
6
Éste también ilustra el uso de la tecnología de
la técnica anterior.
Se realizó una secuencia de reacción idéntica a
la descrita en el ejemplo 5 con la siguiente sustitución: la carga
inicial del reactor constó de 417 g de fosfato de trietilo y 7,9 g
de fosfito de trietilo. El producto fue un líquido transparente
amarillo pálido (APHA = 105) con un índice de acidez de 1,2 mg
KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo por debajo de 5 mg
KOH/g, y se encontró que contenía 19,2% de fósforo.
Éste ilustra el uso de la presente invención.
Se realizó otra secuencia de reacción idéntica a
la descrita en los ejemplos 5 y 6 con la siguiente sustitución: la
carga inicial del reactor constó de 417 g de fosfato de trietilo y
4,7 g de fosfito de trifenilo. El producto fue un líquido
transparente blanco agua (APHA = 29) con un índice de acidez de 1,0
mg KOH/g. El producto tuvo un índice de hidroxilo por debajo de 5 mg
KOH/g, y se encontró que contenía 19,2% de fósforo.
Los ejemplos precedentes no se deben interpretar
de una manera limitante ya que se presentan meramente para ilustrar
ciertas realizaciones de la presente invención. El alcance de
protección buscado se pone de manifiesto en las reivindicaciones que
siguen.
Claims (9)
1. Un procedimiento, para la formación de una
composición de un compuesto organofosforado oligómero haciendo
reaccionar un compuesto organofosforado, pentóxido de fósforo y un
óxido de alquileno, opcionalmente en presencia de un reactivo para
la incorporación de la funcionalidad hidroxi, caracterizado
porque durante tal reacción está presente una cantidad efectiva de
un fosfito que contiene grupos arilo para mejorar las
características de color de la composición resultante de compuesto
organofosforado oligómero.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el compuesto organofosforado es un fosfato de trialquilo.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, en el que el óxido de alquileno es óxido de etileno.
4. Un procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que el fosfito que
contiene grupos arilo es fosfito de trifenilo.
5. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el compuesto organofosforado es un fosfato de trialquilo, el
óxido de alquileno es óxido de etileno y el fosfito que contiene
grupos arilo es fosfito de trifenilo.
6. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el compuesto organofosforado es un alquilfosfonato de
dialquilo.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6, en
el que el óxido de alquileno es óxido de etileno.
8. Un procedimiento según la reivindicación 6 ó
7, en el que el fosfito que contiene grupos arilo es fosfito de
trifenilo.
9. Un procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el compuesto organofosforado es un alquilfosfonato de
dialquilo, el óxido de alquileno es óxido de etileno y el fosfito
que contiene grupos arilo es fosfito de trifenilo.
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