MX2014005586A - Telomeros de hipofosfito de tamaño de particula pequeña de acidos carboxilicos insaturados. - Google Patents

Abstract

La presente invención proporciona composiciones que comprenden partículas o aglomerados de uno o más de telómero o cotelómero ((co)telómero) de óxido fosforoso de uno o más ácidos carboxílicos insaturados o anhídridos que tienen un tamaño de partícula medio promedio de desde 2 µm a 1 mm, preferentemente de 5 a 500 µm. Además, la presente invención proporciona métodos que comprenden agregar la solución acuosa que polimeriza una mezcla monomérica de uno o más de ácido carboxílico insaturado en la presencia de un compuesto de ácido de óxido fosforoso o de sal, secar el copolímero resultante a una temperatura de desde 120 a 230°C y reducir su tamaño de partícula para elaborar una partícula o aglomerado de (co)telómero de óxido fosforoso; los métodos pueden comprender además hacer reaccionar la partícula o aglomerado de (co)telómero con uno o más de poliéter poliol, alquil poliéter poliol, poliéter amina o alquil poliéter amina, con calentamiento, para formar un polímero peine útil, por ejemplo, como un súper plastificante o dispersante.

Description

TELÓMEROS DE HIPOFOSFITO DE TAMAÑO DE PARTÍCULA PEQUEÑA DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS INSATURADOS La presente invención se refiere a polímeros peine, de telómeros de hipofosfito de tamaño de partícula pequeña de ácidos carboxílicos insaturados y anhídridos. Más particularmente, se refiere a telómeros y cotelómeros de óxido fosforoso de ácido (met) acrílico y anhídrido metacrílico y a métodos de elaboración de polímeros peine a partir de los mismos.

Los súper plastificantes altamente reductores de agua, mejorados, para las mezclas de cemento, incluyen ásteres de poli (etilenglicol) adicionado con alquilo de poli (ácido metacrílico), p-MAA. De manera predominante, estos se elaboran por medio de la copolimerización de metacrilato de metoxipolietilénglicol con ácido metacrílico (MAA) o por poliglicol adicionado con metilo, es decir, Carbowax™ (The Dow Chemical Co., Midland, MI), esterificación de p-MAA. Tales polímeros y copolímeros se preparan de manera convencional con polimerización de transferencia en cadena que contiene azufre o altas concentraciones de iniciador (>>>0.01%) para dar polímeros que tengan un peso molecular de menos de 15,000 daltones . Sin embargo, tales polímeros no son térmicamente estables lo cual limita mayormente su flexibilidad de procesamiento y limita la - - facilidad con la cual se pueden elaborar súper plastificantes a partir de los mismos.

Los súper plastificantes también pueden elaborarse por medio de esterificación de poliglicol adicionado con alquilo o metilo o amidación de aminopoliglicol de los precursores de polímero en solución de policarboxilato actualmente disponibles, tales como pMAA. En tales métodos, los usuarios frecuentemente retiran toda el agua mediante la destilación auxiliada por solvente, eliminación al vacío o burbujeo de gas inerte, previo a la reacción de los poliácidos como se describe en la Patente de E.U. 5670578 a Shawl .

La solicitud de patente de E.U. No. 2009/0182061A, de Moro et al., de Coatex S.A.S., describe el injerto de los grupos laterales polioxialquilatados en polímeros que contienen el grupo carboxilo (met) acrílico secados por aspersión en la presencia de un catalizador ácido. Se dice que el proceso permite un rápido procesamiento bajo en costos en la ausencia del solvente. Los polímeros (met) acrílicos se secan por aspersión en una secadora por atomización. Sin embargo, los métodos de elaboración de polímeros (pMAA) y copolímeros en Moro et al., proporcionan una baja producción tras la esterificación o amidación que resulta de una reacción secundaria originada por la descomposición del reactivo formador de cadena lateral de polioxialquilo . La producción de tal proceso lo hace indeseable en la práctica.

Los presentes inventores han buscado resolver el problema al proporcionar un precursor de polímero en solución de policarboxilato más reactivo en una forma sólida o seca para elaborar polímeros peine, tales como los utilizados como súper plastificantes, modificadores de reología y estabilizadores coloidales de tal manera que los usuarios no necesitarían retirar el agua de ellos antes de utilizarse.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, las composiciones del precursor de polímero peine de policarboxilato comprenden partículas o aglomerados de uno o más telómeros de óxido fosforoso de ácidos carboxílicos insaturados y anhídridos que tienen un tamaño de partícula medio promedio de desde 2 µt? hasta 1 mm, o hasta 700 µp?, o, preferentemente, 5 µp? o más, o, preferentemente, 10 µ?? o más, más preferentemente, hasta 500 µp?, particularmente, hasta 175 µp?. Los precursores de polímero peine de policarboxilato son de óxido fosforoso que contienen telómeros y cotelómeros de ácido (met) acrílico y anhídrido metacrílico.

La presente invención proporciona (co) telómeros de óxido fosforoso de ácido carboxílico insaturado que tienen un peso molecular promedio en peso (Mw) de desde 1,000 hasta 20,000, o, preferentemente, 2,000 o más, o, preferentemente, 15,000 o menos, o, más preferentemente, 10,000 o menos.

- - Los (co) telómeros de óxido fosforoso de la presente invención comprenden el residuo de polimerización de (i) desde 20 hasta 98% en peso, preferentemente, 40% en peso o más, o preferentemente, 60% en peso o más de unidades polimerizadas que contienen ácido carboxilico o grupos de sal, en base al peso total de los reactivos utilizados para elaborar el (co) telómero .

Preferentemente, los (co) telómeros de óxido fosforoso de la presente invención comprenden al menos 10% en peso de grupos de anhídrido metacrílico, en base al peso total de unidades polimerizadas ácidas, según se determina por espectroscopia infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) , preferentemente, 20% en peso o más, o, más preferentemente, 30% en peso o más, o, hasta 70% en peso o, preferentemente, hasta 50% en peso.

En otro aspecto de la presente invención, los métodos de elaboración de polímeros peine provenientes de los (co) telómeros de óxido fosforoso comprenden solución acuosa que polimeriza una mezcla monomérica de uno o más ácidos carboxílicos insaturados, preferentemente ácido acrílico o ácido metacrílico, en la presencia de un compuesto que contiene óxido fosforoso, por ejemplo, como un agente de transferencia en cadena, secando el copolímero resultante y reduciendo su tamaño de partícula.

El secado de la presente invención puede comprender el secado por aspersión y la extrusión por fusión.

La reducción del tamaño de partícula de los (co) telómeros de óxido fosforoso de la presente invención puede comprender cualquiera de los métodos conocidos en la técnica incluyendo la molturación, molienda o trituración, pulverización, o criomolturación.

Los métodos de la presente invención además pueden comprender la reacción de las partículas de (co) telómeros de óxido fosforoso con uno o más de poliéter poliol, alquil poliéter poliol, poliéter amina o alquil poliéter amina, con calentamiento, para formar un polímero peine. Preferentemente, tal reacción puede tener lugar en un extrusor, o en una columna de intercambio o por síntesis de combinación de fase sólida.

Preferentemente, los telómeros de óxido fosforoso de la presente invención tienen, en promedio, al menos un átomo de fósforo en el polímero que se enlaza a un átomo de carbono del elemento principal de polímero, según se determina por 31-P NMR, como un grupo pendiente o terminal. El al menos un átomo de fósforo en el elemento principal de polímero podrá enlazarse a dos átomos de carbono, como un fosfinato a lo largo de la cadena de carbono, tal como un fosfinato de dialquilo o una terminal de fosfonato.

De acuerdo con la presente invención, los (co) telómeros de óxido fosforoso comprenden de 2 a 20% en - - peso, preferentemente, 4% en peso o más, o, preferentemente, 15% en peso o menos de un compuesto que contiene óxido fosforoso que puede ser un compuesto de fosfonato, tal como, por ejemplo, ácidos fosfónicos o sus sales inorgánicas o amónicas, por ejemplo, de metal álcali (térreo alcalino), tal como sales sódicas, dialquilo o trialquilo Ci a C4 o fosfitos de fenilo, tales como fosfito de dietilo, hidrógeno de fosfito dimetilo o fosfito difenilo; ácido ortofosfórico o sales del mismo, en particular, sales de metal álcali, especialmente sales sódicas; o un compuesto de hipofosfito o su sal, tal como, por ejemplo, hipofosfito de sodio, en base al peso total de los reactivos (es decir, monómeros y fosfonato o compuestos de hipofosfito) , utilizados para elaborar el telómero.

Los (co) telómeros de óxido fosforoso pueden ser homotelómeros de ácidos carboxílieos insaturados, es decir, elaborados de compuestos de ácido metacrílico y ácido fosfórico o ácido hipofosfórico y sus sales que pueden servir como agentes de transferencia en cadena. También, los cotelómeros de óxido fosforoso del ácido carboxílico insaturado se elaboraron con monómeros adicionales, tales como monómeros de vinilo como acrilatos de alquilo Ci a Ci8 y estireno.

Las composiciones de polímero de la presente invención pueden comprender polvos, pastillas, o gránulos de - - (co) telómeros de ácido fosfórico de ácidos carboxílicos insaturados o anhídridos o suspensiones de los mismos en vehículos no acuosos, tales como aceites, por ejemplo, aceites vegetales, glicoles, poliglicoles , éteres, éteres de glicol, ésteres de glicol y alcoholes, preferentemente teniendo un contenido de sólidos de 50% en peso o más, o, más preferentemente, 70% en peso o más.

La presente invención comprende métodos de elaboración de telómeros de óxido fosforoso que comprende secar uno o más (co) telómeros de ácido metacrílico a una temperatura de 120 a 230°C, preferentemente, 140°C o más o, preferentemente, 220°C o menos. El secado puede tener lugar en un extrusor, amasadora o reactor de amasadora, deshidratador de lecho fluidizado, vaporizador, mezcladora térmica y cualquiera de los precedentes siguientes al secado por aspersión.

Según se utiliza en la presente, el término "unidades polimerizadas ácidas" se refiere a anhídridos carboxílicos, ácidos carboxílicos y sales de los mismos. Los anhídridos carboxílicos de ácido metacrílico pueden formarse de las funciones ácidas de las unidades polimerizadas ácidas circundantes a lo largo de una cadena de telómero única, de las funciones ácidas de las unidades polimerizadas ácidas distales a lo largo de una cadena de telómero única, o de las funciones ácidas de las cadenas de telómero separadas.

- - Según se utiliza en la presente, el término óxido fosforoso se refiere a cualquier óxido de fósforo en el estado de oxidación +3 o +1.

Según se utiliza en la presente, el término "tamaño de partícula promedio" se refiere a un tamaño de partícula promedio medio determinado por el Análisis de Tamaño de Partícula de Difracción Láser.

Según se utiliza en la presente, el término "en base al peso total de los monómeros" se refiere al peso total de monómeros de adición, tal como, por ejemplo, ácidos carboxílieos insaturados y monómeros de vinilo.

Según se utiliza en la presente, el término "peso total de los reactivos" de un polímero es el peso total de sólidos de una mezcla monoméricas utilizada para elaborar el polímero, incluyendo compuestos de fosfonato o hipofosfito o sus sales, y cualquiera de los otros compuestos de agente de transferencia en cadena.

Según se utiliza en la presente, el término "espectroscopia infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) " significa aquella que crea un espectro medido utilizando un espectrómetro ThermoNicolet™6700 FTIR (Thermo Fisher Scientific Waltham, MA) con un accesorio de reflectancia total atenuada por diamante (ATR) de temperatura variable Specac Golden Gate™ (Specac Inc. (USA) Cranston, RI) , parámetros de recolección de datos a 4 era"1 de - - resolución, 16 escaneos de apodización Happ-Genzel y llenado sin cero. El accesorio ATR se pre-calentó a la temperatura deseada, y después una película de una solución acuosa de un telómero de ácido metacrílico de hipofosfito a aproximadamente 6000 daltones se fundió en el cristal ATR. Los espectros se midieron continuamente a través del tiempo.

Según se utiliza en la presente, el término "peso molecular" o "Mw" se refiere a un peso molecular promedio en peso según se determina por la cromatografía de permeación de gel acuosa (GPC) utilizando un sistema Agilent 1100 HPLC (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) equipado con una bomba isocrática, desgasificador al vacío, auto-muestreador de tamaño de inyección variable, y calentador de columna. El detector fue un índice Refractivo Agilent 1100 HPLC G1362A. El software utilizado para diagramar el peso molecular promedio en peso fue un Agilent ChemStation, versión B.04.02 con Agilent GPC-add en versión B.01.01. El dispositivo de columna fue TOSOH Bioscience TSKgel G2500P xl 7.8 mm ID X 30 cm, 7 µp? de columna (P/N 08020) (TOSOH Bioscience USA, Sur de San Francisco, CA) y un TOSOH Bioscience TSKgel GMPWxl 7.8 mm ID X 30 cm, 13 µp? (P/N 08025) de columna. Un regulador de fosfato de 20 mM en Agua MilliQ HPLC, pH -70 se utilizó como la fase móvil. La tasa de flujo fue 1.0 ml/minuto. Un volumen de inyección típico fue de 20 µ?. El sistema se calibró utilizando poli (ácido acrílico) , sales de Na Mp 216 a - - Mp 1,100,000 con Mp 900 a Mp 1,100,000 estándares de American Polymer Standards (Estándares Americanos de Polímero) (Mentor, OH) .

Según se utiliza en la presente, el término " (co) telómero" se refiere tanto a homotelómeros como cotelómeros, en donde un homotelómero es el producto de reacción de un monómero de ácido carboxílico insaturado y uno o más compuestos que contiene óxido fosforoso.

Según se utiliza en la presente, el término "% en peso" se mantiene para el porcentaje en peso.

Según se utiliza en la presente, el término "31-P NMR" significa un análisis de muestras de polímero o telómero preparadas mediante adición de 0.4-0.5 gramos de una solución acuosa de analito de polímero o telómero a 40-45% de sólidos a 0.5 gramos de D20 (Aldrich Chemical Company, St. Louis, MO) y mezclado, seguido por la colocación del polímero en solución en un tubo de 17.8 cm (7"), 500 Mz NMR y el análisis utilizando un Bruker 500 MHz multi núcleo NMR completamente desacoplado con 12000 adquisiciones que tienen anchura de barrido de 14705 Hz y Retraso de Impulsos de 2 segundos (Bruker, Billerica, MA) .

Todos los rangos citados son incluidos y combinables. Por ejemplo, una temperatura descrita de 120 a 230°C, preferentemente, 140°C o más o, preferentemente, 220°C o menos, podría incluir una temperatura de desde 120 a 140°C, - - de 120°C a 220°C, de 140 a 220°C, de 140 a 230°C, de 120 a 230°C, y de 220 a 230°C.

Al menos que se indique de otra manera, todas las unidades de presión y temperatura son temperatura ambiente y presión estándar.

Todas las frases que comprenden paréntesis señalan cualquiera o ambas de las materias incidentales incluidas y su ausencia. Por ejemplo, la frase " (co) telómero" incluye, en la alternativa, telómeros y cotelómeros .

Los presentes inventores han encontrado que los (co) telómeros de óxido fosforoso deshidratados por aspersión provenientes de los ácidos carboxílicos insaturados o sus anhídridos reaccionan hasta ahora más rápido y más eficazmente con las aminas de poliol o los éteres de poliol que los telómeros de óxido no fosfórico. Tales telómeros no requieren catalizador y estabilizadores. Además, en la formación de los polímeros peine provenientes de los telómeros de óxido fosforoso provenientes de los ácidos carboxílicos insaturados o los anhídridos y los alquil polietilénglicoles, el tamaño de partícula del telómero jugó un papel importante en la eficacia. Al menos un 25% de reducción en la producción de esterificación bajo las mismas condiciones de reacción se observa cuando se mueve de 5.9 utn a un 215.2 um de materia prima. De acuerdo con lo anterior, los (co) telómeros de óxido fosforoso de la presente invención - - son precursores particularmente atractivos por la modificación para elaborar polímeros peine debido a que pueden embarcarse en forma seca y procesarse rápidamente bajo condiciones de demanda, por ejemplo, alto calor.

Además, los (co) telómeros de óxido fosforoso de tamaño de partícula pequeña despliegan reactividad con los polioles, amino-polioles tanto complejos como alcoholes simples primarios y secundarios y aminas. Tal reactividad hace a los (co) telómeros de la presente invención intermediarios extremadamente versátiles para la preparación de un sin número de productos de mezcla de cemento, agentes tensoactivos poliméricos y constructores de detergentes; tal reactividad también hace a los telómeros de óxido fosforoso de la presente invención útiles como aglutinantes termoestables con diversos degradadores y diluentes orgánicos, tales como dextrosa; y como los dispersantes de pigmento .

Los (co) telómeros de óxido fosforoso de tamaño de partícula pequeña de la presente invención tienen en promedio, al menos un átomo de fósforo en el elemento principal de polímero que se enlaza a un átomo de carbono, según se determina por 31-P MR, como un grupo terminal tal como un fosfinato o fosfonato que tiene un sustituyente de elemento principal de polímero de vinilo. El al menos un átomo de fósforo en el elemento principal de polímero podrá - - enlazarse a dos átomos de carbono, como un fosfito a lo largo de la cadena de carbono, tal como un difosfinato que tiene dos sustituyentes de elemento principal de polímero de vinilo. Las estructuras variadas de tales polímeros son como se describe en la Patente de EE.UU. No. 5294686 a Fiarman et al.

De acuerdo con la presente invención, los (co) telómeros del óxido fosforoso de tamaño de partícula pequeña de la presente invención podrán prepararse mediante la polimerización de transferencia en cadena de hipofosfito o fosfonato de ácido (met) acrílico (MAA) mediante los métodos de polimerización de adición de solución acuosa convencionales en la presencia de un compuesto que contiene óxido fosforoso y un compuesto iniciador, y el secado para deshidratarlos a una temperatura de 120°C o más, y hasta 230°C, o, 140°C o más, preferentemente, 180°C o más, y, preferentemente, 220°C o menos. El tiempo de calentamiento es inferior a las temperaturas más altas y es más rápido en una fase de fusión, tal como en un extrusor, y en lo general podrá variar de 5 minutos a 8 horas, preferentemente, 10 minutos o más, o, preferentemente, 2 horas o menos, más preferentemente, 15 a 30 minutos, seguido por la reducción de su tamaño de partícula.

La adición de la polimerización puede llevarse a cabo mediante métodos de polimerización de solución acuosa convencional en la presencia de un iniciador, tal como, por ejemplo, una sal de persulfato o un bis-nitrilo.

En el caso en donde el secado inicial es seguido por calentamiento, tal como secado por aspersión y calentamiento adicional, el calentamiento adicional tiene lugar a las temperaturas arriba mencionadas por un período de desde 5 minutos o más, o hasta 90 minutos, preferentemente, 60 minutos o menos, más preferentemente, 10 a 30 minutos.

Los polímeros de los ácidos carboxílicos insaturados, por ejemplo, ácido (met) acrílico que tiene un peso molecular promedio en peso de menos de 20,000, y sus (co) olímeros correspondientes se elaboran fácilmente como (co) telómeros mediante la polimerización en la presencia de hipofosfito o fosfonatos, o una sal de los mismos.

Los métodos de secado adecuados pueden incluir una o más en combinación de, por ejemplo, extrusión, tal como en un extrusor de monohélice o hélice dual, amasadora, tal como en un reactor de amasadora de monoeje o eje dual, mezclador Banbury, o un Reactor de Amasadora Buss o un extrusor/mezclador recíproco de monohélice; evaporación, tal como en un vaporizador de película húmeda o recipiente de vaporizador de película descendente; mezclado térmico, tal como en un reactor de depósito con agitación continua (CSTR) o mezcladores de rotor único o dual, por ejemplo, Mezcladores PLOUGHSHARE™ (Littleford Day Inc., Florence, KY) , mezcladores - - de doble brazo, mezclador de paleta en forma de sigma, o mezcladores de alta intensidad verticales; secado a temperatura más alta adicional acoplada por secado por aspersión, tal como los deshidratadores de lecho fluidizado, secadores de tambor o secadores de correa.

Los (co) telómeros de óxido fosforoso de tamaño de partícula pequeña de la presente invención podrán prepararse mediante varios métodos conocidos de secado y reducción de tamaño de partícula. Los métodos adecuados de reducción del tamaño de partícula, por ejemplo, podrán incluir, molturación, trituración de bolas, pulverización y trituración.

Los (co) telómeros de tamaño de partícula pequeña de la presente invención encuentran varios usos, por ejemplo, como aglutinantes en polvo termoestables en combinación con los polioles, poliaminas, alcanolaminas, polisacáridos o azúcares reductores, como dispersantes de pigmento, especialmente en la forma de sales; y como intermediarios para la elaboración de polímeros peine de policarboxilato que tienen uno o más cadenas laterales de amida o éster de alcoxi (poli) oxialquileno, tales como, por ejemplo, una cadena lateral de éster de metoxipolietilénglicol .

Las cadenas laterales funcionales de alcoxi (poli) oxialquileno adecuadas para los telómeros de tamaño de partícula pequeña de la presente invención podrán - - tener de 1 a 500, preferentemente, 100 o menos o 6 o más, o, preferentemente de 10 a 50 grupos de oxialquileno . El grupo alcoxi de la cadena lateral puede tener de 1 a 20 átomos de carbono. Tal esterificación y amidación es un proceso convencional que comprende el calentamiento y mezclado en conjunto de los telómeros de tamaño de partícula pequeña de anhídrido metacrílico con alcoxi (poli) oxialquileno glicol o la amina de tal glicol. Estas cadenas laterales de alcoxi (poli) oxialquileno se encuentran disponibles de la Dow Chemical Company (Midland, MI) bajo el nombre comercial CARBOWAX™, y de Clariant como Poliglicoles de Tipo M y B11/D21 (Clariant Corp. , Charlotte, NC) .

Existen varios usos en una amplia variedad de aplicaciones para los polímeros peine preparados de los telómeros de tamaño de partícula pequeña de la presente invención. Tales polímeros peine encuentran uso como súper plastificantes , especialmente en donde el grupo alcoxi de la cadena lateral tiene de 1 a 4 átomos de carbono. Tales polímeros peine son particularmente útiles como constructores en composiciones de detergente, especialmente composiciones de detergente líquido. Además, tales polímeros peine podrán utilizarse como dispersantes poliméricos tales como dispersantes de pigmento para varias aplicaciones de revestimientos, agentes de suspensión para la suspensión de materiales particulados en medios de fluidos, y lo similar.

- - Además, tales polímeros peine encuentran uso como aglutinantes poliméricos para una variedad de aplicaciones de revestimientos, tales como para revestimientos arquitectónicos, revestimientos marinos, revestimientos de papel, revestimientos de lata, aglutinantes y revestimientos para material tejido y no tejido, revestimientos de laminador, y lo similar. Además, los polímeros peine encuentran uso como curtientes para la elaboración de cuero y como modificadores de reología y espesantes, especialmente en donde el grupo alcoxi de la cadena lateral es hidrofóbico, teniendo de 8 a 20 átomos de carbono.

Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención. Al menos que se indique de otra forma, todas las partes y los porcentajes son en peso y todas las temperaturas se encuentran en grados centígrados (°C) .

Se utilizaron los siguientes métodos de prueba experimentales .

Cromatografía por Exclusión de Tamaño (SEC) : Las separaciones se llevaron a cabo en una cromatografía líquida que consiste de una bomba isocrática Modelo Agilent 1100, auto-muestreador, desgasificador (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) y un refractómetro diferencial Modelo Waters 410 (Waters Corp., Milford, MA) operado a temperatura ambiente. El control del sistema, la adquisición de datos, y el procesamiento de datos se llevaron a cabo utilizando la versión 3.1 del software Cirrus (Polymer Laboratories, parte de Agilent, Church Stretton, R.U.) .

Las separaciones SEC se llevaron a cabo utilizando: a) dos columnas analíticas Plaquagel-OH™ 30A (300x7.5 mm DI (diámetro interior) más una columna protectora (50x7.5 mm DI) (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) en 20 mM de NaH2P04 a pH=7, b) tres columnas Shodex Asahipak™ GF-310HQ + GF-510HQ + GF-710HQ (300x7.8 mm DI) (Showa Denko KK, Kawasaki, Japón) en 100 mM de NH4Ac en MeOH. Al menos que se indique de otra forma, 100 µ? de solución de muestra se inyectaron en el dispositivo de columnas para separaciones SEC.

Síntesis para los Ejemplos 1 a 6, Comparativos incluidos Los telómeros de hipofosfito de MAA se formaron del ácido metacrílico que se polimerizó en solución acuosa en la presencia de hipofosfito de sodio que tiene 9.0% en peso de hidrato de hipofosfito de sodio en base al peso total de monómero .

El precursor poli (ácido metacrílico) de los Ejemplos 1, y 2, se formó al reaccionar el ácido metacrílico en solución acuosa la presencia de 9.0% en peso de hipofosfito de sodio, todos los pesos en base al peso total de la carga de monómero (MAA) . El precursor poli (ácido metacrílico) del Ejemplo 3 se formó al reaccionar el ácido metacrílico en solución acuosa la presencia de 13.0% en peso - - de iniciador de persulfato de sodio, respectivamente, todos los pesos en base al peso total de la carga de monómero (MAA) .

El precursor poli (ácido metacrílico) del Ejemplo 4 se formó al reaccionar el ácido metacrílico en solución acuosa la presencia de 9.0% en peso de hipofosfito de sodio, todos los pesos en base al peso total de la carga de monómero (MAA) . El polímero del Ejemplo 4A comprendió un pMAA que contiene persulfato (Mw) ~6,500 formado por polimerización de solución acuosa en la presencia de 13.0% en peso de iniciador de persulfato, todos los pesos en base al peso total de la carga de monómero (MAA) .

EJEMPLOS 1, 2 y 3: Policarboxilatos de Tamaño de Partícula Fina Los materiales se esterificaron para elaborar los polímeros peine. Primero, un telómero de hipofosfito de ácido metacrílico que tiene un peso molecular promedio en peso de «6000 se calentó a 150°C por 2 horas para eliminar el agua y se utilizó como el Ejemplo 1. Una parte del pMAA que contiene hipofosfito secado al horno, entonces se calentó a 200°C por 30 minutos para convertir el ácido en anhídrido (pMAAn) el cual fue el Ejemplo 2. También el pMAA iniciado por persulfato que tiene un Mw de 6,500 se utilizó en el Ejemplo 3. Todos los tres materiales se molturaron utilizando un mortero y mano seguido por molturación - - adicional con un molino de bolas Resten (Newtown, PA) MM400 a 30 hz por 2 minutos. El análisis de tamaño de partícula se hizo sobre material seco con un Analizador de Tamaño de Partícula de Difracción Láser Beckman-Coulter (Brea, CA) LS 13 320 (Beckman-Coulter, Brea, CA) . Los tamaños de partícula promedio resultantes se muestran en la Tabla 1 de abajo.

Tabla 1 : Análisis de Tamaño de Partícula Las formulaciones demostradas en la Tabla 2 , de abajo, para la elaboración de polímeros peine de 2,000 peso molecular de éter de metilo poli (etilenglicol) (mPEG 2K) de Aldrich Chemicals (St. Louis, MO) se agregaron a un matraz de 3 cuellos (500 mL) que se ajustó con agitación de sobrecarga (290 RPMs) , un termopar, un controlador de temperatura, y manto de calentamiento. Todas las reacciones se hicieron bajo un manto de N2. El mPEG 2K se agregó al matraz y se calentó a 70°C a cuyo punto el poliácido o polianhídrido se agregó al recipiente. Una parte del telómero de hipofosfito secado al horno de ácido metacrílico se calentó entonces a 140°C y se inició un sincronizador. En intervalos de 1 hora, - - se tomaron muestras bajo una purga de N2, el peso de la muestra se registró en el frasco y fue aproximadamente de 1 gramo .

Tabla 2 : Formulación de súper píastificantes PCE El material con muestras (~1 g) de cada material en cada intervalo de tiempo indicado en la Tabla 2, de arriba, se agregó a 20 gramos de 20 mM de NaH2P04 a pH=7 (aproximadamente 1:20 dilución) . Se dejaron disolver las muestras en el agitador mecánico a temperatura ambiente por ~16 horas. Al siguiente día, las muestras además se diluyeron en 20 mM de NaH2P04 a pH=7 a aproximadamente 1:25 a dilución total de aproximadamente 1:500.

Los estándares de calibración en la concentración de aproximadamente 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500 y 2000 ppm se prepararon de mPEG-2K asumiendo que el mPEG-2K tuvo 100% de sólidos. Tanto las muestras como los estándares se filtraron utilizando 0.45 um de filtros PVDF antes de inyectarlas en columnas SEC.

- - Los resultados del análisis de separación se muestran en la Tabla 3, de abajo, como una función de % de conversión o cantidad de mPEG esterificado . T=0 es una muestra tomada a medida que la mezcla alcanza 140°C.

Tabla 3: Porcentaje de Esterificación de Ácido/Anhídrido con mPEG 2K Según se muestra en la Tabla 3, de arriba, a aproximadamente el mismo peso molecular el polímero de policarboxilato, el pMAA que contiene telómero de hipofosfito de policarboxilato del Ejemplo 1 se esterifica más de dos veces tan eficazmente como el pMAA iniciado por persulfato del Ejemplo 3. Además, el telómero de óxido fosforoso de pMAAn del Ejemplo 2 se esterifica más de cinco veces más eficazmente que el pMAA iniciado por persulfato del Ejemplo 3. También, parece que debido a que el policarboxilato o polímero de anhídrido y componentes de poliéter poliol se - - mezclan a 70°C, ocurre la esterificación previa a que el recipiente alcance la temperatura de reacción a 140°C.

Ejemplos 4 y 4A: Telómeros de óxido fosforoso de Tamaño de Partícula Pequeña Molidos a Mano Cada polímero del Ejemplo 4 y 4A se calentó a 150°C por 2 horas para eliminar el agua. Ambos fueron entonces pulverizados a mano con un mortero y mano. El tamaño de partícula del material seco se evaluó y se midió con un Analizador de Tamaño de Partícula de Difracción Láser Beckman-Coulter LS 13 320 (Beckman-Coulter, Brea, CA) . Los resultados se muestran en la Tabla 4, de abajo.

Tabla 4 : Análisis de Tamaño de Partícula Ejemplos 5, 5A, 5B, 6 y 6A: Formulaciones de Reactivo de Súper Plastificante Según se muestra en la Tabla 5, de abajo, las formulaciones de los reactivos de súper plastificante comprendieron un reactivo formador de cadena lateral de poliéter y los polímeros secos de los Ejemplos 4 y 4A, incluyendo un éter de metilo de poli (etilenglicol) de 2000 Mw (mPEG 2K) (Aldrich Chemicals, St. Louis, MO) y un mPEG 5,000 de éter de metilo de poli (etilenglicol) Polygylkol™ M 5,000S - - (Clariant Corp., Mt. Holly West, NC) ; monohidrato de ácido toluenosulfónico (p-TSA, >98.5% de pureza, sólido) hidróxido de litio (>98% de pureza, sólido) (Aldrich) ; estabilizador de Irganox™ 5057 (BASF, Vandalia, IL) .

Tabla 5 : Formulaciones Los ingredientes en cada formulación se agregaron a un matraz equipado de fondo redondo de 500 mi de 3 cuellos equipado con un agitador de sobrecarga, condensador de reflujo, entrada de nitrógeno, termopar conectado al controlador de temperatura, conducto al vacío y manto de calentamiento con un mazo de crisol Jack-O-Matic™ (Glas-Col, LLC Terre Haute, IN) . Todos los reactivos se envolvieron con nitrógeno y se calentaron a 80°C. Los reactivos se mantuvieron por 10 minutos a 80°C y el nitrógeno se apagó y - - el vacío se encendió. La mezcla se calentó entonces a 180°C y el sincronizador se inició. A los 30 minutos, 1 hora y 2 horas, se tomaron muestras bajo una purga de nitrógeno y su conversión se calculó.

Las muestras para el análisis SEC se prepararon a aproximadamente 1:500 de dilución en 20 mM de NAH2P0 a pH=7. El mPEG 2K y mPEG 5K de las formulaciones se utilizaron para preparar los estándares de calibración a una concentración de aproximadamente 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500 y 2000 ppm utilizando 100% de sólidos. De esta manera, el mPEG 2K se utilizó para determinar su conversión en los Ejemplos 6 y 6A mientras que el mPEG 5K se utilizó para el mismo propósito en los Ejemplos 5, 5A y 5B. Ambos, muestras y estándares, se filtraron utilizando 0.45 um de filtros PVDF antes de inyectarlos en columnas SEC. Adicionalmente , los Ejemplos 5, 5A, 5B y los estándares de MPEG 5K también se prepararon en 100 mM de NH4AC en MeOH como solvente alternativo y SEC se volvió a ejecutar para estos.

Las cantidades residuales de mPEG 2K se determinaron por SEC utilizando las curvas de calibración. Las conversiones mPEG 2K se determinaron de acuerdo con el cálculo (1 concentración residual de mPEG/concentración de inicio de mPEG) x 100 para dar el porcentaje de conversión. Los resultados se muestran en la Tabla 6, de abajo.

- - Tabla 6: Porcentaje de Esterificación de Anhídrido con mPEG *Ejemplo Comparativo Como es evidente en los números de degradación y conversión en la Tabla 6, de arriba, el mPEG 5,000 no reaccionó en ningún caso y se sometió a la degradación severa. Cuando se preparó mPEG 5K en 100 mM de NH4Ac en MeOH, SEC reveló la degradación sustancial de mPEG 5K en el rango de 6 a 52% y los valores de conversión muy bajos de 0 a 3%. El grado de la degradación de mPEG 5K fue más bajo en el Ejemplo 5B y más probablemente fue debido al uso de Irganox™ 5057 como inhibidor.

La Tabla 6, de arriba, también muestra que con el mPEG de Mw inferior más reactivo, el telómero de óxido fosforoso de anhídrido poli metracrílico (pMAA) del Ejemplo 6 produce más de cuatro veces las cadenas laterales de éster cuando se comparó al pMAA que contiene persulfato del Ejemplo 6A. Además, el antioxidante y el catalizador de litio incluidos en la comparación en el Ejemplo 6A parece que no mejoran la producción (75% menos) cuando se comparan al pMAA iniciado por SHP.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende partículas o aglomerados de uno o más de telomero o cotelómero ( (co) telómero) de óxido fosforoso de uno o más ácidos carboxílieos insaturados o anhídridos que tienen un tamaño de partícula medio promedio de desde 2 µp? a 1 mm.

2. La composición como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el tamaño de partícula promedio varía de 5 µp? hasta 700 µ?t?.

3. La composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el ácido carboxílico insaturado o anhídrido se selecciona de ácido acrílico, ácido metacrílico y anhídrido metacrílico.

4. La composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el (co) telómero tiene un peso molecular promedio en peso (Mw) de desde 1,000 a 20,000.

5. La composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 , en donde el (co) telómero comprende el residuo de polimerización de (i) de 20 a 98% en peso de unidades polimerizadas que contienen ácido carboxílico o grupos de sal, en base al peso total de los reactivos utilizados para elaborar el (co) telómero .

6. La composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el (co)telómero comprende al menos 10% en peso y hasta 70% en peso de grupos de anhídrido metacrílico, en base al peso total de unidades polimerizadas acidas en el (co) telómero .

7. La composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el (co) telómero comprende de 2 a 20% en peso de un compuesto de fosfonato, un compuesto de hipofosfito o una sal de los mismos, en base al peso total de los reactivos utilizados para elaborar el (co) telómero .

8. Un método para elabora telómeros de óxido fosforoso que comprende: agregar una solución acuosa que polimeriza una mezcla monomérica de uno o más de un ácido carboxílico insaturado en la presencia de un compuesto de ácido de óxido fosforoso o de sal, secando el copolímero resultante a una temperatura de desde 120 a 230°C y reduciendo su tamaño de partícula para elaborar una partícula o aglomerado de (co) telómero .

9. El método como se reivindica en la reivindicación 8, en donde el secado comprende secado por aspersión, secado de lecho fluidizado, extrusión por fusión, y secado por aspersión seguido por la extrusión por fusión.

10. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en donde la reducción del tamaño de partícula comprende molturación, molienda, trituración, pulverización, compresión o criomolturacion.

11. El método como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende además: hacer reaccionar la partícula o aglomerado de (co)telómero con uno o más de poliéter poliol, alquil poliéter poliol, poliéter amina o alquil poliéter amina, con calentamiento, para formar un polímero peine.