ES2250281T3 - Procedimiento en continuo para la preparacion de organoalcoxisiloxanos. - Google Patents

Procedimiento en continuo para la preparacion de organoalcoxisiloxanos.

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ES2250281T3 ES01122999T ES01122999T ES2250281T3 ES 2250281 T3 ES2250281 T3 ES 2250281T3 ES 01122999 T ES01122999 T ES 01122999T ES 01122999 T ES01122999 T ES 01122999T ES 2250281 T3 ES2250281 T3 ES 2250281T3
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Abstract

Procedimiento para la preparación en continuo de una mezcla de organoalcoxisiloxanos de fórmula general I en la que los grupos R y R¿¿ son iguales o diferentes y significan metilo, etilo, vinilo, n- propilo, i-propilo, n-butilo, n-pentilo, i-pentilo, n- hexilo, i-hexilo, n-heptilo, i-heptilo, n-octilo, i- octilo, hexadecilo, octadecilo o alcoxi, R¿ representa un grupo metilo o etilo, n y m son iguales o diferentes y representan un número de 0 a 20, con la condición que (n+m)= 2, en el que en una primera etapa del procedimiento se introducen los componentes (i) organotriclorosilano o una mezcla de organotriclorosilanos o una mezcla de al menos un organotriclorosilano y tetraclorosilano, (ii) agua y (iii) alcohol, en una relación molar (i):(ii):(iii) de 1:(0, 59 a 0, 95):(0, 5 a 100), se hace reaccionar a una temperatura de 0 a 150ºC, simultáneamente se elimina cloruro de hidrógeno del sistema y el producto bruto, tras un tiempo de permanencia medio de 0, 5 a 180 minutos, se transfiere proporcionalmente a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento, se extraen aquí los componentes volátiles como producto de cabeza y se obtienen los organoalcoxisiloxanos como producto líquido residual, funcionando la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento a una temperatura del residuo líquido de 50 a 200ºC y los organosiloxanos presentan un grado de oligomerización medio de 2 a 30.

Description

Procedimiento en continuo para la preparación de organoalcoxisiloxanos.
La presente invención se refiere a un procedimiento especial para la preparación de organoalcoxisiloxanos, mezclas de organoalcoxisiloxanos, que se pueden obtener según este procedimiento, así como el uso de tales mezclas.
Desde hace tiempo se conoce la preparación de un organoalcoxisilano mediante esterificación de un organoclorosilano con un alcohol.
Además, del documento DE 2744726 C2 se conoce la preparación de ésteres tetraalquílicos del ácido ortosilícico o sus oligómeros mediante esterificación de tetraclorosilano o de clorosiloxanos oligoméricos. En este procedimiento se puede realizar una oligomerización simultáneamente con la esterificación o después de la esterificación, mediante adiciones definidas de agua.
A causa del diferente comportamiento de hidrólisis y/o condensación del producto monomérico de partida y los productos secundarios que se forman al mismo tiempo, el control de la reacción para la preparación dirigida de ésteres oligoméricos del ácido silícico es extremadamente difícil, especialmente cuando se pretenden utilizar esterificación, hidrólisis y condensación de forma simultánea y/o en continuo y a gran escala industrial.
Además, los sistemas así obtenidos deben ser lo más estables posible al almacenamiento, es decir, deben mantener el mayor tiempo posible sus propiedades físicas así como químicas, como la distribución de oligómeros y la viscosidad.
El documento DE 2809871 C2 da a conocer un procedimiento para la hidrólisis parcial de ésteres tetra-alcoxialquílicos del ácido ortosilícico, en el que la cantidad total de agua, que es necesaria para la hidrólisis parcial dirigida, se mezcla con el éster ya al inicio de la reacción.
El documento EP 0518057 muestra un procedimiento para la preparación dirigida de organoalcoxisilanos mediante condensación o co-condensación de vinil- y/o alquilalcoxisilanos en presencia de un catalizador, en el que la cantidad de agua calculada se emplea en disolución de 0,2 a 8 veces la cantidad en peso de metanol o etanol.
El documento EP 0814110 A1 (O.Z 5063) describe además un procedimiento para la preparación discontinua de alquiltrialcoxisiloxanos C_{3} a C_{18} mediante condensación dirigida de los correspondientes alquilalcoxisilanos en presencia de cloruro de hidrógeno (HCl), en el que se usa más de 1 mol de agua por mol de silicio para la hidrólisis y/o condensación del alcoxisilano.
El documento EP 0579453 A2 muestra un procedimiento para la preparación de alquilalcoxisiloxanos, especialmente basados en isobutiltrimetoxisilano (IBTMO), en que para la hidrólisis dirigida se emplean 0,1 a 0,6 moles de agua por mol de alcoxisilano. De esta manera se forman mezclas que contienen alcohol, que contienen una elevada proporción en monómeros silano, es decir, producto de partida, de forma que en la aplicación el producto presenta una proporción elevada de monómeros volátiles y además posee un punto de inflamación bajo.
Además, de J. Organometallic Chem. Vol. 489 (1995) se extrae un método discontinuo para la hidrólisis de isopropiltrimetoxisilano.
El documento US 5112393 (= WO 92/06101) da a conocer organoalcoxisiloxanos exentos de disolvente con 2 a 9 unidades Si para la dotación hidrófoba de sustancias minerales, en que al siloxano se le pueden añadir compuestos fluororgánicos para la mejora de las propiedades negativas. Como grupos orgánicos de la Patente de los EE.UU. 5112393, se tienen en cuenta entre otros, alquilo/cicloalquilo/arilalquilo/alcarilo-C_{1} a C_{30} o sus mezclas, además de grupos orgánicos olefínicos y/o sustituidos con heteroátomos o átomos de flúor. Destacan especialmente los siloxanos con grupos alquilo C_{4} a C_{8} y un grado de oligomerización de 2 a 4, en que demuestran ser preferibles 1,3-di-n-octil-1,1,3,3-tetrametoxidisiloxano y 1, 3-di-n-octil-1,1,3,3-tetraetoxidisiloxano. Su preparación también se realiza de forma discontinua. Además, la preparación dirigida de estos disiloxanos es costosa y cara.
Además, a partir del documento US 5543173 se conoce un método para la hidrólisis dirigida de alcoxisilanos, en que el producto presenta una proporción considerable de alcohol de hidrólisis y/o cantidades claras de disolvente, como tolueno, metilisobutilcetona (MIBK). Como producto de partida, el documento US 5543173 da a conocer organoalcoxisilanos con grupos orgánicos, como aminoaquilo, diaminoalquilo, por ejemplo N-2-aminoetil-3-aminopropilo, vinilo, alquilo C_{6} a C_{20}, por ejemplo metilo, etilo, i-propilo, n-butilo, especialmente octilo, halogenoalquilo, metacriloxialquilo o mercaptoalquilo. Aquí también se emplean alcoxisilanos, que se pueden obtener en un procedimiento aparte mediante esterificación de los respectivos clorosilanos con un alcohol. Tales procedimientos realizados de forma discontinua a través de varios pasos de procesado, por regla general son costosos y de costes intensivos.
Además, se tiene que destacar que cada uno de tales organoalcoxisilanos incluyendo los correspondientes siloxanos oligoméricos posee un comportamiento diferente de hidrólisis y/o condensación y por eso también dificulta considerablemente la realización de tales procedimientos a escala de producción. De los documentos EP0650968A1, GB674137A y US4506087A se conocen procedimientos para la preparación en continuo de organoalcoxisilanos.
La presente invención se basó en el objetivo de proporcionar un procedimiento lo más económico posible para la preparación en continuo de organoalcoxisiloxanos que presentan un grado de oligomerización medio de 2 a 30.
El objetivo propuesto se alcanza conforme a las indicaciones de las reivindicaciones.
Sorprendentemente se encontró que de forma sencilla y económica se pueden preparar organoalcoxisiloxanos a partir de un organoclorosilano o a partir de una mezcla de clorosilanos, una cantidad definida de agua y un alcohol en un procedimiento en continuo, si en una primera etapa del procedimiento se introducen, por ejemplo en un tanque de agitación o una columna de reacción, los componentes (i) organotriclorosilano o una mezcla de organotriclorosilanos, con preferencia alquiltriclorosilanos, especialmente n-propiltriclorosilano y/o viniltriclorosilano, o una mezcla de al menos un organotriclorosilano y tetraclorosilano, (ii) agua, agua completamente desalada de la forma apropiada, y (iii) alcohol, con preferencia metanol y/o etanol, en una relación molar (i):(ii):(iii) de 1:(0,59 a 0,95):(0,5 a 100), con preferencia 1:(\geq0,6 a 0,9):(1 a 3), con especial preferencia 1:(0,65 a 0,85):(1 a 3), de forma ventajosa mediante homogeneización, se hace reaccionar a una temperatura de 0 a 150ºC, con preferencia de 20 a 70ºC, con especial preferencia a 40 hasta 60ºC, simultáneamente se elimina HCl del sistema (gas residual) a través de la fase gas y el producto bruto tras un tiempo de permanencia medio de 0,5 a 180 minutos, con preferencia 1 a 60 minutos, con especial preferencia 4 a 30 minutos, dado el caso a través de un precalentador, se transfiere a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento, para completar la reacción en la columna, con preferencia se alimenta con una cantidad adicional, es decir, otra cantidad de alcohol en una relación molar (i):(iii) de 1:(0,1 a 100), con preferencia 1:(0,5 a 10), con especial preferencia 1:(1 a 3), aquí se extrae alcohol y HCl como producto de cabeza y se obtienen los organoalcoxisiloxanos como producto líquido residual, es decir, como concentrado en forma de una mezcla, en que en la primera etapa se introducen los productos de partida en una cantidad igual que el producto que se extrae de la segunda etapa y/o que se elimina el gas residual, como HCl y pequeñas cantidades de cloroalquilo. La temperatura del colector de la columna de destilación de la reacción asciende de forma apropiada a 50 hasta 200ºC, con preferencia 100 a 180ºC, con especial preferencia 150 a 170ºC.
Según el presente procedimiento se pueden preparar de forma más sencilla y especialmente más económica mezclas de organoalcoxisiloxanos, de forma ventajosa en sistemas de tratamiento en continuo. El procedimiento según la invención es apropiado especialmente para la aplicación a gran escala técnica.
Por eso, es objeto de la presente invención un procedimiento para la preparación en continuo de una mezcla de organoalcoxisiloxanos de fórmula general I
(I),R'O --- [
\melm{\delm{\para}{OR'}}{Si}{\uelm{\para}{R}}
--- O --- ]_{m} --- [
\melm{\delm{\para}{OR'}}{Si}{\uelm{\para}{R''}}
--- O --- ]_{n}R'
en la que R y R'' son iguales o diferentes y significan metilo, etilo, vinilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, n-pentilo, i-pentilo, n-hexilo, i-hexilo, n-heptilo, i-heptilo, n-octilo, i-octilo, hexadecilo, octadecilo o alcoxi, es decir, por ejemplo metoxi o etoxi, R' representa un grupo metilo o etilo o dado el caso un átomo de hidrógeno, n y m son iguales o diferentes y representan un número de 0 a 20, con la condición que (n+m)\geq 2, mientras que en una primera etapa del procedimiento se introducen los componentes (i) organotriclorosilano o una mezcla de organotriclorosilanos o una mezcla de al menos un organotriclorosilano y tetraclorosilano, (ii) agua y (iii) alcohol, en una relación molar (i):(ii):(iii) de 1:(0,59 a 0,95):(0,5 a 100), se hace reaccionar a una temperatura de 0 a 150ºC, simultáneamente se elimina cloruro de hidrógeno del sistema y el producto bruto tras un tiempo de permanencia medio de 0,5 a 180 minutos se transfiere proporcionalmente a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento, aquí se extraen los componentes volátiles como producto de cabeza y se obtienen los organoalcoxisiloxanos como producto líquido residual, en que la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento funciona a una temperatura del colector de 50 a 200ºC y los organosiloxanos presentan un grado de oligomerización medio de 2 a 30.
Además, son objeto de la presente invención otras mezclas de organoalcoxisiloxanos lineales, cíclicos y/o ramificados según la fórmula I, que se pueden obtener según el procedimiento según la invención. Aquí se entienden como organoalcoxisiloxanos lineales, cíclicos y/o ramificados las estructuras con un grado de oligomerización medio de 2 a 30, con preferencia de 3 a 8, con especial preferencia de 4 a 6.
Además, la mezcla de organoalcoxisiloxanos que se puede obtener como producto líquido residual según el presente procedimiento en continuo, puede contener, dado el caso, una proporción pequeña y/o aún medible de organoalcoxisilanos monoméricos.
En el procedimiento según la invención se emplean con preferencia como clorosilanos, tetraclorosilano, metiltriclorosilano, viniltriclorosilano (VTCS), etiltriclorosilano, n-propiltriclorosilano (n-PTCS), i-propiltriclorosilano (i-PTCS), n-butiltriclorosilano (n-BTCS), pentiltriclorosilano, hexiltriclorosilano, heptiltriclorosilano, n-octiltriclorosilano (n-OCTCS), i-octiltriclorosilano (i-OCTCS), hexadeciltriclorosilano, así como octadeciltriclorosilano.
Además, se emplea con preferencia metanol o etanol como componentes (iii).
Además, en el procedimiento según la invención se emplean los componentes (i), (ii) y (iii) en la primera etapa del procedimiento con preferencia de 1:(\geq0,6 a 0,9):(1 a 3), especialmente en una relación molar de 1:(0,8 a 0,85):(1,5 a 2,5).
El tiempo de permanencia medio de los componentes en la primera etapa de procedimiento según la invención asciende a 0,5 hasta 180 minutos, con preferencia 1 a 60 minutos, con especial preferencia 4 a 30 minutos, en que la primera etapa de procedimiento funciona de forma apropiada a una temperatura de 20 a 70ºC, especialmente de 40 a 60ºC.
Después del tiempo de permanencia medio, por regla general la reacción ha progresado tanto que se transfiere el producto bruto proporcionalmente, es decir, en continuo desde la primera etapa del procedimiento a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento. Además, el producto bruto de la primera etapa del procedimiento se puede conducir a través de un precalentador antes de la entrada en la segunda etapa 
\hbox{del procedimiento.}
Es ventajoso cuando el producto bruto de la primera etapa del procedimiento se introduce en la mitad superior de la columna de destilación de la reacción. Sin embargo, el producto bruto de la primera etapa se puede introducir también en la parte inferior de la columna de la segunda etapa.
En vista de una esterificación lo más completa posible, en el procedimiento según la invención es ventajoso además si en la parte inferior de la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento se alimenta adicionalmente alcohol en una relación molar de los componentes (i):(iii) de 1:(0,1 a 100).
Además, el alcohol empleado en exceso en el presente procedimiento aparece en cabeza de columna como fracción de alcohol de forma apropiada en la segunda etapa de procedimiento, del procedimiento según la invención.
La figura 1 reproduce el esquema de flujo de una forma de realización preferible de la presente invención.
En general, el procedimiento según la invención se realiza de manera que los componentes (i), (ii) y (iii) (véase a modo de ejemplo la figura 1: 1, 2, 11) se introducen en dosis completa en el reactor (4) de la primera etapa del procedimiento y se hacen reaccionar a una temperatura de reacción de 0 a 150ºC mediante buena homogeneización, en que el producto bruto tras un tiempo de permanencia medio de 0,5 a 180 minutos se extrae proporcionalmente, es decir, en continuo del reactor de la primera etapa y se pueden añadir correspondientemente los componentes (i), (ii), y (iii). El alcohol empleado normalmente en exceso puede realizar la función tanto de un componente de la reacción como de un medio de reacción. En la transformación, el HCl que se forma en la primera etapa de la reacción puede tener efecto catalítico de forma ventajosa en la hidrólisis, en la esterificación, así como en la condensación del presente procedimiento y por regla general se elimina como gas residual a través de la fase gas. El producto bruto extraído de forma continua de la primera etapa se conduce con preferencia a través de un precalentador (9) y se transfiere a la columna de destilación de la reacción 6 de la segunda etapa del procedimiento, en que el producto deseado, es decir, la mezcla de organoalcoxisiloxanos se puede extraer como producto del colector de la columna (5) y los componentes extraños al producto se pueden eliminar esencialmente a través de la cabeza (7, 8) de la columna.
Así, en una forma de realización preferible del procedimiento en continuo según la invención, el producto bruto de la primera etapa se conduce a la parte superior de la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa y la cantidad adicional de alcohol se alimenta, por ejemplo, a través del evaporador (10) en la parte inferior de la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa, en que los clorosilanos y clorosiloxanos presentes en el producto bruto pueden reaccionar a contracorriente con alcohol mediante disociación de HCl. El alcohol (3) que aparece en cabeza de columna en la segunda etapa del procedimiento, que según el control de la reacción puede contener HCl, organocloroalcoxisilanos, organotrialcoxisilanos o los correspondientes siloxanos, se reintroduce de forma apropiada tras la condensación de la columna (6) de la segunda etapa del procedimiento y/o como producto de partida en el reactor (4) de la primera etapa del procedimiento.
El producto líquido residual de la segunda etapa de procedimiento del procedimiento según la invención se puede tratar posteriormente de forma adicional. Así, dado el caso, en el producto líquido residual se pueden eliminar por destilación otros organoalcoxisilanos monoméricos presentes, trazas de alcohol u organoclorosilanos, por ejemplo, a través de otra unidad de destilación conectada después de la columna de destilación de la reacción o a través de un evaporador en capa fina. Además, los organoalcoxisilanos presentes de fórmula general I deberían contener al menos un grupo R o R'', el cuál es diferente de alcoxi. Los materiales enturbiadores o en suspensión se pueden eliminar de forma apropiada mediante filtración del producto. Si se deseara una reducción del índice colorimétrico del producto, esto se puede realizar mediante un tratamiento del producto con un agente de absorción, como carbón activo o ácido silícico. Además, se puede reducir más el contenido de cloruro de la mezcla de organoalcoxisiloxano mediante precipitación con álcalis, como alcoholatos sódicos, amoníaco o sosa y/o potasa.
Con especial preferencia, según el procedimiento según la invención se preparan mezclas de n-propilmetoxisiloxanos, n-propiletoxisiloxanos, viniletoxisiloxanos, vinilmetoxisiloxanos o co-polímeros de n-propil/vinilsiloxano mezclados correspondientemente, en que estos productos se caracterizan especialmente por una composición especial de la mezcla de oligómeros con un grado de oligomerización medio de 2 a 30, con preferencia de 3 a 8, con especial preferencia de 4 a 6, como los que por ejemplo se deducen en detalle de la solicitud paralela alemana con el título "n-Propylethoxysiloxane, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung". Se indica explícitamente en ella que el contenido de la solicitud paralela alemana con el título "n-Propylethoxysiloxane, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung" también se puede ver como revelación de la presente solicitud.
Las mezclas obtenidas según la invención de organoalcoxisilanos policondensados, con preferencia oligoméricos, por regla general están exentas de disolventes y estables al almacenamiento más de 6 meses y se pueden usar de forma ventajosa como concentrado, en forma diluida, por ejemplo como disolución en hidrocarburos del petróleo o como disolución alcohólica, con preferencia disuelto en metanol, etanol y/o en n- y/o i-propanol, o en forma emulsionada, con preferencia como preparación acuosa tanto en estado pastoso de baja viscosidad como de alta viscosidad, o en los agentes de las técnicas de siempre. Así, se pueden usar mezclas de organoalcoxisiloxano según la invención, por ejemplo, en una preparación acuosa y/o alcohólica mediante la adición de un agente espesante para la producción de propiedades pastosas para el tratamiento de superficies inorgánicas, por ejemplo, para el equipamiento antihumedad, aceite, suciedad y/o color o que impide la corrosión o que facilita la adhesión de metal, cerámica, materiales de construcción, componentes y obras, como acero, hierro, ladrillo, piedras de muros, piedra natural, cemento, asperón calizo, mármol, piso de lozas, piedra artificial, vidrio plano, vidrio hueco, vidrio estratificado, puentes, tejados, fachadas, sólo por mencionar algunos ejemplos.
Además, las mezclas de siloxano obtenidas según la invención se pueden usar para la hidrofobación y la modificación de superficies de tejidos, piel, productos de celulosa y almidón, para el recubrimiento de fibras de vidrio y mineral, por ejemplo como aglutinante o como aditivo para aglutinante, para la modificación de superficies de cargas, para la mejora de las propiedades reológicas de dispersiones y emulsiones, como adhesivo, por ejemplo para la mejora de la adherencia de polímeros orgánicos sobre sustratos inorgánicos, como antiaglomerantes, como ramificadores o como aditivos para colorantes y barnices.
La presente invención se explica más detalladamente mediante los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Ejemplo 1
Preparación continua de una mezcla de n-propiletoxisiloxano (VPS 9892) Descripción de la instalación
Aparatos del experimento, véase la figura 1:
1. Recipiente del alcohol; matraz de vidrio de 2 litros
2. Recipiente del clorosilano (mezcla); matraz de vidrio de 1 litro
3. Recipiente del alcohol de retorno; embudo de adición de 100 ml
4. Reactor; matraz de doble camisa de 2 litros, calentado con regulador de temperatura del aceite
5. Colector de la columna; matraz de doble camisa de 2 LITROS, calentado con regulador de temperatura del aceite
6. Columna; longitud: 150 cm, diámetro: 28 mm, relleno: relleno de monturas de porcelana, diámetro aproximado de 4 mm
7. Refrigerante intensivo; longitud: 55 cm
8. Refrigerante profundo; longitud: 20 cm, enfriado con mezcla hielo seco/isopropanol
9. Pre-calentador; recipiente de vidrio de doble camisa con V = aprox. 40 ml, calentado con regulador de temperatura del aceite
10. Evaporador; recipiente de vidrio de doble camisa con V = aprox. 20 ml, calentado con regulador de temperatura del aceite
11. Recipiente de la mezcla agua/alcohol; matraz de vidrio de 500 ml
A Bomba de membrana PROMINENT "Gamma/4", rendimiento de dosificación de 0,69 l/h
B Bomba de membrana PROMINENT "Gamma/4", rendimiento de dosificación de 0,69 l/h
C Bomba de membrana PROMINENT "Gamma/4", rendimiento de dosificación de 1,60 l/h
D Bomba de membrana PROMINENT "Gamma/4", rendimiento de dosificación de 0,69 l/h
E Bomba de membrana PROMINENT "Gamma/4", rendimiento de dosificación de 0,2 l/h
Control de la temperatura
T Circuito de calentamiento (HKL) para el reactor: 70ºC; T (reactor) aprox. 50ºC
T HKL evaporador: 150ºC; T (evaporador) aprox. 120ºC
T HKL colector de la columna + 1ª sección: 180ºC; T (colector de la columna) aprox. 160ºC
T HKL 2ª + 3ª sección: 100ºC; T (en la 3ª sección de la columna) aprox. 89ºC
T HKL precalentador: 50ºC
Descripción de la realización
Los clorosilanos se dosifican en el reactor (calentado, agitado) en las cantidades de dosificación indicadas junto con agua y alcohol de retorno. La dosificación desde el reactor a través del precalentador hacia la columna se ajusta de manera que en el reactor se encuentra una cantidad de líquido de aproximadamente 25 a 200 ml. Al mismo tiempo se alimenta etanol en la dosificación indicada a través del evaporador en la parte inferior de la columna. Se elimina el gas residual (HCl) formado. Se condensan el etanol y los clorosilanos en exceso (incluidos cloroalcoxisilanos y cloroalcoxisiloxanos, así como HCl disuelto) y se introducen en el reactor como etanol de retorno. Del colector de la columna se extrae producto en continuo, de manera que se ajusta un flujo de líquido constante en el colector de la columna.
Productos de partida
PTCS (n-propiltriclorosilano, pureza = 99,3% de área)
Agua destilada (pureza = 98,5% de área)
Dosificación
PTCS: aprox. 1,45-1,65 mol/h
Etanol: aprox. 2,2-3,4 mol/h
Etanol de retorno: aprox. 3,0-3,4 mol/h
Agua destilada: aprox. 0,98-1,28 mol/h
Tratamiento posterior
El producto aún contiene pequeñas cantidades de cloruro, por ejemplo, en forma de n-propiletoxiclorosiloxanos. La adición de la cantidad estequiométrica de sosa etanólica conduce a la precipitación de NaCl, que se puede filtrar mediante un filtro a presión. El etanol en exceso se elimina en el evaporador de rotación. De esta manera aumenta el punto de inflamación del producto.
Caracterización del producto (sin el tratamiento posterior, los valores en paréntesis)
Punto de inflamación: 89ºC (40ºC)
Contenido de SiO_{2}: 41,3% p/p
Viscosidad: 4,8 mPa\cdots
Cloruro hidrolizable: < 10 ppm (461 mg/kg)
Índice colorimétrico: 10 Apha
Ejemplo 2
Preparación continua de una mezcla de viniletoxisiloxano (DS 6498) Descripción de la instalación
El aparato del experimento se describe como en el ejemplo 1.
\newpage
Control de la temperatura
T Circuito de calentamiento (HKL) para el reactor: 70ºC; T (reactor) aprox. 50ºC
T HKL evaporador: 150ºC; T (evaporador) aprox. 120ºC
T HKL colector de la columna + 1ª sección: 180ºC; T (colector de la columna) aprox. 160ºC
T HKL 2ª + 3ª sección: 100ºC; T (en la 3ª sección de la columna) aprox. 87ºC
T HKL precalentador: 50ºC
Descripción de la realización
Como en el ejemplo 1 con la siguiente diferencia:
Productos de partida
VTCS (viniltriclorosilano, pureza = 99,1% de área)
Etanol (pureza = 98,5% de área)
Agua destilada (se dosifica en una mezcla 1:1 con etanol)
Dosificación
VTCS: aprox. 1,4 mol/h
Etanol: aprox. 1,8 mol/h
Etanol de retorno: aprox. 3,4 mol/h
Agua destilada: aprox. 1,25 mol/h
Tratamiento posterior
El producto aún contiene pequeñas cantidades de cloruro, por ejemplo en forma de viniletoxiclorosiloxanos. La adición de la cantidad estequiométrica de sosa etanólica conduce a la precipitación de NaCl, que se puede filtrar mediante un filtro a presión. El etanol en exceso se elimina en el evaporador de rotación. De esta manera aumenta el punto de inflamación del producto.
Caracterización del producto (sin tratamiento posterior)
SiO_{2}: 47,1%
Viscosidad: 4,9 mPa\cdots
Cloruro hidrolizable: 18 mg/kg
Índice colorimétrico: 45
Densidad: 1,030 g/cm^{3}
Ejemplo 3
Síntesis continua del co-condensado de n-propilviniletoxisiloxano (DS 6598) Descripción de la instalación
El aparato del experimento se describe como en el ejemplo 1.
Control de la temperatura
T Circuito de calentamiento (HKL) para el reactor: 70ºC; T (reactor) aprox. 50ºC
T HKL evaporador: 150ºC; T (evaporador) aprox. 112ºC
T HKL colector de la columna + 1ª sección: 180ºC; T (colector de la columna) aprox. 168ºC
T HKL 2ª + 3ª sección: 100ºC; T (en la 3ª sección de la columna) aprox. 85ºC
T HKL precalentador: 50ºC
Descripción de la realización
Como en el ejemplo 1 con la siguiente diferencia:
Productos de partida
VTCS (viniltriclorosilano, pureza = 99,1% de área)
PTCS (n-propiltriclorosilano, pureza = 99,3% de área)
Etanol (pureza = 98,5% de área)
Agua destilada (se dosifica en una mezcla 1:1 con etanol)
VTCS y PTCS se añaden mezclados a una relación molar de mezcla de 1 mol de VTCS: 0,95 moles de PTCS
Dosificación
Mezcla de clorosilano: aprox. 2,0 mol/h
Etanol: aprox. 3,0 mol/h
Etanol de retorno: aprox. 4,5 mol/h
Agua destilada: aprox. 1,65 mol/h
Tratamiento posterior
El producto aún contiene pequeñas cantidades de cloruro, por ejemplo en forma de vinil/n-propiletoxiclorosiloxanos. La adición de la cantidad estequiométrica de sosa etanólica conduce a la precipitación de NaCl, que se puede filtrar mediante un filtro a presión. El etanol en exceso se elimina en el evaporador de rotación. De esta manera aumenta el punto de inflamación del producto.
Caracterización del producto (sin tratamiento posterior)
SiO_{2}: 43,2%
Viscosidad: 4,1 mPa\cdots
Cloruro hidrolizable: 163 mg/kg
Índice colorimétrico: 15
Etanol libre: 0,7% en peso
Densidad: 0,995 g/cm^{3}

Claims (12)

  1. \global\parskip0.980000\baselineskip
    1. Procedimiento para la preparación en continuo de una mezcla de organoalcoxisiloxanos de fórmula general I
    (I),R'O --- [
    \melm{\delm{\para}{OR'}}{Si}{\uelm{\para}{R}}
    --- O --- ]_{m} --- [
    \melm{\delm{\para}{OR'}}{Si}{\uelm{\para}{R''}}
    --- O --- ]_{n}R'
    en la que los grupos R y R'' son iguales o diferentes y significan metilo, etilo, vinilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, n-pentilo, i-pentilo, n-hexilo, i-hexilo, n-heptilo, i-heptilo, n-octilo, i-octilo, hexadecilo, octadecilo o alcoxi, R' representa un grupo metilo o etilo, n y m son iguales o diferentes y representan un número de 0 a 20, con la condición que (n+m)\geq 2,
    en el que en una primera etapa del procedimiento se introducen los componentes (i) organotriclorosilano o una mezcla de organotriclorosilanos o una mezcla de al menos un organotriclorosilano y tetraclorosilano, (ii) agua y (iii) alcohol, en una relación molar (i):(ii):(iii) de 1:(0,59 a 0,95):(0,5 a 100), se hace reaccionar a una temperatura de 0 a 150ºC, simultáneamente se elimina cloruro de hidrógeno del sistema y el producto bruto, tras un tiempo de permanencia medio de 0,5 a 180 minutos, se transfiere proporcionalmente a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento, se extraen aquí los componentes volátiles como producto de cabeza y se obtienen los organoalcoxisiloxanos como producto líquido residual, funcionando la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento a una temperatura del residuo líquido de 50 a 200ºC y los organosiloxanos presentan un grado de oligomerización medio de 2 a 30.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como organotriclorosilano se emplea metiltriclorosilano, viniltriclorosilano, etiltriclorosilano, n-propiltriclorosilano, i-propiltriclorosilano, n-butiltriclorosilano, pentiltriclorosilano, hexiltriclorosilano, heptiltriclorosilano, n-octiltriclorosilano, i-octiltriclorosilano, hexadeciltriclorosilano u octadeciltriclorosilano.
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como etanol (iii) se emplea metanol o etanol.
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los componentes (i), (ii) y (iii) se emplean en una relación molar 1:(\geq0,6 a 0,9):(1 a 3).
  5. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el producto bruto, tras un tiempo de permanencia medio de 1 a 60 minutos, se transfiere proporcionalmente de la primera etapa del procedimiento a la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento.
  6. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el producto bruto de la primera etapa del procedimiento se conduce a través de un precalentador antes de la entrada en la segunda etapa del procedimiento.
  7. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el producto bruto de la primera etapa del procedimiento se introduce en la mitad superior de la columna de destilación de la reacción.
  8. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la parte inferior de la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento se alimenta adicionalmente alcohol en una relación molar de los componentes (i):(iii) de 1:(0,1 a 100).
  9. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la segunda etapa del procedimiento la fracción alcohol que aparece en cabeza de columna tras la condensación se reintroduce en la columna de destilación de la reacción de la segunda etapa del procedimiento y/o en la primera etapa del procedimiento.
  10. 10. Mezcla de organoalcoxisiloxanos lineales, cíclicos y/o ramificados según la fórmula I, que se pueden obtener según al menos una de las reivindicaciones 1 a 9.
  11. 11. Uso de una mezcla de organoalcoxisiloxanos según la reivindicación 10 o preparados según una de las reivindicaciones 1 a 9 como concentrado, en forma diluida, en forma emulsionada o en agentes para el tratamiento de superficies inorgánicas.
  12. 12. Uso según la reivindicación 11 para el tratamiento de una superficie inorgánica, por ejemplo, para el equipamiento antihumedad, aceite, suciedad y/o color o que impide la corrosión o que facilita la adhesión de metal, cerámica, piedra artificial, vidrio, materiales de construcción, componentes y obras, para la hidrofobización y la modificación de superficies de tejidos, piel, productos de celulosa y almidón, para el recubrimiento de fibras de vidrio y mineral, como aglutinante, como aditivo para aglutinante, para la modificación de superficies de cargas, para la mejora de las propiedades reológicas de dispersiones y emulsiones, como adhesivo, como antiaglomerante, como ramificador así como colorante y barniz.
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