Brevet FR2477902A1 — publié le 19810918

La présente invention concerne un nouveau procédé pour empêcher le mottage des polyalcools solides (polyols) et conduit donc à l'amélioration de leur aptitude au stockage dans les condi- tions normales. Les polyols sont des produits intermédiaires inté- ressants pour les synthèses chimiques, qui ont acquis partiellement une importance à l'échelle industrielle et sont utilisés notamment pour la préparation de matières plastiques telles que polyuréthannes, polycarbonates, résines alkydes, agents lubrifiants, plastifiants et vernis. Leur obtention la plus facile possible est essentielle pour leur large domaine d'utilisation. Les exemples de polyols utilisés dans la technique sont le 2,2-diméthyl-l,3-propanediol (néopentylglycol), le 1,6-hexane- diol et le triméthylolpropane. Leur préparation s'effectue par hydro- génation catalytique des acides carboxyliques correspondants ou de leurs esters, comme dans le cas du 1,6-hexanediol, ou par aldolisa- tion mixte d'aldéhydes avec le formaldéhyde suivie de réduction des hydroxyaldéhydes,comme pour le 2,2-diméthyl-1,3-propanediol ou le triméthylolpropane. Pour assurer une manipulation facile dans le trai- tement ultérieur, les polyols sont mis sous des formes commerciales de présentation et on les trouve dans le commerce, par exemple,sous forme d'écailles ou paillettes, de pastilles ou de briquettes. La tendance de polyols au mottage se révèle très gênante dans le stockage. La cause n'en est pas toujours connue. Avec le 2,2-diméthyl-1,3-propanediol, on a trouvé qu'il existe à l'état solide sous deux formes distinctes, se transformant l'une en l'autre de manière réversible. Les températures de transformation de la forme thermodynamiquement instable dans la forme thermodynami- quement stable, et inversement, sont de 42 ou 33 C par surfusion. On a découvert que la chaleur de formation des deux formes est de 13,7 kJ/mol (H.P. Frank, K. Krzenicki, H. VBllenkle, Chemiker-Ztg. 97, page 206 (1973) ) et elle est donc sensiblement 3 fois plus grande que la chaleur de fusion. En raison de ces propriétés physiques du 2,2e diméthyl-1,3propanediol, la mise en paillettes du produit pur ne se fait pas sans problème. On rencontre des difficultés, en parti- culier avec les qualités à haute pureté, du fait que le produit à mettre en paillettes ne se transforme pas complètement, par exemple dans le cylindre à fabriquer les paillettes, en la "forme basse tempéra- ture" plus stable thermodynamiquement. Il s'ensuit que le néopentyl- glycol se transforme ultérieurement dans les futailles de vente en la "forme basse température" correspondante, avec dégagement de la chaleur de transformation très élevée. La chaleur de transformation à évacuer entraîne une élévation de température considérable dans la marchandise en vente et conduit à un mottage plus ou moins marqué du produit en paillettes. Dans le cas extrême, l'aptitude du produit au ruissellement est considérablement altérée. Pour éviter les complications indiquées, on a décrit dans le brevet japonais n0 74 88 813 (CA 83, page 11126 K (1975)) l'addition d'esters d'acides organiques ou d'acétals comme agents antimottants. Selon ce brevet, l'addition de 0,005% en poids d'acétate de butylcellulose a pour effet que le néopentylglycol ne présente pas de mottage pendant 30 jours sous une pression de 0,230 bar après sa mise sous une forme de présentation. Comme les additifs indiqués perdent totalement leur activité lorsque l'on atteint des pression élevées, telles qu'on les rencontre dans le stockage courant aujourd'hui en piles de sacs de grande hauteur, et conduisent en outre à des perturbations dans le traitement ultérieur, par exemple, dans les résines elkydes, les polymères, les agents lubrifiants et les additifs, le problème s'est donc posé d'éviter les inconvénients décrits et de mettre au point des agents antimottants qui soient également efficaces dans des conditions défavorables. L'invention a pour objet un nouveau procédé pour empêcher le mottage des polyols qui sont cristallisés dans les conditions normales, caractérisé en ce que l'on ajoute auspolyols des amines tertiaires qui contiennent au moins deux substituants orga- niques identiques en C2-C 20 chacun, de préférence, en C2-C12' Les substituants sont des restes organiques à chaîne droite ou ramifiée, alicycliques ou arylaliphatiques ou aroma- tiques, non substitués ou mono- ou poly-substitués. Outre les amines pures, on ajoute aussi des mélanges de deux ou plusieurs amines, selon le domaine d'ébullition, au polyol fondu avant la distillation à l'état de pureté ou la mise sous une forme de présentation, c'est- e-dire le façonnage, par exemple par écaillage. Des exemples des amines utilisées sont la tri-n- hexylamine, la tri-n-octylamine, la tri-iso-octylamine, la tri-iso- nonylamine, la triphénylamine, la tricyclohexylamine, laN,N-di- phénylbenzylamine, la pyridine, la 3-méthylpyridine, la N-phényl- pipéridine, la N,N-diméthyléthanolamine et la triéthanolamine. On utilise les amines ou mélanges d'amines dans un domaine de concentrations de 0,005 à 0,25% en poids d'amine ou de mélange d'amines par rapport au polyol, de préférence de 0,02 à 0,15% en poids d'amine ou de mélange d'amines par rapport au polyol. Essais On remplit avec le polyol (diol) fondu un récipient à agitateur (capacité 600 1) pouvant être chauffé et on ajoute l'agent antimottant au moyen d'un dispositif doseur de dimensions correspondantes qui peut également être chauffé. On homogénéise le polyol fondu par agitation. On peut aussi produire par agitation, dans le dispositif doseur, un concentré du polyol fondu et de la quantité d'agent antimottant nécessaire pour la quantité totale de polyol et l'introduire dans le récipient à agitation. Ensuite, on envoie sur un cylindre écailleur refroidi le polyol fondu additionné de l'agent antimottant (débit 20 kg/h). On étudie dans des essais de stockage l'aptitude au stockage des paillettes ainsi formées. Le tableau ci-après donne les résultats de quelques essais. Dans tous les cas décrits, les écailles ainsi produites n'ont pas de propriétés de mottage, tandis que les écailles ou paillettes produites dans des essais comparatifs sans addition d'agent antimottant (addition d'amine) sont sujettes au mottage après stockage de courte durée et ne sont de ce fait plus aptes au ruis- sellement. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que l'hommede l'art peut y apporter divers changement sans toute- fois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. TABLEAU Pureté Concentra- Ruissel- Diol % Amine tion lement d'amine, I des pail- % en poids lettes Néopentylglycol 99,8 Triisononylamine 0,02 bon Néopentylglycol 99,8 Triphénylamine 0,1 bon Ndéopentylglycol 99,8 Triisooctylamine 0,1 bon triphénylamine (1:1) 2-Méthyl-2-n-pro- pyl-propane-l1,3- N,N-diméthyl- diol 99,7 éthanolamine 0,05 bon 2-Ethyl-2-n-butyl- propane-1,3-diol 99,8 Triéthanolamine 0,15 bon R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Procédé pour empêcher le mottage des polyols qui sont cristallisés dans les conditions normales, caractérisé en ce que l'on ajoute aux polyols des amines tertiaires qui contiennent au moins deux substituants organiques identiques en C 2-C20 de préfé- rence, en C -C chacun. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les substituants organiques sont aliphatiques à chaîne droite ou ramifiée, alicycliques, arylaliphatiquesou aromatiques substitués ou non substitués. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amine tertiaire a une structure cyclique et l'atome d'azote est disposé dans le cycle, qui est saturé ou mono- ou poly-insaturé,. présente 4 à 8 atomes de carbone et il est non substitué ou C-ou N- alkylé. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise un mélange de deux ou de plusieurs amines tertiaires, de préférence des mélanges en proportions égales d'amines et l'addition de l'amine ou du mélange d'amines s'ef- fectue avant la distillation à l'état de pureté ou avant la mise sous une forme de présentation du polyol. - Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise une concentration de 0,005 à 0,25 % en poids d'amine ou de mélange d'amines par rapport au polyol, de préférence de 0, 02 à 0,15% en poids d'amine ou de mélange d'amines par rapport au polyol.