ES2289368T3 - Procedimiento para la preparacion de policarbonatos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación continua de policarbonatos que contienen de 3 a 20 ppm de nitrógeno ligado según el procedimiento interfacial bifásico continuo a partir de difenoles, fosgeno, interruptores de cadena, catalizador y, dado el caso, ramificadores, en una mezcla formada por una fase alcalina acuosa y una fase orgánica de disolvente, caracterizado porque en el caso de la cantidad dosificada de catalizador se trata de una cantidad de 0,012 a 0,03 moles de catalizador por mol de bisfenol usado.
Description
Procedimiento para la preparación de
policarbonatos.
El objeto de la presente invención es un
procedimiento para la preparación continua de policarbonatos según
el procedimiento interfacial bifásico usando un tipo de dosificación
especial para los catalizadores que permite la preparación de un
policarbonato con un bajo contenido en nitrógeno, así como los
policarbonatos que se pueden obtener con él.
El procedimiento interfacial bifásico lleva
muchos años dando buenos resultados en la preparación de
policarbonatos. El procedimiento permite la preparación de
policarbonatos termoplásticos para una serie de campos de
aplicación, por ejemplo para soportes de datos (CD, DVD),
aplicaciones ópticas o médicas.
Los policarbonatos en principio se pueden
preparar según el procedimiento interfacial bifásico o el
procedimiento de masa fundida.
Con el procedimiento interfacial bifásico se
pueden preparar de forma totalmente continua, como se describe, por
ejemplo, en el documento EP-A 1249463.
Especialmente en las variantes continuas del
procedimiento interfacial se ha observado que los policarbonatos
preparados contienen una pequeña cantidad de nitrógeno incorporado
en el policarbonato.
Sin embargo, este nitrógeno incorporado influye
negativamente en las propiedades del policarbonato, especialmente
en las propiedades importantes para el uso en el campo de los
soportes de datos.
Los policarbonatos preparados según un
procedimiento discontinuo habitualmente carecen de nitrógeno, pero
por razones económicas con frecuencia se desean variantes
continuas.
Los policarbonatos preparados según el
procedimiento de masa fundida habitualmente también carecen de
nitrógeno, pero estos materiales presentan otros inconvenientes,
como, por ejemplo, un alto contenido en monómeros, monocarbonatos,
oligómeros y estructuras ramificadas.
Por lo tanto, existía el objetivo de
proporcionar un procedimiento interfacial bifásico totalmente
continuo en el que el contenido en nitrógeno ligado e incorporado
estuviera reducido a un contenido de 20 a 3 ppm.
Como estado de la técnica más cercano cabe
mencionar los documentos DE-A 4227372 y
EP-A 1249463 de la solicitante, en los que se
describe ya la disposición de aparatos del procedimiento de acuerdo
con la invención. En el estado de la técnica, sin embargo, no se
encuentra exposición ni indicio alguno de que el contenido en
nitrógeno es crítico ni de cómo habría que abordarlo.
Sorprendentemente se ha descubierto ahora que se
obtiene de forma continua un policarbonato con una muy buena
calidad de producto (medida en función del contenido en nitrógeno
incorporado) si se usa una dosificación de catalizador de 0,012 a
0,03 moles de catalizador por mol de bisfenol usado.
Se obtienen unos resultados especialmente buenos
cuando se usa esta dosificación del catalizador en combinación con
la disposición de reactores denominada "reactor de recirculación
por bomba", compuesto por un intercambiador de calor con bucle
de recirculación por bomba y un depósito de permanencia, más tubos
de permanencia.
Esto resulta sorprendente precisamente porque el
experto trataría de reducir la fuente de nitrógeno, a saber, el
catalizador, para reducir el contenido en nitrógeno. Como valor
límite se esperaría, por lo tanto, un valor máximo y no uno
mínimo.
El objeto de la presente solicitud es un
procedimiento para la preparación continua de policarbonatos que
contienen cantidades pequeñas de nitrógeno ligado según el
procedimiento interfacial bifásico continuo a partir de difenoles,
fosgeno, terminadores de cadena, catalizador y, dado el caso,
ramificadores, en una mezcla formada por una fase alcalina acuosa y
una fase orgánica de disolvente, caracterizado porque en el caso de
la cantidad dosificada de catalizador se trata de una cantidad de
0,012 a 0,03 moles de catalizador por mol de bisfenol usado.
Este procedimiento comprende preferentemente los
siguientes pasos de procedimiento:
1. Adición conjunta continua de la fase orgánica
y la fase acuosa en el bucle de recirculación por bomba de un
reactor de recirculación por bomba formándose una emulsión, usando,
dado el caso, un mezclador, en la que la fase orgánica es un
disolvente adecuado para el policarbonato y ya contiene el fosgeno y
la fase acuosa se compone de agua y una mezcla de lejía alcalina y
componentes fenólicos (bisfenol y, dado el caso, monofenol como
terminador de cadena),
en el que
2. se ajusta en el reactor de recirculación por
bomba una temperatura inferior a 60ºC, preferentemente de 55ºC a
25ºC, el reactor de recirculación por bomba ofrece un tiempo medio
de permanencia de al menos 2 minutos, preferentemente de entre 2 y
15 minutos, y se extrae continuamente del reactor de recirculación
por bomba, a través del depósito de permanencia, una cantidad
parcial de la emulsión generada,
y
3. la cantidad parcial extraída de esta emulsión
se bombea después a través de reactores tubulares que están dotados
de zonas de mezclado y de permanencia y que ofrecen un tiempo total
de permanencia de 2 minutos a 40 minutos, preferentemente de 2 a 30
minutos,
en el que
1) la relación (expresada en moles/mol) entre la
cantidad de fosgeno dosificada y la cantidad de fosgeno que se
necesita teóricamente para hacer reaccionar todo el bisfenol y fenol
asciende a entre 1,12 y 1,22, preferentemente a entre 1,13 y
1,20,
2) la solución de fosgeno y la solución de
bisfenol se dosifican en el bucle de recirculación por bomba del
reactor de recirculación por bomba directamente detrás del depósito
de permanencia y delante de la bomba, dado el caso a través de un
mezclador, y el terminador de cadena también se puede alimentar
directamente en este bucle de recirculación por bomba o, dado el
caso, directamente en los reactores tubulares,
3) en el reactor de recirculación por bomba se
dosifica adicionalmente, por el lado de aspiración de la bomba,
lejía alcalina en una cantidad de 15 a 40%, preferentemente de 20 a
35%, de la cantidad total que se ha de dosificar
adicionalmente,
4) en el reactor de recirculación por bomba se
dosifican, en el bucle de recirculación por bomba según 2), las
soluciones de bisfenol A y de fosgeno de tal manera, que la cantidad
parcial extraída del depósito de permanencia equivalga a la
cantidad total de las soluciones dosificadas,
5) a la cantidad parcial extraída del depósito
de permanencia se añade, justo antes de introducirla en el reactor
tubular, lejía alcalina adicional (85 a 60%, preferentemente 80 a
65% de la lejía alcalina total que se ha de dosificar
adicionalmente) y, dado el caso, un terminador de cadena, y
6) después de otro tiempo de permanencia en el
reactor tubular de 1 a 20 minutos, preferentemente de 1 a 15
minutos, se añade el catalizador en una relación de 0,012 a 0,03
moles de catalizador por mol de bisfenol u-
sado.
sado.
En el presente contexto, "detrás" y
"delante" siempre se han de entender en el sentido de flujo de
la emulsión dentro del reactor de recirculación por bomba.
Un reactor de recirculación por bomba se compone
de un bucle de recirculación por bomba, una bomba para el trasvase
por bomba de la emulsión de reacción, puntos de dosificación
configurados dado el caso como mezcladores para la fase orgánica
(disolvente que contiene fosgeno) y la fase acuosa (lejía alcalina y
componente de difenol), un intercambiador de calor, así como un
depósito de permanencia que está equipado con un dispositivo de
extracción para la extracción continua de una corriente
parcial.
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siguiente)
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Para entenderlo mejor, el reactor de
recirculación por bomba se representa también esquemáticamente:
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Un reactor tubular se compone de tubos
mezcladores y de permanencia y está conectado detrás del punto de
extracción del depósito de permanencia del reactor de recirculación
por bomba.
Una forma de realización preferida del
procedimiento de acuerdo con la invención se obtiene manteniendo las
velocidades de dosificación y las relaciones de recirculación por
bomba descritas en el documento EP-A 1249643, pág.
4, líneas 1-25.
Mediante el uso del procedimiento de acuerdo con
la invención se obtiene sorprendentemente un policarbonato con un
contenido en nitrógeno de 3 a 20 ppm.
Los difenoles adecuados son los de fórmula
HO-Z-OH, en la que Z es un resto
aromático con 6 a 45 átomos de C que puede contener uno o varios
núcleos aromáticos, puede estar sustituido y puede contener restos
alifáticos o restos cicloalifáticos o heteroátomos como elementos
de puente.
Ejemplos son
dihidroxidifenilos,
bis-(hidroxifenil)-alcanos,
bis-(hidroxifenil)-cicloalcanos,
sulfuros de bis-(hidroxifenilo),
éteres bis-(hidroxifenílicos),
así como sus compuestos alquilados en el núcleo
y halogenados en el núcleo.
Estos y otros difenoles adecuados se describen,
por ejemplo, en los documentos US-PS 3028365,
4982014, 2999835, 3148172, 3275601, 2991273, 3271367, 3062781,
2970131 y 2999846, en los documentos DE-A 1570703,
2063050, 2063052, 2211956, en el documento de patente francés
1561518 y en el documento DE-A 3833953.
\newpage
Los difenoles preferidos son:
2,2-Bis-(4-hidroxifenil)-propano
(bisfenol A) y
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano
(TMC-bisfenol).
Cabe destacar que el procedimiento de acuerdo
con la invención se puede usar para prácticamente todos los
difenoles conocidos.
En el procedimiento de acuerdo con la invención
los difenoles se usan en solución acuosa alcalina, la concentración
de difenoles asciende a entre 10 y 20%, preferentemente a entre 12,5
y 17,5%, y la cantidad de álcali asciende a entre 1,0 y 3,0 moles
de lejía alcalina por mol de bisfenol y depende de la solubilidad
del bisfenol usado.
El fosgeno se usa en disolventes orgánicos a una
concentración de 7 a 10%, preferentemente de 8 a 9,5%.
Los terminadores de cadena y ramificadores
adecuados se conocen en la bibliografía. Algunos se describen, por
ejemplo, en el documento DE-A 3833953. Los
terminadores de cadena preferidos son fenol, cumilfenol,
isooctilfenol, para-terc.-butilfenol. Los
terminadores de cadena se pueden dosificar en forma pura o como
solución en disolventes orgánicos a diferentes concentraciones.
Los ramificadores preferidos son trisfenoles y
tetrafenoles, así como
3,3-bis-(3-metil-4-hidroxifenil)-2-oxo-2,3-dihidroindol.
También los ramificadores se pueden dosificar en forma pura o como
solución en disolventes orgánicos a diferentes concentraciones.
Como lejía alcalina se usa sosa cáustica o
potasa cáustica; dado el caso también se pueden usar lejías
alcalinotérreas. Se prefiere sosa cáustica acuosa. La concentración
de NaOH en la sosa cáustica acuosa equivale a la de las lejías
disponibles en el mercado, es decir, se encuentra entre 20 y 60%,
preferentemente entre 30 y 50%. Se prefiere muy especialmente la
sosa cáustica que se obtiene directamente del procedimiento de
amalgama o de membrana, idealmente del procedimiento de membrana de
la electrolisis cloro-álcali a concentraciones de aproximadamente
50 y/o 32%.
En el presente contexto, todos los datos en
porcentaje se han de entender como % en peso, salvo que se indique
explícitamente lo contrario.
Como catalizadores se consideran en principio
todos los catalizadores conocidos para la preparación de
policarbonatos según el procedimiento interfacial bifásico, por
ejemplo aminas terciarias. Se prefieren la
N-etilpiperidina y la trietilamina.
La fase orgánica contiene un disolvente o una
mezcla de disolventes que disuelve el policarbonato. Los disolventes
adecuados son todos los disolventes conocidos que son capaces de
disolver al menos 5% en peso del policarbonato a temperaturas de
aproximadamente 20ºC, así como sus mezclas.
Se prefieren cloruro de metileno, tolueno,
monoclorobenceno; se prefieren especialmente cloruro de metileno y
mezclas de cloruro de metileno y monoclorobenceno en una relación de
20:80 partes en peso a 75:25 partes en peso.
Durante toda la reacción se ajusta un pH de 9 a
14, preferentemente de 9,5 a 13,0. Esto se realiza añadiendo una
vez al comienzo la cantidad de lejía alcalina necesaria para
disolver los difenoles, llevando a cabo delante del intercambiador
de calor una primera dosificación adicional de lejía alcalina y
realizando a continuación, delante de los reactores tubulares, una
segunda dosificación adicional de lejía alcalina, dado el caso junto
con el terminador de cadena.
A partir de los policarbonatos se puede elaborar
de manera conocida cualquier tipo de cuerpos de moldeo, pudiéndose
añadir antes o durante la elaboración los aditivos habituales para
policarbonatos termoplásticos, tales como estabilizadores, agentes
de desmoldeo o agentes ignífugos, cargas o fibras de vidrio.
Los policarbonatos que se pueden obtener según
el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden usar de
manera conocida en la técnica como cuerpos de moldeo discrecionales
o también como planchas y hojas, por ejemplo en el sector
automovilístico o en aplicaciones ópticas, en particular también en
medios de almacenamiento ópticos y magnetoópticos.
A modo de ejemplo pero sin limitación son de
mencionar las siguientes aplicaciones:
- 1.
- Lunas de seguridad que, como es sabido, se requieren en muchas áreas de edificios, vehículos y aviones, así como en visores de cascos.
- 2.
- Fabricación de hojas, en particular hojas curvadas.
- 3.
- Fabricación de cuerpos soplados (véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos 2964794), por ejemplo botellas de agua de 1 a 5 galones.
- 4.
- Fabricación de planchas transparentes, en particular de planchas para espacios huecos, por ejemplo para cubrir edificios tales como estaciones de ferrocarril, invernaderos e instalaciones de alumbrado.
- 5.
- Fabricación de almacenadores de datos ópticos.
- 6.
- Fabricación de cajas para semáforos o señales de tráfico.
- 7.
- Fabricación de espumas (véase, por ejemplo, el documento DE-B 1031507).
- 8.
- Fabricación de hilos y alambres (véanse, por ejemplo, los documentos DE-B 1137167 y DE-A 1785137).
- 9.
- Como plásticos traslúcidos con contenido en fibras de vidrio para fines luminotécnicos (véase, por ejemplo, el documento DE-A 1554020).
- 10.
- Como plásticos traslúcidos con contenido en sulfato de bario, dióxido de titanio y/u óxido de circonio o cauchos de acrilato orgánicos poliméricos (documentos EP-A 634445, EP-A 269324) para la fabricación de piezas moldeadas transparentes y difusivas de luz.
- 11.
- Fabricación de partículas moldeadas por inyección de precisión, como, por ejemplo, portalentes. Para ello se usan policarbonatos con contenido en fibras de vidrio que dado el caso contienen adicionalmente alrededor de 1 a 10% en peso, respecto al peso total, de MoS2.
- 12.
- Fabricación de piezas para aparatos ópticos, en particular lentes para cámaras de fotos y cinematográficas (véase, por ejemplo, el documento DE-A 2701173).
- 13.
- Como soportes para la transmisión de luz, en particular como cables conductores de luz (véase, por ejemplo, el documento EP-A 10089801).
- 14.
- Como sustancias electroaislantes para conductores eléctricos y para cajas de tomacorriente, así como para acoplamientos de enchufe.
- 15.
- Fabricación de cajas de teléfonos móviles con una mayor resistencia a perfumes, lociones de afeitar y sudor.
- 16.
- Dispositivos de interfaz de red.
- 17.
- Como material de soporte para fotoconductores orgánicos.
- 18.
- Para la fabricación de lámparas, por ejemplo de lámparas de faros, como los denominados "head-lamps" (faros), lunas difusivas de luz o lentes internas.
- 19.
- Para aplicaciones médicas, por ejemplo oxigenadores, dializadores.
- 20.
- Para aplicaciones en la alimentación, por ejemplo botellas, vajillas y moldes de chocolate.
- 21.
- Para aplicaciones en el campo del automóvil donde pueda producirse contacto con combustibles y lubricantes, como, por ejemplo, parachoques, dado el caso en forma de mezclas adecuadas con ABS o cauchos adecuados.
- 22.
- Para artículos de deporte, como, por ejemplo, bastones de eslálom o hebillas para botas de esquiar.
- 23.
- Para artículos domésticos, como, por ejemplo, pilas de cocina y cajas de buzón.
- 24.
- Para carcasas tales como, por ejemplo, armarios de distribución eléctricos.
- 25.
- Carcasas para cepillos de dientes eléctricos y carcasas de secador de pelo.
- 26.
- Lavadoras transparentes - portillas con una mayor resistencia a la solución de lavado.
- 27.
- Gafas protectoras, gafas graduadas.
- 28.
- Cubiertas de lámparas para mobiliario de cocina con una mayor resistencia al humo de cocina, en particular a vapores de aceite.
- 29.
- Hojas para envases de medicamentos.
- 30.
- Cajas de chips y portadores de chips.
- 31.
- Para otras aplicaciones, como, por ejemplo, puertas de establos o jaulas para animales.
Los siguientes ejemplos ilustrarán la presente
invención sin limitarla.
Ejemplo
1
En un reactor de recirculación por bomba se
dosifican delante de la bomba, a través de una pieza en T, 24.000
kg/h de una solución alcalina de bisfenol A que contiene 15% en peso
de BPA y 2,1 moles de sosa cáustica por mol de BPA, y a través de
otra pieza en T 1.840 kg/h de fosgeno disuelto en 21.000 kg/h de
disolvente compuesto por 50% en peso de cloruro de metileno y 50%
en peso de monoclorobenceno.
Para mantener la alcalinidad se dosifican 348
kg/h de sosa cáustica al 32% y la mezcla de reacción se conduce a
través del intercambiador de calor y del depósito de permanencia de
vuelta a la bomba, en la que se dosifican las corrientes de
sustancia antes mencionadas.
La temperatura es de 38ºC.
Delante de los puntos de dosificación para BPA y
fosgeno se conduce desde el depósito de permanencia a otra bomba
una cantidad parcial de la emulsión equivalente a la cantidad de
materias primas alimentadas y se bombea a través de un reactor
tubular. En esta corriente se dosifican 1.064 kg/h de sosa cáustica
(al 32% en peso), así como 703 kg/h de una solución (al 20% en
peso) de p-terc.-butilfenol disuelto en una mezcla
de disolventes (50 partes de cloruro de metileno y 50 partes de
monoclorobenceno). Después de un tiempo de permanencia de 10 min se
dosifican 29 kg/h de N-etilpiperidina (0,0163 moles
por mol de bisfenol A) en forma de una solución al 5,2% en una
mezcla de disolventes (50 partes de cloruro de metileno y 50 partes
de monoclorobenceno) y la emulsión se bombea mediante otra bomba
más a través de otro reactor tubular.
Después de un tiempo de permanencia de otros 10
min la emulsión se separa en un recipiente de separación y la
solución de policarbonato se lava según procedimientos conocidos,
por ejemplo mediante la técnica de centrifugación, hasta quedar
exenta de electrolitos.
La solución de policarbonato se concentra en
instalaciones de evaporación y los restos de disolvente se eliminan
en una extrusora de evaporación.
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,33*
- Eta rel
- = 1,196**
- OH fenólico
- = 90 ppm***
- Nitrógeno
- = 8 ppm****
* medido según ASTM E 313
** medido según ISO 1628/4
*** medido por espectroscopia UV a 546 nm tras
la reacción de color de los grupos fenólicos terminales con
TiCl_{4}
**** medido según ASTM D 4629 y DIN 51444
(determinación del nitrógeno según Antek).
Ejemplo
2
En un reactor de recirculación por bomba se
dosifican delante de la bomba, a través de una pieza en T, 27.000
kg/h de una solución alcalina de bisfenol A que contiene 15% en peso
de BPA y 2,1 moles de sosa cáustica por mol de BPA, y a través de
otra pieza en T 2.090 kg/h de fosgeno disuelto en 22.950 kg/h de
disolvente compuesto por 50% en peso de cloruro de metileno y 50%
en peso de monoclorobenceno.
Para mantener la alcalinidad se dosifican 445
kg/h de sosa cáustica al 32% y la mezcla de reacción se conduce a
través del intercambiador de calor y del depósito de permanencia de
vuelta a la bomba, en la que se dosifican las corrientes de
sustancia antes mencionadas.
La temperatura es de 38ºC.
Delante de los puntos de dosificación para BPA y
fosgeno se conduce desde el depósito de permanencia a otra bomba
una cantidad parcial de la emulsión equivalente a la cantidad de
materias primas alimentadas y se bombea a través de un reactor
tubular. En esta corriente se dosifican 1.135 kg/h de sosa cáustica
(al 32% en peso), así como 740 kg/h de una solución (al 20% en
peso) de p-terc.-butilfenol disuelto en una mezcla
de disolventes (50 partes de cloruro de metileno y 50 partes de
monoclorobenceno). Después de un tiempo de permanencia de 9 min se
dosifican 36 kg/h de N-etilpiperidina (0,0179 moles
por mol de bisfenol A) en forma de una solución al 6,1% en una
mezcla de disolventes (50 partes de cloruro de metileno y 50 partes
de monoclorobenceno) y la emulsión se bombea mediante otra bomba
más a través de otro reactor tubular.
Después de un tiempo de permanencia de 9 min la
emulsión se separa en un recipiente de separación y la solución de
policarbonato se lava según procedimientos conocidos, por ejemplo
mediante la técnica de centrifugación, hasta quedar exenta de
electrolitos.
La solución de policarbonato se concentra en
instalaciones de evaporación y los restos de disolvente se eliminan
en una extrusora de evaporación.
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,32
- Eta rel
- = 1,193
- OH fenólico
- = 70 ppm
- Nitrógeno
- = 5 ppm.
Ejemplo
3
En un reactor de recirculación por bomba se
dosifican delante de la bomba, a través de una pieza en T, 35.000
kg/h de una solución alcalina de bisfenol A que contiene 15% en peso
de BPA y 2,1 moles de sosa cáustica por mol de BPA, y a través de
otra pieza en T 2.700 kg/h de fosgeno disuelto en 31.500 kg/h de
disolvente compuesto por 50% en peso de cloruro de metileno y 50%
en peso de monoclorobenceno.
Para mantener la alcalinidad se dosifican 525
kg/h de sosa cáustica al 32% y la mezcla de reacción se conduce a
través del intercambiador de calor y del depósito de permanencia de
vuelta a la bomba, en la que se dosifican las corrientes de
sustancia antes mencionadas.
La temperatura es de 38ºC.
Delante de los puntos de dosificación para BPA y
fosgeno se conduce desde el depósito de permanencia a otra bomba
una cantidad parcial de la emulsión equivalente a la cantidad de
materias primas alimentadas y se bombea a través de un reactor
tubular. En esta corriente se dosifican 1.540 kg/h de sosa cáustica
(al 32% en peso), así como 966 kg/h de una solución (al 20% en
peso) de p-terc.-butilfenol disuelto en la mezcla de
disolventes. Después de un tiempo de permanencia de 7 min se
dosifican 55 kg/h de N-etilpiperidina (0,026 moles
por mol de bisfenol A) en forma de una solución al 5,1% en una
mezcla de disolventes (50 partes de cloruro de metileno y 50 partes
de monoclorobenceno) y la emulsión se bombea mediante otra bomba más
a través de otro reactor tubular.
Después de un tiempo de permanencia de 7 min la
emulsión se separa en un recipiente de separación y la solución de
policarbonato se lava según procedimientos conocidos, por ejemplo
mediante la técnica de centrifugación, hasta quedar exenta de
electrolitos.
La solución de policarbonato se concentra en
instalaciones de evaporación y los restos de disolvente se eliminan
en una extrusora de evaporación.
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,29
- Eta rel
- = 1,194
- OH fenólico
- = 80 ppm
- Nitrógeno
- = 3 ppm.
Ejemplo comparativo
1
El policarbonato se prepara como se describe en
el ejemplo 3 del documento EP-A 1249493
(comprobación según 16.10.2002 Le A 34 952). Se dosifican 28 kg/h
de etilpiperidina (0,0107 moles por mol de bisfenol A).
\newpage
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,4
- Eta rel
- = 1,196
- OH fenólico
- = 90 ppm
- Nitrógeno
- = 30 ppm.
Ejemplo comparativo
2
Se prepara como se describe en el ejemplo 1 pero
dosificando las siguientes cantidades:
31.000 kg/h de solución de BPA, 2.460 kg/h de
fosgeno, 523 kg/h de NaOH al 32% en el bucle de recirculación por
bomba y 1.320 kg/h de NaOH al 32% detrás del bucle de recirculación
por bomba, 857 kg/h de solución de butilfenol (al 20%), así como 24
kg/h de N-etilpiperidina (0,0104 moles por mol de
bisfenol A) (solución al 4,8%).
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,45
- Eta rel
- = 1,193
- OH fenólico
- = 70 ppm
- Nitrógeno
- = 35 ppm.
Ejemplo comparativo
3
Se prepara como se describe en el ejemplo 1 pero
dosificando las siguientes cantidades:
27.000 kg/h de solución de BPA, 2.135 kg/h de
fosgeno, 416 kg/h de NaOH al 32% en el bucle de recirculación por
bomba y 1.190 kg/h de NaOH al 32% detrás del bucle de recirculación
por bomba, 740 kg/h de solución de butilfenol (al 20%), así como 21
kg/h de N-etilpiperidina (0,0105 moles por mol de
bisfenol A) (solución al 4,6%).
Se determinan los siguientes datos analíticos
del granulado de policarbonato:
- IA
- = 1,38
- Eta rel
- = 1,196
- OH fenólico
- = 75 ppm
- Nitrógeno
- = 42 ppm.
Los experimentos demuestran claramente que
dosificando menos catalizador que la dosis mínima se obtiene
sorprendentemente un mayor contenido de nitrógeno en el
policarbonato.
Claims (5)
1. Procedimiento para la preparación continua de
policarbonatos que contienen de 3 a 20 ppm de nitrógeno ligado
según el procedimiento interfacial bifásico continuo a partir de
difenoles, fosgeno, interruptores de cadena, catalizador y, dado el
caso, ramificadores, en una mezcla formada por una fase alcalina
acuosa y una fase orgánica de disolvente, caracterizado
porque en el caso de la cantidad dosificada de catalizador se trata
de una cantidad de 0,012 a 0,03 moles de catalizador por mol de
bisfenol usado.
2. Procedimiento para la preparación de
policarbonato según el procedimiento interfacial bifásico de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado por los siguientes
pasos de procedimiento:
- a)
- Adición conjunta continua de la fase orgánica y la fase acuosa en el bucle de recirculación por bomba de un reactor de recirculación por bomba formándose de una emulsión, usando, dado el caso, un mezclador, en la que la fase orgánica es un disolvente adecuado para el policarbonato y ya contiene el fosgeno y la fase acuosa se compone de agua y una mezcla de lejía alcalina y componentes fenólicos (bisfenol y, dado el caso, monofenol como interruptor de cadena),
en el que
- b)
- se ajusta en el reactor de recirculación por bomba una temperatura inferior a 60ºC, el reactor de recirculación por bomba ofrece un tiempo medio de permanencia de al menos 2 minutos y se extrae continuamente del reactor de recirculación por bomba, a través del depósito de permanencia, una cantidad parcial de la emulsión generada,
y
- c)
- la cantidad parcial extraída de esta emulsión se bombea después a través de reactores tubulares que están dotados de zonas de mezclado y de permanencia y que ofrecen un tiempo total de permanencia de 2 minutos a 40 minutos,
en el
que
- 1)
- la relación (expresada en moles/mol) entre la cantidad de fosgeno dosificada y la cantidad de fosgeno que se necesita teóricamente para hacer reaccionar todo el bisfenol y fenol asciende a entre 1,12 y 1,22,
- 2)
- la solución de fosgeno y la solución de bisfenol se dosifican en el bucle de recirculación por bomba del reactor de recirculación por bomba directamente detrás del depósito de permanencia y delante de la bomba, dado el caso a través de un mezclador, y el interruptor de cadena también se puede alimentar directamente en este bucle de recirculación por bomba o, dado el caso, directamente en los reactores tubulares,
- 3)
- en el reactor de recirculación por bomba se dosifica adicionalmente, detrás del depósito de permanencia pero delante de la bomba, lejía alcalina en una cantidad de 15 a 40% de la cantidad total que se ha de dosificar adicionalmente,
- 4)
- en el reactor de recirculación por bomba se dosifican, en el bucle de recirculación por bomba según 2), las soluciones de bisfenol A y de fosgeno de tal manera, que la cantidad parcial extraída del depósito de permanencia equivalga a la cantidad total de las soluciones dosificadas,
- 5)
- a la cantidad parcial extraída del depósito de permanencia se añade, justo antes de introducirla en el reactor tubular, lejía alcalina adicional (85 a 60% de la lejía alcalina total que se ha de dosificar adicionalmente) y, dado el caso, un interruptor de cadena, y
- 6)
- después de otro tiempo de permanencia en el reactor tubular de 1 a 20 minutos, preferentemente de 1 a 15 minutos, se añade el catalizador en una relación de al menos 0,012 a 0,03 moles de catalizador por mol de bisfenol usado.
3. Policarbonato con un contenido en nitrógeno
ligado de 3 a 20 ppm que se puede obtener según el procedimiento de
acuerdo con la reivindicación 1.
4. Cuerpos de moldeo y productos extruidos de
policarbonato de acuerdo con la reivindicación 3.
5. Almacenadores de datos ópticos de
policarbonato de acuerdo con la reivindicación 3.
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