BR112012001863B1 - Composição compreendendo uma mistura de sais de sódio e de potássio de sulfo-estolides, proceso para preparação da mesma e composição de detergente para roupa - Google Patents

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(54) Título: COMPOSIÇÃO COMPREENDENDO UMA MISTURA DE SAIS DE SÓDIO E DE POTÁSSIO DE SULFO-ESTOLIDES, PROCESO PARA PREPARAÇÃO DA MESMA E COMPOSIÇÃO DE DETERGENTE PARA ROUPA (51) Int.CI.: C07C 309/17; C11D 1/12; C11D 1/28 (73) Titular(es): STEPAN COMPANY (72) Inventor(es): RANDAL J. BERNHARDT; GREGORY PAUL DADO; EDDIE I. FILIPOVIC; JEREMY WEITGENANT

COMPOSIÇÃO COMPREENDENDO UMA MISTURA DE SAIS DE SÓDIO E DE POTÁSSIO DE SULFO-ESTOLIDES, PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DA MESMA E COMPOSIÇÃO DE DETERGENTE PARA ROUPA

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente tecnologia, em geral, refere-se a sulfoestolides. Mais particularmente, a presente tecnologia refere-se a composições de fases estáveis compreendendo sais mistos de sulfo-estolides, e métodos de preparação de composições de sulfo-estolides de fases estáveis compreendendo sais mistos de sulfo-estolides.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em pelo menos um aspecto, a presente tecnologia fornece uma composição compreendendo uma mistura de sais de sódio e de potássio de sulfo-estolides, que possuem a seguinte fórmula:

çh₃

A²

R—

Y—CH

X em que n é um número inteiro de 1 a 30; um de X e Y é SO3-Z, o outro deXeYéH, eXeY são independentemente atribuídos em cada unidade de repetição; A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou insubstituídos, em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C22; a é 0, 1 ou 2, e é independentemente atribuído em cada unidade de repetição; R é hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído em que o número total de átomos de carbono é de 1 a 24; W é um cátion de sódio ou de potássio, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído; e Z é um cátion de sódio ou de potássio; em que os sais de sódio e potássio estão presentes na mistura em quantidades suficientes a fim de obter uma composição que é um produto líquido, homogêneo e claro.

Em um outro aspecto, a presente tecnologia proporciona um processo para a preparação composição sulfo-estolides de fase estável compreendendo as etapas de: fornecimento de ao menos um intermediário sulfonado feito por sulfonação de pelo menos um ácido graxo carboxílico insaturado tendo de 8 a 24 átomos de carbono; reação do intermediário sulfonado com um agente de terminação de cadeia tendo de 4 a 24 átomos de carbono a fim de formar pelo menos um sulfoestolide; neutralização de ao menos um sulfo-estolide através da adição ao pelo menos um sulf o-estolide de um agente cáustico selecionado do grupo consistindo em KOH, NaOH e misturas desses a fim de se obter um sal de sulfoestolide neutralizado; o branqueamento do sal de sulfoestolide neutralizado com peróxido de hidrogênio a um nível

0 de pH na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 7,5; adição de KOH, NaOH adicional ou misturas desses, antes, durante ou após a etapa de branqueamento em uma quantidade suficiente para se obter uma mistura de sais de sulfo-estolided de potássio e sódio sais que resulta em uma composição de sulfo-estolides de fase estável que seja clara e homogênea.

Outro aspecto da presente tecnologia proporciona uma composição de detergente para roupa, compreendendo: cerca de 2% a cerca de 90% em peso de uma mistura de sais dé sódio e potássio de sulfo-estolides tendo a Fórmula 1 a seguir:

Y—CH (CH4 o η ,ιι o—c—(CH₂^-ç—a¹—c—|-o—w * j_n

Formula 1

CH₃ A²

O

II

R—C— em que n é um nú SO₃-Z, o outro de X e .

atribuídos em cada unidade de repetição; A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou insubstituídos em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C22; aéO, 1 ou 2, eé 20 independentemente atribuído em cada unidade de repetição; R é um radical alquila linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído tendo de 1 a 24 átomos de carbono; W é um cátion de sódio ou de potássio, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído; Z é um 25 cátion de sódio ou de potássio; cerca de 2% a cerca de 40% em peso de pelo menos um agente tensoativo não iônico; 0% a cerca de 35% em peso de pelo menos um sulfato de éter de álcool; 0% a cerca de 6% em peso de óxido de lauril dime ti lamina; 0% a cerca de 10% em peso de oleamida 30 dietanolamina; 0% a cerca de 6% em peso de Ci₂EO₃;0% a cerca de 10% em peso de ácido graxo de coco;0% a cerca de 3% em peso de bórax pentahidratado; 0% a cerca de 6% em peso de propileno glicol; 0% a cerca de 10% em peso de citrato de sódio; 0% a cerca de 6%, em peso, de trietanolamina; 0% a 35 cerca de 6% em peso de monóetanolamina; 0% a cerca de 1% em peso de pelo menos um agente de branqueamento fluorescente;

.mero inteiro de 1 a 30; um de X e Y é

Y é H. e X e Y são indeoendentemente

0% a cerca de 1,5% em peso de pelo menos um agente antiredeposição; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos um espessante; 0% a cerca de 20% em peso de pelo menos um diluente; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma protease; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma amilase; e 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma celulase;

Ademais, outro aspecto da presente tecnologia proporciona uma composição de detergente para roupa, compreendendo: cerca de 2% a cerca de 90% em peso de uma mistura de sais de sódio e potássio de sulfo-estolides tendo a Fórmula 1 a seguir:

CHj

I

A²

O

II

R—c—

Y—CH (W,

O—C—(CH₂k—C—A¹—C—|-O—W H ⁸ em que n é um número inteiro de 1 a 30;um de X e Y é SO₃-Z, o outro deXeYéH, eXeY são independentemente

5 atribuídos em cada unidade de repetição; A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou insubstituídos em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C22; aéO, 1 ou 2, eé independentemente atribuído em cada unidade de repetição; R é um radical alquila linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído tendo de 1 a 24 átomos de carbono; W é um cátion de sódio ou de potássio, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído; Z é um cátion de sódio ou de potássio; cerca de 2% a cerca de 40% em peso de pelo menos um agente tensoativo não iônico; 0% a cerca de 35% em peso de pelo menos um ou mais sulfato de éter de álcool; 0% a cerca de 6% em peso de óxido de lauril dimetilamina; 0% a cerca de 13% em peso de C₁₂EO₃; 0% a cerca de 10% em peso de ácido graxo de coco; 0% a cerca de 10% em peso de metassilicato de sódio; 0% a cerca de 10% em peso de carbonato de sódio; 0% a cerca de 1% em peso de pelo menos um agente de branqueamento fluorescente 0% a cerca de 1,5% em peso de pelo menos um agente antiredeposição; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos um espessante; e 0% a cerca de 20% em peso de pelo menos um diluente.

Outro aspecto da presente tecnologia fornece uma composição compreendendo uma mistura de sais de sódio e de potássio de sulfo-estolides, que possuem a seguinte Fórmula:

CH,

I

A²

- I Y—CH

Ή Η ΐ

R—C—Io—c—(CH₂)-C—A¹—c4o—w

H ^a I em que n é um número inteiro de 1-30; um de X e Y é SO3-Z, o outro deXeYéH, e X e Y são independentemente atribuídos em cada unidade de repetição; A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou insubstituidos, em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C22; aéO, 1 ou 2, eé independentemente atribuído em cada unidade de repetição; R é hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído em que o número total de átomos de carbono é de 1 a 24; W é um cátion, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído; e Z é um cátion; em que os sais estão presentes na mistura em quantidades suficientes a fim de obter uma composição que seja um produto líquido, homogêneo e claro.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

A presente tecnologia, em geral, refere-se a sulfoestolides. Mais particularmente, a presente tecnologia refere-se composições de fase estável compreendendo sais mistos de sulfo-estolides, e aos métodos de fabricação de composições compreendendo misturas de sais de sulfoestolides tendo estabilidade de fase melhorada, e incorporação de tais composições em uma variedade de formulações de detergentes para a roupa, limpeza industrial e limpeza da casa, e aplicações de cuidados pessoais, entre outros. As composições da presente tecnologia aqui descrita incluem, entre outras, sulfo-estolides tendo a estrutura de

Fórmula 1:

ÇH,

A²

I —CH (ÇHJ„

R—C— O—C— (CH₂>—C—A¹—CH . “I

O—W

Formula 1

Na Fórmula 1:

n é um número inteiro de cerca de 1 a cerca de 30, alternativamente de cerca de cerca alternativamente de 1 a 4, alternativamente 1, de 10, 2 ou 3, alternativamente 1 ou 2, alternativamente 1, ou misturas desses;

Um de X e Y é SO/Z, o outro de X e Y é H (ou seja, um átomo de hidrogênio) , e X e Y são independentemente atribuídos em cada unidade de repetição;

A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou inbstituídos independentemente selecionados, em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C₂₂.Tal como aqui definido,

O o termo dirradical alquila pretende referir-se a um hidrocarboneto de ligação ou um segmento alquileno, por exemplo, mas de modo algum limitado a - (CH₂) ₃ -, - (CH₂) ₄ - (CH₂) 5 -, e assim por diante;

aéO, 1 ou 2, eé independentemente atribuído em cada unidade de repetição. Quando a = 0, 1 ou 2, o grupo funcional corresponde a um alfa-sulfo-estolide, beta-sulfoestolide, ou gama-sulfo-estolide, respectivamente;

R pode ser hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído, em que o número total de átomos de carbono pode ser de cerca de 1 a cerca de 24. Em pelo menos uma modalidade, R possui entre cerca de 7 a cerca de 21 átomos de carbono, alternativamente de cerca de 8 a cerca de 16 átomos de carbono, e pode ser um hidrocarboneto saturado ou insaturado, linear ou ramificado, um hidroxialcano sulfonato linear ou ramificado, ou um alqueno sulfonato linear ou ramificado. Por exemplo, em uma modalidade, A¹ e A² são dirradicais alquila lineares e R é hidrocarboneto linear saturado ou insaturado, hidroxialcano sulfonato linear, ou alqueno sulfonato linear tendo de cerca de 7 átomos de carbono a cerca de 21 átomos de carbono, alternativamente de cerca de 8 átomos de carbono a cerca de átomos de carbono;

W é um metal monovalente ou bivalente; amônio; amônio substituído; H; ou uma alquila linear ou ramificada, substituída ou inubstituída tendo de cerca de 1 átomo de carbono a cerca de 22 átomos de carbono. Por exemplo, W pode ser um cátion de metal alcalino ou alcalino-terroso, com potássio ou de sódio sendo preferidos em certas modalidades. Alternativamente, W pode ser um glicerina unida por uma ligação éster, por exemplo, uma alquila C₃ substituída de modo que a estrutura da Fórmula 1 seja incorporada uma ou mais vezes como um éster em um monoglicerídeo, um diglicerídeo, ou um triglicerídeo.

Z é H ou um cátio de metal monovalente ou bivalente, cátion de amônio ou amônio substituído, preferivelmente um cátion de metal alcalino ou alcalino-terroso, por exemplo, de potássio, sódio, cálcio, ou magnésio, com potássio ou sódio sendo preferidos em certas modalidades.

A estrutura acima é ilustrativa dos produtos de sulfoestolide que podem ser derivados de, por exemplo, matériasprimas de ácidos graxos lineares insaturados. Entende-se que produtos e estruturas hidrolisados de sultona de natureza comparável podem ser derivados de ácidos graxos ramificados e/ou substituídos insaturados ou misturas de ácidos graxos lineares e ramificados e/ou substituídos insaturados.

O

As composiçoes de adicionais podem ser produzidas a partir de matérias-primas de ácidos graxos compreendendo ácidos graxos poli - insaturados, em que A¹ e A² podem ser selecionados independentemente do conjunto de dirradicais alquila que são: a) saturados; b) insaturados, c) insaturados e substituídos com um grupo sulfonato, d) substituídos com um grupo hidroxila e um grupo sulfonato; ou e) substituídos com um grupo éster e um grupo sulfonato (isto é, um sulfo-estolide).

Em outra modalidade da presente tecnologia, as composições de sulfo-estolides são compostas de ésteres carboxílicos, ou são relatadas em uma análise de éster como ésteres carboxílicos. Embora seja contemplado que ao menos alguns desses ésteres carboxílicos são sulfo-estolides, a tecnologia aqui descrita não ê limitada pela precisão dessa crença, por exemplo, as composições podem conter ésteres carboxílicos em que X e Y dentro de uma ou mais unidades de repetição, na Fórmula 1, são ambos H.

Em outra modalidade da tecnologia actual, as composições de sulfo-estolide são compostas de um sulfoestolide de Fórmula 1 e um estolide não-sulfonado que compreende duas ou mais cadeias de ácidos graxos que não contêm um grupo sulfonato.

Definições

O termo sulfo-estolide (SE) é aqui utilizado para descrever a Fórmula 1. O termo sulfo-estolide parcialmente hidrolisado (PhSe) descreve composições de Fórmula 1 em que os ésteres foram parcialmente hidrolisados entre, por exemplo, cerca de 1% a cerca de 95%. O termo sulfoestolide hidrolisado (HSE) descreve composições de Fórmula I em que os ésteres foram totalmente hidrolisados (por exemplo, mais de cerca de 95%).

O termo produto de sultona hidrolisado (SHP) é aqui utilizado para descrever os sais de sulfo-estolides que são produzidos a partir de matéria-prima compreendendo ácidos graxos insaturados por um processo compreendendo as etapas de sulfonação com S0₃, neutralização, e hidrólise do sultonas. A neutralização e a hidrólise são conduzidas a um nível de adição cáustica que mantém o pH na faixa de cerca de 4 a cerca de 10.

O SHP resultante contém ésteres de ácidos carboxílicos a um nível que corresponde a cerca de 5 a cerca de 95% molares, alternativamente cerca de 20% molar a cerca de 60% molar, alternativamente cerca de 20 % molar a cerca de 45% molar, alternativamente cerca de 30 % molar a cerca de 45% molar de funcionalidade carboxílica total na composição. É contemplado que nenhum ou alguns dos ésteres (sulfoestolides ou não) são hidrolizados no processo de fabricação de SHP. Através do processamento a uma baixa temperatura e neutralização do ácido que deixa o sulfonador o mais rápido possível, é contemplado que níveis mais baixos de éster serão obtidos. Embora não se deseje vínculo a nenhuma teoria particular, acredita-se que através de melhorias e/ou aperfeiçoamentos de condições do processo da presente tecnologia para a produção de ésteres, contemplase que os produtos que possuem um teor mais elevado de éster serão obtidos. Por exemplo, acredita-se ainda que o teor de éster possa ser obtido em níveis mais baixos e/ou superiores, através da seleção da razão molar de SO₃ para a funcionalidade do alqueno utilizado na etapa de sulfonação, ou, alternativamente, ou adicionalmente, através da seleção da quantidade de ácidos graxos monoinsaturados e/ou poliinsaturados compreendendo a matéria-prima de ácido graxo insaturado.

O termo produto hidrolisado de éster (EHP) é aqui utilizado para descrever uma composição de sulfonato que é produzida a partir de ácidos graxos insaturados por sulfonação com SO₃ a fim de produzir sulfo-estolide e por subsequente hidrólise de mais de cerca de 95% dos ésteres carboxílicos. Por exemplo, o produto resultante pode ter um teor de éster carboxílico que corresponde a menos de cerca de 5% molar, alternativamente menos de cerca de 2% molar, alternativamente menos de cerca de 1% molar do total de funcionalidade carboxílica na composição.

O termo produtos parcialmente hidrolisados de éster (PEHP) é aqui utilizado para descrever os sais de sulfoestolides que são produzidos a partir de ácidos graxos insaturados por sulfonação com S0₃ e hidrólise de uma porção dos ésteres carboxílicos. O percentual molar de hidrólise de ésteres carboxílicos que é realizada é de cerca de 1% a cerca de 95%, alternativamente de cerca de 5% a cerca de 90% alternativamente de cerca de 10% a cerca de 90%, alternativamente de cerca de 20% a cerca de 90%.

Tal como aqui definido, o termo alcalinidade livre pretende referir-se à quantidade total de ânion de carboxilato e hidróxido presente em uma composição, tal como pode ser medida através de, por exemplo, a titulação potenciométrica dê uma solução aquosa com ácido forte aquoso, por exemplo, HC1 a um desfecho de cerca de pH 3 a cerca de pH 4,5, ou, alternativamente, ao desfecho azul do bromofenol.

Tal como aqüi definido, o termo cáustica livre pretende referir-se à quantidade total de alcalinidade forte presente em excesso em uma composição, tal como pode ser medido, por exemplo, titulação potenciométrica de uma solução aquosa com ácido forte aquoso, por exemplo HC1, para um desfecho de cerca de pH 9 a cerca de pH 11.

Uma unidade de repetição significa uma instância da matéria fechada por parênteses em uma fórmula. Por exemplo, se n = 15 para uma dada molécula de acordo com a Fórmula 1, a molécula possui 15 instâncias da estrutura entre parênteses. Cada instância da estrutura entre parênteses podem ser idênticos ou diferentes de outras instâncias de a estrutura entre parênteses. Por exemplo, a porção Y na Fórmula 1 podem ser H em uma unidade de repetição e-SO₃Z em uma outra unidade de repetição da mesma molécula.

Fabricando SE ou Outros Ésteres Carboxílicos

Um material de partida adequado para o processo aqui descrito para a preparação de uma ou mais composições da tecnologia atual é um ácido graxo (ácido carboxílico graxo). Os ácidos graxos que podem ser adequados para utilização na prática da presente tecnologia incluem, entre outros, ácidos graxos insaturados lineares de cerca de 8 átomos de carbono a cerca de 24 átomos de carbono, ácidos graxos ramificados insaturados de cerca de 8 átomos de carbono a cerca de 24 átomos de carbono , ou misturas desses. Os ácidos graxos insaturados fornecidos a partir de fontes comerciais contendo tanto ácidos graxos saturados quanto insaturados são adequados para utilização na prática da presente tecnologia. Misturas de ácidos graxos saturados e ácidos graxos insaturados são também contempladas. Em um exemplo não limitativo, as misturas de ácidos graxos que são ricas em ácido oleico (ácido cis-9-octadecenoico) são matéria-primas adequadas. Outros ácidos graxos insaturados, incluindo, entre outros, os ácidos trans-octadecenoicos ou ácido palmitoleico podem também ser empregados na tecnologia aqui descrita.

As matérias-primas adequadas podem ser derivadas de fontes de origem vegetal e/ou animal, incluindo, entre outras, ácidos graxos e misturas de ácidos graxos derivados de óleo de canola, óleo de milho, óleo de semente de algodão, óleo de linhaça, óleo de oliva, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de colza, óleo de açafrão, óleo de sésamo, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de tal (tal oil, resíduo oleose de madeira), óleo de tungue, banha de porco, gordura de aves, BFT (sebo fancy branqueável) , sebo comestível, óleo de coco, óleo de cuphea, gordura amarela e combinações desses. Também contemplados são os óleos geneticamente modificados que incluem, entre outros, óleo de girassol alto oleico ou de soja. Em algumas modalidades, as matérias-primas preferidas de ácidos graxos insaturados podem conter níveis reduzidos de ácidos graxos exemplo, do que alternativamente menos do que cerca de 5% em uma base de peso total. Em algumas modalidades adicionais, as matériasprimas de ácidos graxos podem ser obtidas pela hidrogenação parcial de triglicerídeos insaturados, por exemplo, óleo de soja, seguida por hidrólise do óleo a fim de se obterem ácidos graxos que são enriquecidos em ácidos graxos empobrecidos em ácidos poliinsaturados, alternativamente por menos menos cerca de de

15%,

10%, monoinsaturados graxos polinsaturados. Os triglicerídeos acima observados, que podem ser opcionalmente hidrogenados, também podem ser usados como matérias-primas, sozinhos ou em combinação com ácidos graxos. Ainda adicionalmente, em algumas modalidades da tecnologia aqui descrita, as matérias-primas adequadas podem incluir aquelas que contenham quantidades verificáveis de ácidos graxos saturados, por exemplo, até cerca de 80%, alternativamente cerca de 50%, alternativamente cerca de 30%, alternativamente cerca de 20% em peso de ácido graxo saturado. Alternativamente, as matérias-primas podem ser enriquecidas em ácidos graxos monoinsaturados, por exemplo, através de destilação; no entanto, as matérias-primas não destiladas são preferidas devido ao custo mais baixo.

Em certas modalidades, um agente de terminação de cadeia pode ser incluído na reação a fim de reduzir ou evitar a formulação de produtos de fórmula 1 em que n é maior do que um (1). O agente de terminação de cadeia pode ser, por exemplo, um ácido carboxílico saturado ou insaturado, substituído ou insubstituído, alifático ou aromático tendo de cerca de 7 átomos de carbono a cerca de 22 átomos de carbono, ou uma combinação de qualquer dois ou mais desses. A característica contemplada de um agente de terminação de cadeia preferido para o presente fim é a de que ele pode formar um éster. Uma classe de agentes de terminação de cadeia preferidos é um ácido graxo saturado tendo de cerca de 8 átomos de carbono a cerca de 22 átomos de carbono, opcionalmente de cerca de 8 átomos de carbono a cerca de 14 átomos de carbono, opcionalmente cerca de 8 átomos de carbono, cerca de 10 átomos de carbono, ou cerca de 12 átomos de carbono ou misturas dessas espécies de ácidos graxos.

Os compostos de Fórmula 1 e os compostos relacionados (por exemplo, onde n = 0) podem ser feitos, por exemplo, por: a) sulfonação de SO₃ de um ácido graxo, por exemplo, ácido oleico; b) neutralização com soda cáustica aquosa para proporcionar uma solução de sal de sulfonato com um pH na faixa de cerca de 4 a cerca de 10; ou c) hidrólise dos das sultonas resultantes, mantendo a mistura de reação a um pH de cerca de 4 a cerca de 10, alternativamente a um pH de cerca de 8, alternativamente, a um pH de cerca de 7. A sulfonação pode ser realizada, por exemplo, utilizando um processo de SO3 de película descendente.

Alternativamente, os compostos de Fórmula 1 e compostos relacionados (por exemplo, em que Z = H e W = H) podem ser fabricados, por exemplo, pela sulfonação com SO₃ de película descendente de um ácido graxo, por exemplo ácido oleico, onde o temperatura do processo de sulfonação é suficiente, por exemplo superior a cerca de 20°C, a fim de resultar na formação de ésteres carboxílicos.

Os processos contínuos de sulfonação com SO₃, incluindo aqueles que utilizam reatores de película descendente, tais como os descritos em Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5^a ed., Vol. 23, Wiley-Interscience, Hoboken, NJ: 2007, entrada intitulada Sulfonation and Sulfation, pp. 513-562, que é aqui incorporada por referência, são adequados para a realização da sulfonação de matérias-primas compreendendo ácidos graxos insaturados, de acordo com a prática da tecnologia aqui descrita. Por exemplo, um reator concêntrico de monotubo, um reator de película anular, ou reator de película de múltiplos tubos podem ser utilizados para o contato de uma matéria-prima de ácido graxo insaturado, por exemplo, ácido oleico, com uma corrente gasosa de S0₃ que é diluída com ar seco. A razão molar de SO₃ para funcionalidade de alqueno na matéria-prima de ácido graxo pode ser de cerca de 0,3 a cerca de 1,3, alternativamente de cerca de 0,5 a cerca de 1,2, alternativamente de cerca de 0,8 a cerca de 1,1, alternativamente de cerca de 0,9 a cerca de 1,0.

A matéria-prima de ácido graxo é fornecida ao reator a uma temperatura acima do ponto de fusão da matéria-prima, isto é, a matéria-prima é fornecida como um líquido. A sulfonação é conduzida de tal forma que a massa de reação é mantida como um líquido móvel ao longo do curso da reação. Preferivelmente, um meio de resfriamento da mistura reacional durante o curso de contato entre a corrente de matéria-prima e a corrente gasosa de SO₃ é fornecido de modo que o produto de ácido sulfônico é produzido a partir do reator a uma temperatura de cerca de 10 °C a cerca de 80°C , alternativamente a partir de cerca de 20°C até cerca de 60°C, alternativamente a partir de cerca de 3 0°C até cerca de 60°C.

Os produtos de sal de ácido graxo insaturado sulfonado e de sal de ácido graxo hidroxi sulfonado incluem, por exemplo, os que são vendidos na Europa como Polystep ® OPA pela Stepan Company, e como Lankropol OPA e Lankropol OPA-V pela Akzo Nobel, e nos Estados Unidos como Calsoft ® OS-45S pela Pilot Chemical.

O SE for produzido a partir da etapa de sulfonação e compreende ésteres carboxílicos, desde que as condições de reação sejam suficientes, por exemplo, uma temperatura suficientemente alta da corrente ácida, a fim de promover a formação de éster carboxílico. Embora não limitativa ao escopo da tecnologia aqui descrita, a temperatura à qual a formação de éster carboxílico pode ocorrer é maior do que cerca de 10°C, alternativamente maior do que cerca de 20°C, alternativamente maior do que cerca de 30°C. Os produtos de ácido sulfônico podem ainda compreender ésteres de ácido sulfônico, incluindo, entre outros, ésteres cíclicos, ou seja, sultonas.

O SE produzido a partir da sulfonação pode ser imediatamente transferido para um recipiente ou reator, por exemplo, um neutralizador contínuo (CN), para fins de neutralização dos ácidos sulfônicos e pelo menos uma porção dos ácidos carboxílicos que estão presentes. Alternativamente, o envelhecimento do ácido sulfônico de SE pode ser fornecido a fim de modificar a composição do ácido, particularmente no que diz respeito a um aumento na quantidade de ésteres em que X e Y dentro de uma ou mais unidades de repetição, na Fórmula 1, são ambos Η. A neutralização dos ácidos é realizada por reação com uma base aquosa, por exemplo, entre outros, uma solução aquosa de NaOH, KOH, hidróxido de amônio, e carbonatos metálicos. Combinações de dois ou mais sais, tais como sais de sódio e de potássio mistos em quaisquer proporções, são contempladas. Tal como explicado em detalhes mais abaixo, as razões particulares de sais de potássio e de sódio mistos podem fornecer composições de sais mistos da presente tecnologia que melhoraram a estabilidade de fase em comparação com composições que compreendem apenas o sal de sódio ou sal de potássio. Em algumas modalidades, a quantidade de álcali que pode ser utilizado na neutralização é uma quantidade que proporciona um produto neutralizado com um pH de cerca de 4 a cerca de 10. Nessas modalidades, a massa de reação neutralizada pode ser produzida de uma maneira que minimize a hidrólise de ésteres carboxílicos. Em pelo menos algumas dessas modalidades, a quantidade de hidrólise do éster carboxílico que pode ocorrer pode se aproximar de zero. Quando utilizado, o CN pode ser operado com uma fração em massa de ácido de cerca de 0,1 a cerca de 0,8, opcionalmente cerca de 0,5. 0 processo pode ser realizado a uma temperatura de cerca de 20 a cerca de 100°C, alternativamente cerca de 40 a cerca de 70°C.

A neutralização do ácido sulfônico de SE pode ser conduzida utilizando uma quantidade de base aquosa que seja suficiente para neutralizar toda a funcionalidade de ácido livre no produto de SE, incluindo ácidos carboxílicos, e é suficiente para proporcionar um excesso de soda cáustica livre que está disponível para ainda reagir, para fins de hidrólise da sultona, hidrólise do anidrido sulfônico, hidrólise do éster de ácido carboxílico sulfônico, e uma quantidade desejada de hidrólise do éster carboxílico, desde que o tempo e temperatura adequados para a hidrólise do éster sejam subsequentemente fornecidos. Em uma modalidade deste aspecto, a quantidade da base é suficiente para permitir de cerca de 1% a cerca de 95% da hidrólise de ésteres carboxílicos. Em outra modalidade deste aspecto, a quantidade de álcali é suficiente para permitir a hidrólise superior a cerca de 95% de ésteres carboxílicos, alternativamente praticamente todos os ésteres carboxílicos presentes no intermediário de ácido sulfônico. Nessa modalidade, o produto resultante, que pode ser obtido por fornecimento subsequente de um tempo e temperatura adequadas para a ocorrência da hidrólise do éster possui um teor de éster carboxílico que pode corresponder a, por exemplo, menos de cerca de 5%, alternativamente menos do que cerca de 2%, alternativamente menos do que cerca de 1% da funcionalidade carboxílica total na composição. Dessas formas, EHP e PEHP podem ser produzidos.

Hidrólise de Sultonas

Em um aspecto da tecnologia aqui descrita, na qual um SE neutralizado é produzido com um pH de cerca de 4 a cerca de 10, o produto neutralizado pode ser submetido a uma etapa de hidrólise com para fins de hidrólise de sultonas, ésteres de ácido sulfônico, e anidridos ácidos. Essa etapa de hidrólise de sultona pode ser conduzida sob condições que evitem a hidrólise significativa de ésteres carboxílicos no produto resultante. A temperatura da mistura de reação de hidrólise da sultona pode ser de cerca de 20°C até cerca de 14 0°C, alternativamente, de cerca de 50°C até cerca de 90°C. Em algumas modalidades, o pH da mistura reacional pode ser mantido na faixa de cerca de 4 a cerca de 10 durante todo o curso da reação, sem a necessidade de adicionar cáustica adicional. Em algumas modalidades adicionais, a cáustica adicional pode ser adicionada para assegurar que o pH seja mantido na faixa de cerca de 4 a cerca de 10. A hidrólise da sultona pode ser conduzida em um método de processo contínuo ou em batelada e pode ser conduzida por uma quantidade de tempo necessária para resultar em um nível estabilizado de alcalinidade livre, como pode ser julgado, por exemplo, por titulação até ao desfecho azul de bromofenol com HC1 aquoso .

É contemplado que a hidrólise de sultonas pode ser conduzida a um pH acima de cerca de 10 sem hidrólise substancial do éster carboxílico, desde que a temperatura de reação e cáustica livre sejam mantidas suficientemente baixas.

Hidrólise de Ésteres Carboxílicos

Em um aspecto da tecnologia aqui descrita, os ésteres carboxílicos presentes no SE e, opcionalmente, PCH podem, opcionalmente, ser submetidos a uma etapa de hidrólise alcalina com a finalidade de converter ésteres carboxílicos em carboxilatos para proporcionar EHP e/ou PEHP. Essa etapa de hidrólise do éster pode ser realizada em simultâneo com uma etapa para hidrolisar sultonas ou em uma etapa subsequente separada. A etapa de hidrólise do éster pode ser realizada em modo de reação de batelada, semibatelada, ou contínua. Por exemplo, a hidrólise do éster pode ser realizada em um reator de tanque agitado, um reator de recirculação, um reator de fluxo em pistão, um reator de tanque agitado contínuo de único ou múltiplos estágios, ou qualquer outro reator que possa fornecer temperatura e tempo adequados para se obter um produto de éster hidrolisado. A hidrólise alcalina dos ésteres carboxílicos pode ser conduzida a uma temperatura de cerca de 20°C até cerca de 150°C, alternativamente cerca de 50°C até cerca de 150°C, alternativamente cerca de 70°C até cerca de 150°C. Em um exemplo não limitativo, a hidrólise do éster é conduzida a cerca de 85°C durante cerca de 4 horas.

O pH da mistura de reação durante a reação de hidrólise do éster, tal como medido em amostras diluídas, por exemplo cerca de 1% em peso de amostra diluída em água, é maior do que cerca de 9,5, opcionalmente superior a cerca de 10.Uma vez que cáustica livre é consumida por a reação de hidrólise de éster, cáustica suficiente é de preferência fornecida para manter o pH da mistura de reação acima de cerca de 9,5.A quantidade de cáustica que pode ser utilizada na etapa de hidrólise do éster é de preferência maior do que a quantidade de cáustica necessária para neutralizar qualquer ácido livre que possa estar presente na massa de reação, incluindo os ácidos carboxílicos, e para hidrolisar sultonas, ésteres de ácido sulfônico e anidridos que possam estar presentes. Em uma dada massa de reação, a quantidade de cáustica livre que pode estar disponível para a hidrólise de ésteres carboxílicos pode ser medida, por exemplo, por titulação potenciométriCa de uma alíquota de massa de reação diluída em água com HC1 aquoso para um desfecho (endpoint) entre um pH de cerca de 9 a cerca de 10. Em algumas modalidades, uma quantidade de cáustica livre é prevista que seja suficiente para hidrolisar de cerca de 1% a cerca de 100% dos ésteres carboxílicos presentes no SE. Se assim desejado, um excesso substancial de cáustica livre relativo ao teor de éster carboxílico pode ser utilizado a fim de assegurar um grau muito elevado de hidrólise do éster.

Em outro aspecto da tecnologia aqui descrita, os ésteres carboxílicos presentes no SE pode ser hidrolisado com água sob condições ácidas. Por exemplo, contempla-se que o grau de hidrólise do éster possa ser controlado pela quantidade de água que é misturada com o ácido sulfônico do

SE, pela temperatura da reação, e o tempo de reação. A hidrólise de éster completa ou parcial dos ésteres carboxílicos por este método está contemplada.

É ainda contemplado que as sultonas, os ésteres de ácido sulfônico, e/ou anidridos presentes em produtos de ácido sulfônico de SE podem ser hidrolisados com água em condições ácidas. Contempla-se que as condições de reação adequadas permitirão que a hidrólise de sultonas, ésteres de ácido sulfônico, e/ou anidridos, e quaisquer outras espécies que susceptíveis à hidrólise ácida ocorram com ou sem hidrólise de ésteres carboxílicos.

Branqueamento Neutral

Em pelo menos uma modalidade, o branqueamento de produtos neutralizados de SE pode ser conduzido por tratamento dos produtos com peróxido de hidrogênio aquoso, por exemplo, cerca de 35% de H₂O₂, em uma reação de branqueamento que é conduzida a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 150°C, alternativamente cerca de 50°C até cerca de 120°C, alternativamente cerca de 70°C até cerca de 100°C. Alternativamente, o hipoclorito de metal, ozono, ou qualquer outro oxidante ou outro material que seja eficaz como um agente de branqueamento pode ser usado. O peróxido de hidrogênio ou agente de oxidação alternativa podem ser utilizados em qualquer quantidade que seja eficaz na obtenção de uma redução de cor desejada. Por exemplo, o peróxido de hidrogênio aquoso pode ser adicionado para fornecer cerca de 0,05% a cerca de 5% em peso de peróxido de hidrogênio ativo, alternativamente de cerca de 0,1% a cerca de 3%. O branqueamento do produto neutralizado pode ser conduzido na mesma etapa que a hidrólise da sultona, ou pode ser conduzido em uma etâpa separada. Por exemplo, se for realizada simultaneamente, o peróxido de hidrogênio pode ser adicionado a uma concentração de cerca de 2% (peso/peso) (a 100% de ativo) a um recipiente de reação utilizado para realizar a hidrólise da sultona. A alcalinidade livre e o peróxido livre podem ser medidos periodicamente até que o % do nível de alcalinidade livre alvo, por exemplo, cerca de 1,8% a cerca de 2,0% , seja alcançado. Se o % de alcalinidade livre for inferior a do alvo antes da conclusão da hidrólise da sultona, em seguida, uma quantidade adicional de base pode ser adicionada para manter os níveis alvos. Em pelo menos uma modalidade, é preferível que a quantidade de peróxido livre na mistura de reação seja mantida acima de cerca de 20 ppm, alternativamente acima de cerca de 50 ppm, alternativamente acima de cerca de 100 ppm, alternativamente cerca de 200 ppm, alternativamente cerca de 300 ppm, alternativamente cerca de 4 00 ppm, alternativamente acima de cerca de 500 ppm, de modo a evitar a descoloração da massa de reação, adicionando quantidades adicionais de peróxido de hidrogênio se necessário.

Se necessário ou desejado, o peróxido de hidrogênio adicional pode ser adicionado após a conclusão da hidrólise da sultona a fim de permitir branqueamento adicional do SHP. Se necessário ou desejado, um agente redutor tal como ácido sulfuroso ou SO₂, ou sais de metal do mesmo, podem ser adicionados no fim ou próximo da etapa de branqueamento a fim de reduzir o peróxido residual livre para um nível desej ado.

Em conformidade com algumas modalidades, é preferível conduzir o branqueamento dos produtos neutralizados de sulfo-estolides com peróxido de hidrogênio a um pH na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 7,5, alternativamente cerca de 5 a cerca de 7, em que essas faixas correspondam aos valores 5 de pH medido em amostras diluídas, por exemplo cerca de 1% em peso ou cerca de 2% em peso de amostra diluída em água. Preferivelmente, o pH da mistura de reação de branqueamento é mantido, pelo menos inicialmente, abaixo de um nível prédeterminado que é necessário para minimizar a decomposição 10 de peróxido de hidrogênio, a fim de evitar a formação de espuma intensa da mistura de reação, e para melhorar a redução da cor. Verificou-se que, se o pH da mistura de reação de branqueamento estiver no nível pré-determinado e acima, ao menos durante a fase inicial da reação de 15 branqueamento, a decomposição de peróxido substancial e formação de espuma grave ocorrem. Sem intenção de vínculo a qualquer teoria particular, acredita-se que tal decomposição e a formação grave de espuma possam depender de um certo número de fatores, incluindo íons metálicos 20 dissolvidos na da mistura reacional, superfícies de equipamento de reação temperatura de reação de branqueamento. Contempla-se que a decomposição do agente de branqueamento possa ser alterada ou atenuada através da incorporação de estabilizadores, 25 incluindo, entre outros, agentes quelantes metálicos, ou, alternativamente, através da passivação de superfícies metálicas ou o uso de equipamento de processo superfície não metálica.

Ajuste de pH para Melhorar a Estabilidade do Produto 30 Contra a Falta de Homogeneidade exposição dê metal,

Em algumas modalidades preferidas, uma solução aquosa concentrada de SHP, PEHP, e EHP pode ser preparada em um processo que compreende pelo menos as etapas de sulfonação de uma matéria-prima compreendendo um ácido graxo insaturado, neutralização do intermediário de ácido sulfônico de SE resultante, e hidrólise de sultonas. Nessas modalidades preferidas, é preferível que o pH da solução concentrada aquosa final a ser armazenada, transportada e, opcionalmente, manipulada de formas adicionais seja mantida em uma faixa de pH que permita um produto líquido homogêneo claro, livre de precipitação substancial ou outra instabilidade da forma física. Surpreendentemente, descobriu-se que as faixas de pH específicas podem levar à instabilidade física caracterizada por precipitação de sólidos e/ou separação do produto líquido em duas ou mais camadas. A estabilidade física também é referida no presente pedido como estabilidade de fases. Alternativamente, um produto de fase estável é um produto fisicamente estável, que é um produto homogêneo líquido claro que é livre de precipitação substancial ou outra instabilidade da forma física. Os níveis de sal inorgânico, estolide não-Sulfonado, e ácidos graxos podem ser controlados para proporcionar uma forma física de fase estável livre substancialmente precipitada. As razões desses componentes dependerão da temperatura e da concentração de SE na composição.

Estabilidade de Fase Melhorada Através de Sais Mistos

Descobriu-se surpreendentemente que a estabilidade física ou a estabilidade de fase da solução concentrada aquosa final pode ser também melhorada através da formação de misturas de sal particulares de SE, SHP, PEHP e EHP. Por exemplo, um produto líquido concentrado final compreendendo uma mistura de sais de sódio e de potássio de SHP em razões particulares surpreendentemente exibem estabilidade de fase a um pH de cerca de 6,5 ou superior, ao passo que um sal de sódio puro ou na forma de sal de potássio puro do produto apresenta instabilidade de fase sob as mesmas condições de produto. A instabilidade tal de fase de produtos de único sal pode apresentar problemas durante o processamento do produto bem como durante o armazenamento e manuseio. Por exemplo, conforme discutido acima, ê preferida a realização do branqueamento de peróxido de hidrogênio de produtos neutralizados de sulfo-estolides a uma faixa de pH de 4,5 a cerca de 7,5, alternativamente cerca de 5 a cerca de 7. No entanto, embora uma faixa de pH de cerca de 5 a cerca de 7,5 possa ser uma faixa ideal para o branqueamento, um pH superior a cerca de 6,0 pode levar à instabilidade física de uma solução aquosa compreendendo apenas uma única forma de sal do sulfo-estolide, tal como apenas o sal de potássio ou apenas o sal de sódio do sulfo-estolide. A redução da concentração da solução aquosa pode levar a um produto de fase estável, mas a redução da concentração não é uma solução ideal para o problema de estabilidade de fases; pois os produtos concentrados são mais desejáveis por facilitarem o transporte e o armazenamento, e as opções de formulação do produto. As concentrações de pelo menos cerca de 50%, em peso de ativos, alternativamente pelo menos, cerca de 60% em peso de ativos são as preferidas.

Além do pH que afeta a estabilidade da fase, a presença de sulfatos inorgânicos na composição aquosa em quantidades de cerca de 2% em peso ou mais pode causar instabilidade de fase. Por exemplo, os níveis elevados de sulfato de cerca de 2% em peso ou mais podem causar diminuição da solubilidade (salting out) out dos agentes ativos na composição, resultando em instabilidade de fase. Além de, ou alternativamente, a instabilidade de fase pode ocorrer devido à cristalização do sulfato inorgânico. Portanto, é desejável minimizar os níveis de sulfato inorgânicos, a fim de obter uma composição de fase estável. Minimizar os níveis de sulfato inorgânicos pode Ser problemático, no entanto, uma vez que sulfato inorgânico é um subproduto da adição de S0₂ ou dos sais metálicos desse à composição de SHP durante ou após o branqueamento a fim de reduzir o peróxido residual livre para um nível desejado. Uma vez que também é desejável a decomposição do peróxido de forma a reduzir os níveis de peróxido residual no produto branqueado para menos de cerca de 0,5%, alternativamente menos do que cerca de 0,3%, alternativamente menos do que cerca de 0,2%, alcançar um nível desejado de peróxido residual livre enquanto se minimiza o nível de sulfato inorgânico pode ser difícil. Um método de decomposição do peróxido é para o aumento gradual do pH da composição por adição de cáustica, por exemplo KOH ou NaOH. No entanto, o aumento do pH para um pH superior a cerca de 6,0 pode levar à instabilidade de fase da composição.

Uma solução para o problema de manutenção da estabilidade de fase de soluções aquosas concentradas de SE, SHP, PEHP e EHP é a formação de soluções de sal misto de potássio e sódio de SE, SHP, PEHP e EHP.

Surpreendentemente, as soluções aquosas concentradas de fase estável de SE, SHP, PEHP e EHP podem ser obtidas através da formação de soluções salinas mistas de SE, SHP, PEHP e EHP. Por exemplo, verificou-se que as soluções aquosas concentradas de fase estável de SHP podem ser obtidas a pHs de mâis de cerca de 6,0 a cerca de 8,5 e em níveis de sulfato inorgânicos de cerca de 2%, quando as misturas de sais, por exemplo uma mistura de sais de sódio e potássio de SHP estão presentes na solução aquosa em razões particulares. As misturas de sais podem ser formadas de maneiras diferentes. Por exemplo, uma mistura de NaOH e KOH pode ser utilizada para neutralizar o intermediário de ácido sulfônico do SE. Alternativamente, sais de potássio puro neutralizados podem ser misturados com sais de sódio puro neutralizados para formar a mistura de sais. Outro método alternativo de formação da mistura de sais é a neutralização do intermediário de ácido sulfônico de SE com qualquer NaOH ou KOH, a fim de formar um sulfo-estolide de único sal, e então o uso do outro de NaOH ou KOH, ou uma mistura desses, para ajustar o pH a qualquer fase do processo de fabricação, tal como, por exemplo, durante a hidrólise da sultona, durante a hidrólise do éster carboxílico, durante o branqueamento e a decomposição do peróxido, ou mesmo pós-branqueamento. Outra alternativa é a introdução do contra-íon com o sal de metal de SO₂ que pode ser adicionado no final da etapa de branqueamento a fim de reduzir o peróxido residual livre.

As quantidades específicas de sódio e sais de potássio na mistura que resultam em composições de fases estáveis dependem do pH particular, da concentração de SE, SHP, PEHP ou EHP na composição, da quantidade de ácido graxo não sulfonado presente na composição , e da quantidade de sulfato inorgânico presente. Por exemplo, a um pH de cerca de 6,4, com uma concentração de 64% em peso de ativos de SHP, uma quantidade de sulfato inorgânico de 2% em peso e uma quantidade de ácido graxo não sulfonado presente de 6,2%, em peso, as composições de fase estável podem ser obtidas quando a fração em peso de sal de potássio é de cerca de 0,5 a cerca de 0,8 com base no peso total dos sais de potássio e sódio. No entanto, quando a mesma composição em termos de concentração, a quantidade de sulfato inorgânico, quantidade de sulfato inorgânico, e quantidade de ácido graxo não sulfonado possui um pH de cerca de 7,5, as composições são obtidas quando a fração do sal de potássio é de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 com base no o peso total dos sais de potássio e sódio. A um pH de cerca de 8,5, as composições de fase estável são obtidas quando a fração do sal de potássio for de cerca de 0,3 a cerca de 0,4 com base no o peso total dos sais de potássio e sódio. Será apreciado ao menos os técnicos no assunto que as composições de fase estável de sais de potássio sais de sódio mistos podem ser obtidas com outros valores de pH (por exemplo os valores de pH de cerca de 6,0 a cerca de

6.3, cerca de 6,5 a cerca de 7,4, cerca de 7,6 a cerca de

8.4, e maior do que cerca de 8,5). Também será apreciado que a estabilidade de fase das composições de sais mistos pode ser alcançada através do ajuste do pH e/ou ajuste dos valores particulares dos sais de potássio e sódio na mistura.

Diferentemente das composições de sais mistos, formas de sal de potássio puro e sal de sódio puro das composições sob condições idênticas não são de fase estável em qualquer pH na gama de cerca de 6,4 a cerca de 8,5. O fornecimento das composições compreendendo sais mistos de SE, SHP, PEHP e EHP em razões específicas resulta em composições de fase estável e, portanto, bastante surpreendente e inesperadamente fornece uma vantagem e melhoria em relação a composições compreendendo apenas uma forma de sal única de SE, SHP, PEHP ou EHP .

Além da estabilidade de fase melhorada, as composições de sais mistos de sódio e potássio da presente tecnologia podem proporcionar viscosidade reduzida à temperatura ambiente (por exemplo, cerca de 20°C) em comparação às viscosidades de composições compreendendo o sal de sódio puro ou sal de potássio puro. Descobriu-se surpreendentemente que as misturas contendo uma fração de sal de potássio de cerca de 0,8 a cerca de 0,9 com base no peso total de sais de potássio e de sódio têm viscosidades de cerca de 1500 a cerca de 1540 centipoise, enquanto que, sob as mesmas condições, a composição de sal de sódio possui uma viscosidade de mais de cerca de 3000 centipoise e uma composição de sal de potássio possui uma viscosidade de cerca de 1640. As viscosidades para cada uma dessas composições são medidas a 20°C a uma taxa de cisalhamento de 10 seg'¹. Viscosidades inferiores à temperatura ambiente (por exemplo cerca de 20°C) para as composições de sais mistos de sódio e potássio proporcionam vantagens tais como formulação melhorada em aplicações de mistura fria.

Prevê-se que as composições de SE, SHP, PHEP e EHP que são compostas de outros sais mistos ou em adição aos sais mistos de sódio/potássio apresentarão propriedades benéficas relativas às composições de único sal. Como um exemplo não limitativo, as composições de sal misto compreendendo amônio ou sais de amônio substituídos e sais de metais alcalinos ou alcalino-terrosos podem apresentar estabilidade de fase melhorada, maior solubilidade, compatibilidade melhorada em formulações multiingredientes, viscosidade mais baixa, e/ou outras propriedades vantajosas em comparação às formas individuais de único sal.

Branqueamento Ácido

Uma forma para reduzir a cor é pelo branqueamento de ácido sulfônico de SE antes da neutralização, o que pode ser referido como branqueamento ácido. 0 branqueamento ácido do SE pode ter a vantagem, por si só ou em combinação com o branqueamento adicional depois da neutralização, da redução da cor do SÈ mais do que seria normalmente atingida por branqueamento neutro, conforme descrito acima. 0 branqueamento ácido pode ser realizado, por exemplo, pela adição de cerca de 0,1% a cerca de 8% ativo, alternativamente cerca de 0,5% a cerca de 4% de H₂O₂ ativo, que prevê a inclusão de água a um nível de cerca de 0,1% a cerca de 50 %, alternativamente cerca de 1% a cerca de 25%, alternativamente cerca de 3% a cerca de 12%, e mantendo a

5 temperatura de reação de branqueamento de cerca de 2 0 °C até cerca de 100°C, alternativamente a cerca de 50°C. Um aspecto crítico para o branqueamento ácido de SE é a incorporação de água na mistura de reação de branqueamento de tal modo que o total de água na mistura de ácido

0 sulfônico está acima de um nível que é necessário para estabilizar o peróxido de hidrogênio na mistura de reação e para proporcionar um melhor resultado de branqueamento.

Em ao menos algumas modalidades preferidas, em que o ácido sulfônico de SE branqueado é convertido em SHP, prefere-se manter o peróxido a um nível acima de cerca de 100 ppm de peróxido de hidrogênio, alternadamente cerca de 500 ppm, em toda a reação de hidrólise da sultona. Dentro dessas modalidades, é adicionalmente preferido manter a mistura de reação de hidrólise, ao menos inicialmente, a um pH abaixo de cerca de 7,5 alternativamente cerca de 7,0, em que estes valores correspondem a valores de pH medidos em amostras diluídas, por exemplo cerca de 1% em peso ou cerca de 2 % em peso de amostra diluída em água. Em ao menos algumas modalidades, é preferível manter a mistura de reação de hidrólise da sultona, ao menos inicialmente, a um pH na faixa de cerca de 4,5 a cêrca de 7,5, alternativamente cerca de 5 a cerca de 7, de modo a permitir branqueamento adicional de da mistura de reação durante a reação de hidrólise da sultona.

Nos métodos que compreendem a etapa de branqueamento de ácido sulfônico de SE com peróxido de hidrogênio aquoso a fim de produzir um ácido branqueado, a mistura de reação de branqueamento ácido pode ainda compreender cerca de 1 a cerca de 500 alternativamente cerca de 5 a cerca de 100 ppm de um cátion de metal de transição escolhido do grupo Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Mn³⁺, e Mn⁴⁺ com a finalidade de proporcionar uma melhoria substancial no resultado e/ou aceleração de branqueamento da reação de branqueamento. Além disso, ou alternativamente nesses métodos, a base aquosa pode ser utilizada como uma fonte de água na mistura de reação de branqueamento ácido, de modo a permitir a produção de sólidos superiores no produto final de sal de SE que pode ser alcançado em processos comparáveis que utilizam água em vez de base aquosa. Em pelo menos alguns casos, a utilização de uma base aquosa na mistura reacional ácida de branqueamento pode aumentar substancialmente a estabilidade do peróxido na mistura de reação. Além disso, será apreciado por ao menos os técnicos no assunto, que pode ser desejável o uso de uma base aquosa que forneça um contraíon, a fim de formar uma mistura de sal misto que possa aumentar a estabilidade de fase da composição resultante da presente tecnologia.

Descrições dos Produtos

Sem intenção de vínculo a qualquer teoria particular, acredita-se agora que as composições da presente tecnologia definidas pela Fórmula 1 sejam compostas por misturas complexas de compostos que são espécies oligoméricas monoméricas, diméricas e de ordem superior, em termos de número de origem de cadeias de ácidos graxos. A oligomerização nessas misturas ocorre através da formação de ligações éster. Oligômeros ramificados também são contemplados.

O grupo sulfo-estolide funcional corresponde estruturalmente à condensação do grupo hidroxila de um hidroxi sulfonato interno de ácido graxo com o grupo de ácido carboxílico de uma segunda cadeia de ácido graxo, em que a segunda cadeia de ácido graxo pode ser, mas não é necessariamente limitada a: a) um ácido graxo insaturado ou saturado; b) um hidroxi sulfonato interno de ácido graxo; c) um sulfonato de alqueno interno ou anidrido cíclico correspondente (isto é sultona) de ácido graxo; ou d) um mono- ou poli sulfo-estolide interno de dois ou mais ácidos graxos (isto é, trímero, tetrâmero, etc.) A posição do grupo sulfonato ao longo da espinha dorsal das cadeias de ácidos graxos é ditada pela localização da ligação dupla no material de partida (ácido 9 - octadecenoico por exemplo) e a direção na qual S0₃ adiciona através da ligação dupla ( assim, posições 9 - e 10 - de sulfonato a partir de ácido oleico).

Onde R:

so₃· T.

sulfonato de alqueno sulfo-estolide

Acredita-se que os componentes monoméricos contendo não-ésterés feitos por este processo compreendam, em parte, hidroxi sulfonatos internos específicos de ácido graxo. Por exemplo, com ácido 9 - octadecenoico, acredita-se que os grupos sulfonato se unam à posição 9 e, alternativamente, à posição 10 do ácido graxo. Os exemplos são mostrados abaixo.

Acredita-se ainda que os componentes monoméricos compreendam, em parte, alqueno sulfonatos internos específicos de ácido graxo. Esses componentes podem compreender ligações duplas cis e/ou trans-. É também possível que os compostos estejam presentes, e em que a insaturação se encontre na posição do grupo sulfonato (isto é, sulfonatos vinílicos). Os exemplos são mostrados abaixo.

SOj' X*

SO< K» o

O- X*

Os componentes monoméricos podem ainda compreender espécies dissulfonadas e ácidos graxos insaturados, e ácidos graxos saturados.

O EHP é por vezes aqui utilizado como uma designação para os produtos sulfonados que tenham sido sujeitos à conclusão da hidrólise de funcionalidade de sulfo-estolide. Tal hidrólise pode ser realizada, por exemplo, por tratamento do SHP com base em excesso sob condições de pH elevado (por exemplo superior a cerca de 11) a temperaturas elevadas (por exemplo cerca de 85°C a cerca de 100°C). Acredita-se que o EHP compreenda uma mistura de sulfonatos de hidroxialcano e sulfonatos de alqueno de estrutura comparável aos componentes monoméricos de composições de sulfo-estolide, embora não necessariamente em razões comparáveis. Esta mistura é comparável em composição para as composições de sulfonados de ácidos graxos insaturados que são descritas na técnica, por exemplo, em T. W. Sauls e W. H. C. Rueggeberg, Journal of the American Oil Chemists Society (JAOCS), Volume 33, Número 9, Setembro, 1956, pp

383-389.

Também pode ser apreciado que o PHEP será composto de quantidades elevadas de sulfonatos de hidroxialcano monoméricos e sulfonatos de alqueno, mantendo um nível de funcionalidade de sulfo-estolide.

PRODUTOS DE LIMPEZA

Os atributos de tensoativo desejados utilizados em produtos de limpeza, por exemplo, incluem, entre outros, a forma líquida à temperatura ambiente, uma capacidade de formulação em aplicações de mistura fria, e uma capacidade de desempenho boa ou melhor que a dos tensoativos existentes sozinhos ou quando incorporados em produtos/formulações de limpeza comparáveis.

Os atributos desejáveis para as composições de SHP, PEHP de sais mistos em aplicações de HDL EHP incluem, por exemplo, a capacidade de emulsionar, suspender ou penetrar em solos gordurosos ou oleosos e suspender ou dispersar partículas, a fim limpar superfícies, e, então, evitar que os manchas, gordura, ou partículas re-depositem nas superfícies recentemente limpas.

É também desejável ter a capacidade para controlar a formação de espuma dentro de produtos de limpeza à base de detergente. Por exemplo, para um nível de HDL utilizado em uma máquina de lavar de alta eficiência (deve ser apreciado que todas as máquinas de lavar de alta eficiência (HE) incluem todas as máquinas de lavar com carregamento frontal também), pouca espuma é desejada para obter a melhor limpeza e para evitar o excesso de espuma que reduz e/ou atrapalha o processo e/ou máquinas de limpeza. Outras propriedades desejáveis incluem a capacidade para clarificar a formulação e melhorar a estabilidade.

Viscosidade da Formulação

As formulações da presente tecnologia são contempladas como tendo uma viscosidade de cerca de 5cPs (centipoise) a cerca de 2000cPs, medida a 25°C utilizando um viscosímetro Brookfield, modelo LV, tendo um eixo #2, definido a uma velocidade de cerca de 5 rpm . Certas formulações de SHP , PEHP, ou EHP foram descobertas ter menor viscosidade do que as formulações comparáveis\que não possuem esses agentes tensoativos, de modo que essas composições funcionam como redutores de viscosidade, o que é muito útil para fabricar as formulações de detergente altamente concentradas (por exemplo, mais de cerca de 4 0% de ativo de tensoativo) contempladas.

Composições de Detergentes

Uma grande variedade de composições detergentes podem ser feitas que incluam SE, PhSe, HSE, SHP, PEHP, EHP de sal misto ou combinações de dois ou mais desses, tal como descrito no presente pedido, com ou sem outros ingredientes conforme especificado a seguir. Formulações são contempladas incluindo cerca de 1% a cerca de 99% de SE, PhSe, HSE, SHP, PEHP, e/ou EHP, mais preferivelmente entre cerca de 1% e cerca de 60%, ainda mais preferencialmente entre cerca de 1% e cerca de 30%, com cerca de 99% a cerca de 1% de água ou outro transportador/veículo/diluente adequado, e, opcionalmente, outros ingredientes conforme aqui descritos.

Tensoativos

As composições detergentes podem conter cotensoativos, que podem ser aniônicos, catiônicos, não iônicos, anfolíticos, zwitteriônicos, ou combinações desses. Os co-tensoativos adequados para uso em composições detergentes são descritos no pedido PCT/US09/31455 depositado em 20 de Janeiro de 2009, cuja divulgação é aqui incorporada por referência.

Composições de Detergente para Roupas

Quatro características desejáveis de uma composição detergente para a roupa, em especial uma composição líquida (embora a presente divulgação não se limite a uma composição líquida, ou a uma composição tendo qualquer um ou todos esses atributos) são que (1) uma formulação concentrada é útil para economizar espaço na prateleira de um varejista,(2) uma composição verde ou ecológica (ou seja, eco-amiga) é útil,(3) uma composição que funciona nas modernas máquinas de lavagem de alta eficiência que utilizam menos energia e menos água para lavar a roupa do que as máquinas anteriores é útil,e/ou (4) uma composição que limpe bem em água de temperatura mais baixa, por exemplo, inferior a cerca de 70°C.

A fim de economizar uma quantidade substancial de espaço de prateleira do varejista, uma formulação concentrada é contemplada com dois ou mesmo três, quatro, cinco, seis, ou até maior (por exemplo, 8x) vezes a potência por unidade de volume ou dose que os detergentes convencionais. A utilização de menos água complica a formulação de uma composição detergente, uma vez que necessita ser mais solúvel e funcionar bem quando diluída em relativamente pouca água.

A fim de fabricar uma fórmula verde, os tensoativos devem ser, em última análise, biodegradáveis e não tóxicos. Para atender a percepção do consumidor e reduzir a utilização de produtos petroquímicos, uma fórmula verde pode também vantajosamente ser limitada ao uso de hidrocarbonetos renováveis, tais como gorduras e óleos vegetais ou animais, na fabricação de agentes tensoativos.

As máquinas de lavar de alta eficiência (HE) apresentam vários desafios para a formulação de detergentes. Em janeiro de 2011, todas as máquinas de lavar vendidas nos EUA devem ser de HE, pelo menos até certo ponto, e essa exigência só se tornará mais restritiva nos próximos anos. As máquinas de carregamento frontal, todas as quais são máquinas de HE, representam a mais alta eficiência, e estão sendo cada vez mais utilizadas. Assim, é desejável haver composições detergentes que possam ser utilizadas em tais máquinas. Acredita-se que as composições e formulações da presente tecnologia possam ser utilizadas em máquinas de lavar de HE e atingir as propriedades e/ou resultados inesperados conforme aqui descrito.

Além disso, as fórmulas de detergentes de líquido pesado (HDL) são impactadas pelas máquinas de HE porque o consumo de água significativamente menor requer que menos espuma seja gerada durante o ciclo de lavagem. À medida que os níveis de utilização de água continuam a diminuir em futuras gerações de máquinas de HE, pode haver a exigência de os detergentes não formarem espuma. Além disso, HDLs de HE também devem dispersar rapidamente e limpar a temperaturas de lavagem mais baixas.

Para trabalhar em uma máquina de lavar moderna de alta eficiência, uma composição detergente precisa trabalhar de forma relativamente concentrada em água fria, uma vez que essas máquinas de lavar usam relativamente pouca água e temperaturas de lavagem mais frias do que as máquinas anteriores. A espuma de sabão ('sudsing) de tais formulações de alta eficiência também deve ser reduzida, ou mesmo eliminada, em um ambiente de pouca água a fim de proporcionar um desempenho de limpeza eficaz. As propriedades antiredeposição de uma formulação de detergente de alta eficiência também devem ser robustas em um ambiente de pouca água. Além disso, as formulações que permitem que a água de lavagem usada para ser mais facilmente enxaguada das roupas em uma máquina de lavar são também contempladas, a fim de promover a eficiência.

As formulações líquidas amaciantes de tecido e formulações softergent (função dupla de amaciante/detergente de tecidos) de única adição também podem precisar de mudança conforme a continuidade de declinação do o uso da água em máquinas de HE. Um amaciador adicionado à lavagem é aplicado durante o ciclo de lavagem nessas máquinas. As presentes composições de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE, e HSE de sais mistos da presente tecnologia podem proporcionar alguma atividade de amolecimento, o que é contemplado para resolver esses problemas.

Os detergentes e aditivos de roupas contendo as composições de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE, e HSE de sais mistos são contempladas para o fornecimento de formulações de alta concentração, ou formulações verdes, ou formulações que trabalham bem em máquinas de lavar de alta eficiência. Esses detergentes e aditivos são contemplados por possuírem ao menos uma das vantagens e características desejáveis especificadas acima, ou combinações de duas ou mais dessas vantagens, pelo menos em algum grau.

Além dos tensoativos, uma composição de detergente para a roupa contém normalmente outros ingredientes para vários fins, tais como, por exemplo, os construtores e agentes alcalinos, enzimas, e adjuvantes. Esses ingredientes são ainda descritos no pedido PCT/US09/31455 depositado em 20 de Janeiro de 2009, cuja divulgação é aqui incorporada por referência.

Produtos de limpeza Domésticos, Institucionais, Industriais e/ou produtos para Cuidados Pessoais

Contempla-se que as composições de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE e HSE de sais mistos aqui descritas podem também ser utilizadas em aplicações de uso final, incluindo, entre outras, produtos de limpeza domésticos, industriais e institucionais, bem como produtos de limpeza de cuidado pessoal.

Para os produtos de limpeza de uso doméstico, industrial e institucional, tanto os tensoativos quanto os solventes são ingredientes importantes nesses produtos. Os atributos desejáveis para tais produtos incluem, por exemplo, a capacidade de emulsionar, suspender ou penetrar em solos gordurosos ou oleosos e suspender ou dispersar partículas, a fim limpar superfícies, e, então, evitar que as manchas, gordura, ou partículas re-depositem nas superfícies recentemente limpas.

É também desejável ter a capacidade para o controle da formação de espuma dos diferentes produtos domésticos, industriais e institucionais, dependendo das aplicações de uso final desejadas. Por exemplo, um detergente liquido de lavagem manual de louça preferivelmente possui a capacidade de espuma na presença da mancha que está sendo removida da louça. No entanto, para um detergente de lavagem de louça para a utilização em uma máquina de lavar louças automática, pouca espuma é desejada a fim de obter a melhor limpeza e evitar a formação excessiva de espuma. Outras propriedades desejáveis de tais produtos de consumidor incluem a capacidade para clarificar a formulação e melhorar a estabilidade. Para produtos de limpeza de superfícies duras, é desejável a capacidade para umedecer e juntar ou suspender manchas para deixar a superfície livre do resíduo na forma de estrias e/ou película.

As composições de sais mistos aqui descritas podem ser incorporadas em composições diferentes e utilizadas como tensoativos, emulsionantes, agentes de sensação de pele, formadores de película, modificadores reológicos, solventes, agentes de liberação, agentes de lubrificação, condicionadores, dispersantes, e hidrótropos. Além disso, as composições de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE e HSE de sais mistos podem ser combinadas com outros tensoativos, aditivos e ingredientes normalmente contidos nos produtos de limpeza doméstico, industrial e institucional, e produtos para cuidados pessoais, a fim de preparar uma grande variedade de formulações de produto. Esses tensoativos, aditivos e outros ingredientes são descritos mais detalhadamente no pedido PCT/US09/31608 depositado em 21 de janeiro de 2009, que é aqui incorporado por referência.

Formas

Uma ou mais composições da presente tecnologia podem tomar qualquer uma de uma série de formas e de qualquer dos sistemas de entrega diferentes que são atualmente conhecidos ou podem ser desenvolvidos no futuro, tais como pronto-para-uso, diluíveis, toalhetes, sprays, géis, pacotes de gel unitários, pacotes gel, etc.

Por exemplo, as composições da presente tecnologia podem tomar a forma de um detergente ou condicionador de tecido diluível, que podem ser um líquido isotrópico, um líquido tensoativo estruturado, um pó granular, seco por pulverização ou misturado a seco, um tablete, uma pasta, um sólido moldado, uma folha solúvel em água, ou qualquer outra forma de detergente de roupa conhecida dos técnicos no assunto. Uma composição diluível condicionante ou detergente de tecido é definida, para os fins da presente divulgação, como um produto destinado a ser usado para a diluição com água ou um solvente não aquoso, em uma razão de mais de 100:1, a fim de produzir um licor adequado para o tratamento de têxteis. As composições de concentrado verde como aquelas no mercado hoje em dia, por exemplo, Fantastic® (comercialmente disponibilizada pela SC Johnson of Wl) , Windex® (comercialmente disponibilizada pela SC Johnson of WI) , entre outras, podem ser formuladas de tal modo que elas possam ser um concentrado a ser adicionado a um frasco para a reconstituição final.

As composições da presente tecnologia poderiam também ser formuladas como um gel ou um pacote de gel como produtos de máquina de lavar louças no mercado atual. Folhas ou sachês solúveis em água, tais como os descritos no pedido de patente norte-americana n° 20020187909, que é aqui incorporado por referência, também são previstos como uma forma potencial da presente tecnologia. Esses podem ser vendidos sob uma variedade de nomes, e para um número de propósitos. A composição também pode ser depositada em um lenço, material, tecido, ou outro substrato.

Métodos de Lavagem de Tecidos

Os métodos para a lavagem de tecidos com formulações à base de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE ou HSE são contemplados. Tais métodos envolvem a colocação artigos de tecido a serem lavados em uma máquina de lavar de alta eficiência ou uma máquina de lavar normal (sem ser de alta eficiência) e colocação de uma quantidade da composição à base de SE, SHP, PEHP, EHP, PHSE ou HSE suficiente para proporcionar uma concentração da composição em água de cerca de 0,001% a cerca de 5%, em peso, quando a máquina for operada em um ciclo de lavagem. Uma máquina de alta eficiência é definida pela associação de detergente e sabão Soap and Detergent Association como sendo qualquer máquina que utilize cerca de 20% a cerca de 66% de água, e tão pouco quanto cerca de 20% a cerca de 50% da energia, de uma lavadora tradicional regular agitadora (SDA Washers and Detergents, publicação de 2005; http://www.cleaninglOl.com/laundry/HE.pdf. O ciclo de lavagem é acionado ou iniciado para lavar os artigos de tecido.

EXEMPLOS

As composições e processos aqui descritos, e maneiras de fabricação e uso desses são ilustradas pelos exemplos a seguir. Os exemplos apontados no tempo presente ou futuro não são representados como tendo sido realizados.

EXEMPLO 1: PREPARAÇÃO DE ÁCIDO SULFÔNICO DE SE

A matéria-prima de ácido graxo utilizada foi derivada de uma fonte de óleo vegetal. Para efeitos de sulfonação, a matéria-prima teve um peso equivalente de cerca de 270,6, conforme determinado pelo valor de iodo. A matéria-prima foi composta por cerca de 80% de 0-18:1, cerca de 12,5% de C-18:2, e cerca de 7,5% de ácidos graxos saturados, conforme medição por contagem de dados da área obtida por cromatografia gasosa utilizando um detector de ionização de chama.

A matéria-prima foi sulfonada em um reator de película descendente utilizando uma temperatura de matéria-prima de cerca de 15°C, uma temperatura do ar/SCb de cerca de 40°C, uma temperatura da camisa sulfonadora de cerca de 42°C, e uma razão molar de SO₃ para funcionalidade de alqueno de cerca de 1,0.Depois de passar através de uma unidade de desgaseificação, o ácido produzido a partir da reação de sulfonação foi recolhido em jarras de vidro pequenas, congelado em um banho de gelo e, em seguida armazenado em um freezer até processamento posterior.

Análise do Ácido O teor de ácido carboxílico no produto de ácido sulfônico de SE foi determinado por dissolução de uma alíquota do produto em água que continha KOH suficiente para proporcionar uma solução com um pH superior a cerca de 10,5. A titulação da solução com HC1 aquoso indicou um teor de carboxilato livre de cerca de

2,04 miliequivalentes por grama de ácido sulfonado (meq/g). O produto de ácido sulfônico foi analisado quanto ao teor de éster carboxílico, submetendo uma alíquota do ácido a condições exaustivas de hidrólise alcalina e, em seguida, pela análise do teor de carboxilato. A fim de realizar essa hidrólise, uma alíquota do produto que foi dissolvida em KOH aquoso diluído foi então digerida durante cerca de 16 horas em um forno a 85°C, assegurando que o pH da solução permanecesse acima de cerca de 10,5, e foi então titulada com HC1 aquoso. O teor de carboxilato, na base da massa de produto de ácido sulfônico de partida, foi assim determinado como cerca de 3,18 meq/g. A mudança no teor de carboxilato por hidrólise é atribuível à hidrólise de ésteres carboxílicos. Portanto, a quantidade de funcionalidade de éster carboxílico foi verificada ser de cerca de 36 por cento molar da funcionalidade carboxílica total (ácido carboxílico + éster carboxílico) presente no produto de ácido sulfônico de SE. Os espectros de RMN de ¹H e ¹³C do produto ácido dissolvido em CDC1₃ exibiu sinais que são consistentes com a estrutura de funcionalidade de alfasulf o-estolide. Além disso, os espectros de RMN de indicaram que a composição de ácido sulfônico de SE foi ainda composta por cerca de 10% molar de sultonas gama internas (1,3 dialquil 1,3 sultonas) em relação à funcionalidade carboxílica total (ácido carboxílico + éster).

EXEMPLO 2

PREPARAÇÃO DE SAIS DE POTÁSSIO DE SHP

A matéria-prima de ácido graxo utilizado neste exemplo teve um peso equivalente de cerca de 28 0 e foi obtido a partir de uma fonte de sebo que tipicamente proporciona ácidos graxos compreendendo cerca de 70% de C18: 1, cerca de 12% de ácido poli-insaturado, e cerca de 10% a cerca de 15% de ácido gordo saturado. A matéria-prima foi sulfonada em um reator de película usando uma razão molar de SO₃ de funcionalidade de alqueno de cerca de 0,91. O ácido sulfônico produzido a partir do sulfonador foi continuamente neutralizado num reator de recirculação com KOH aquoso para produzir um material neutralizado que, quando titulada até ao ponto final de azul de bromofenol com HC1 aquoso, foi analisado como contendo cerca de 2,5% de alcalinidade livre (valor base, expresso em termos de % em peso ,de KOH) . Se medido, o pH desse material, diluído em água, seria na faixa de cerca de 5,5 a cerca de 7,5. O material neutralizado foi carregado para um reator em batelada e foi então mantido a cerca de 60° a cerca de 65 °C, a fim de hidrolisar sul tonas, bem como quaisquer ésteres de ácidos sulfônicos potenciais e anidridos que podem estar presentes no material. Durante a hidrólise, o valor de base foi mantido na faixa de cerca de 1,5 a cerca de 1,8%. A reação de hidrólise foi continuada até que o valor de base permanecesse constante. O pH do produto final de sultona hidrolisado (SHP) foi de cerca de 5,6 a cerca de 5,9. O nível de sólidos no produto foi medido por alterações gravimétricas após secagem em um forno 105°C e foi verificado ser de cerca de 54% em peso. A espectroscopia de RMN de de uma alíquota do SHP indicou a hidrólise essencialmente completa de sultonas e a presença de grupos hidroxialcano sulfonatos internos que resultam da hidrólise de 1,3 dialquil 1,3 sultonas.

O SHP foi caracterizado em termos de ácido carboxílico livre e funcionalidade de carboxilato de potássio por titulação com HC1 aquoso. A titulação do produto, como produzido, indicou um teor de sal de carboxilato de 0,25 miliequivalentes por grama (meq/g). A titulação de uma alíquota que havia sido primeiro ajustada para um pH superior a cerca de 10 com KOH indicou um teor de sal de carboxilato de 0,78 meq/g. A diferença entre esses dois resultados de titulação correspondeu ao teor de ácido carboxílico não neutralizado dentro do produto, sendo o resultado calculado 0,53 meq/g. O teor de éster carboxílico dentro do produto foi então determinado através de uma primeira hidrólise da funcionalidade de éster a uma temperatura elevada utilizando excesso de cáustica. A fim de realizar essa hidrólise, uma alíquota de 15 gramas de produto foi misturada com 3 gramas de 45% de KOH aquoso em um frasco e a solução resultante foi digerida em um forno a 85°C durante várias horas até o meq/g do carboxilato medido ser observado constante . A mudança no meq/g do carboxilato após a hidrólise, corrigindo para a diluição da amostra após a adição de cáustica, foi tomada como uma medida quantitativa do teor de éster carboxílico no produto. Com base nesse processo, o teor de éster foi verificado ser 0,56 meq/g. Uma vez que a quantidade total de ácido carboxílico, sal de carboxilato, e éster carboxílico foi verificada por adicionar até 1,34 meq/g, o percentual molar da funcionalidade de ácido graxo na composição que estava presente como éster carboxílico foi calculada como sendo de

42%.

= O produto foi ainda caracterizado por métodos espectroscópicos de RMN de ³Η, ¹³C e 2D em um espectrômetro

JEOL ECA 500. Uma amostra do produto foi ajustada para pH 10 a fim de assegurar que toda a funcionalidade de ácido carboxílico tenha sido convertida em forma de sal de carboxilato. Uma alíquota dessa amostra foi então secada sob vácuo para proporcionar um resíduo semi-sólido que foi dissolvido em DiO. A espectroscopia quantitativa de RMN de ¹³C demonstrou dois conjuntos de carbonos carbonílicos, nas faixas de cerca de 184 a cerca de 183 ppm e cerca de 175 a cerca de 173 ppm, correspondentes à funcionalidade do carboxilato (COO-K+) e do éster carboxílico (COO-alquila), respectivamente. As integrações desses dois conjuntos de picos ocorreram em uma razão aproximada de 6:4, respectivamente, consistente com aproximadamente 40% de toda a funcionalidade carboxílica no produto presente como ésteres carboxílicos. Os experimentos 2D forneceram evidências tanto de espectros de ¹H quanto ¹³C para a presença de quantidades substanciais de funcionalidade alfa-sulfo-estolide dentro da mistura do produto.

LC/MSⁿ foi usado para caracterizar ainda mais o produto da reação. A separação cromatográfica em uma coluna de fase reversa revelou a presença de múltiplos componentes no produto de reação. Os dados espectrais de massa de alguns desses componentes separados forneceram evidências para a presença de compostos sulfonados que podem ser vistos como sendo constituídos de duas cadeias de ácidos graxos, bem como os compostos sulfonados que podem vistos como sendo compostos de três cadeias de ácidos graxos. .

EXEMPLO 3: PREPARAÇÃO DE SAIS DE SÓDIO DE SHP

A matéria-prima de ácido graxo utilizada nesse exemplo teve um peso equivalente de cerca de 270 e foi obtida a partir de uma fonte de óleo vegetal que proporciona normalmente ácidos graxos compreendendo cerca de 80% de C18:l, de cerca de 12% de ácido poli-insaturado, e cerca de 8% de ácido graxo saturado. A matéria-prima foi sulfonada em um reator de FDM utilizando uma razão molar de SO₃ para funcionalidade alqueno de cerca de 0,95 a fim de produzir ácido sulfônico de SE. Esse ácido foi neutralizado continuamente em um reator de recirculação com 50 por cento (peso/peso) de NaOH aquoso (cáustica) e água, utilizando uma razão em massa de cerca de 0,68 de ácido de SE a cerca de 0,16 de cáustica para cerca de 0,16 de água. O material neutralizado que foi colhido para fora do reator de recirculação em um reator em batelada foi então submetido a uma etapa de hidrólise de sultona através da manutenção do líquido a 8 0°C durante 4 horas a fim de produzir SHP de sódio. 0 pH do SHP, medido através da diluição de uma amostra do produto com 50/50 vol/vol de uma mistura de água e isopropanol para uma concentração de 2% em peso, foi encontrado para ser 5,9.0 SHP obtido foi verificado compreender 24,1% em peso de água, conforme determinado por titulação de Karl-Fischer; 6,4% em peso de ácido graxo não sulfonado, conforme determinado por análise gravimétrica de extraíveis de éter de petróleo (PEX), que foram extraídos a partir de soluções aquosas de etanol a um pH de aproximadamente 3; 2,1% em peso de sulfato de sódio, tal como determinado por titulação de produto em acetona aquosa ácida com perclorato de chumbo; e 67,4% em peso de sulfoestolide (ativos), tal como calculado pelo equilíbrio de massas.

EXEMPLO 4: PREPARAÇÃO DE SAIS DE POTÁSSIO DE SHP

A matéria-prima de ácido graxo utilizada nesse exemplo teve um peso equivalente de cerca de 270 e foi obtida a partir de uma fonte de óleo vegetal que proporciona normalmente ácidos graxos compreendendo cerca de 80% de C18:l, de cerca de 12% de ácido poli-insaturado, e cerca de 8% de ácido graxo saturado. A matéria-prima foi sulfonada em um reator de película utilizando uma razão molar de S0₃ para funcionalidade alqueno de cerca de 0,95 a fim de produzir ácido sulfônico de SE. Esse ácido foi neutralizado continuamente em um reator de recirculação com 45 por cento (peso/peso) de KOH aquoso (cáustica) e água, utilizando uma razão em massa de cerca de 0,60 de ácido de SE a cerca de 0,23 de cáustica para cerca de 0,17 de água. 0 material neutralizado que foi colhido para fora do reator de recirculação em um reator em batelada foi então submetido a uma etapa de hidrólise de sultona através da manutenção do líquido a 8 0°C durante 4 horas. 0 SHP foi concentrado por evaporação lenta de água a partir do produto em condições ambientes a fim de produzir um produto de maior concentração (concentrado de SHP de potássio) . O pH do concentrado, medido através da diluição de uma amostra do produto com 50/50 vol/vol de uma mistura de água e isopropanol para uma concentração de 2% em peso, foi encontrado para ser 6,0. O SHP obtido foi verificado compreender 21,0% em peso de água, conforme determinado por titulação de Karl-Fischer; 6,4% em peso de ácido graxo não sulfonado, conforme determinado por análise gravimétrica de extraíveis de éter de petróleo (PEX), que foram extraídos a partir de soluções aquosas de etanol a um pH de aproximadamente 3; 2,3% em peso de sulfato de sódio, tal como determinado por titulação de produto em acetona aquosa ácida com perclorato de chumbo; e 70,6% em peso de sulfoestolide (ativos), tal como calculado pelo equilíbrio de massas.

EXEMPLO 5: HIDRÓLISE PARCIAL DO ÉSTER DE SHP PARA

PRODUZIR PEHP

A um quarto de uma jarra (1-litro) foram adicionados cerca de 824 g do SHP do Exemplo 2 e cerca de 82,5 g de 45% em peso de KOH aquoso, correspondentes a uma quantidade molar de KOH necessária para.: (a) neutralizar todo o ácido carboxílico livre; e (b) para hidrolisar uma porção dos ésteres carboxílicos no SHP com 0,50 equivalentes molares de cáustica livre. Os teores foram cuidadosamente misturados e, em seguida, a jarra foi selada e colocada em um forno de aproximadamente 85°C durante cerca de 24 horas. Após o arrefecimento, o PEHP obtido era homogêneo, livre de precipitação ou de sólidos, e era um líquido altamente fluido. O PEHP foi analisado por titulação com HC1 aquoso e foi verificado compreender cerca de 0,96 % meq/g de carboxilato de potássio. Com base no equilíbrio de massas das cargas de reagentes para a reação de hidrólise do éster e a mudança no teor de carboxilato, o grau de hidrólise do éster foi calculado para ser de cerca de 50,5 por cento molar. A este nível de hidrólise de éster, o teor de éster carboxílico no PEHP foi calculado para cerca de 21 por cento molar de funcionalidade carboxílies total no PEHP.

EXEMPLOS 6 A 9: PREPARAÇÃO DE SAIS DE POTÁSSIO DE SHP A PARTIR DE MISTURAS DE ÁCIDO OLÉICO COM ÁCIDOS GRAXOS

SATURADOS

Nesses exemplos, que são resumidos na Tabela 1, as misturas de ácidos graxos insaturados e saturados foram submetidos às etapas sequenciais do processo de sulfonação com S0₃ em um reator de película a fim de produzir ácido sulfônico de SE, neutralização contínua do ácido sulfônico em um reator de recirculação, e hidrólise de sultonas em um reator em batelada para produzir SHP. Os ácidos graxos saturados foram incorporados para funcionar como agentes de terminação de cadeia nas reações de esterificação que podem de outro modo levar a níveis substanciais de produtos oligoméricos tais como composições de Fórmula 1 em que n = 2 ou mais. Na etapa de sulfonação, a temperatura da matéria-prima de cerca de 25° C, uma temperatura de ar/SO₃ de cerca de 41°C, e uma temperatura da camisa sulfonadora de cerca de 25° C são empregadas.

0 ácido graxo oleico usado para preparar as misturas de ácidos graxos teve um peso equivalente para o propósito de sulfonação de cerca de 274,6, conforme determinado por um valor de iodo de 92,4, e era composto de cerca de 78% de C-18:l, cerca de 12% de C -18:2, e cerca de 9% de ácidos graxos saturados. O ácido graxo de coco usado para preparar as misturas de ácidos graxos nos Exemplos 6, 7 e 8 teve um valor de iodo de 2,1, e foi composto de aproximadamente 8% de C-8, aproximadamente 6% de C-10, aproximadamente 51% de C-12, aproximadamente 19% de C-14, aproximadamente 9% de C25 16, e aproximadamente 3% de C-18 de ácidos graxos saturados. O ácido cáprico utilizado para preparar a mistura de ácido graxo no Exemplo 9 teve um valor de iodo de cerca de 0,2 e foi composto de cerca de 99% de ácido graxo saturado Ci₀.

As amostras de SHP produzidas foram analisadas quanto ao teor de éster carboxílico conforme se segue. O Meq/g total de ácido carboxílico e sal de carboxilato em SHP foi determinado por titulação de uma amostra, ajustado a um pH superior a cerca de 11, com 0,1 N de HC1.0 Meq/g total de ácido carboxílico, sal de carboxilato, e éster carboxílico em SHP foi determinado por titulação de 0,1 N de HC1 de uma amostra que havia sido exaustivamente hidrolisada com KOH em excesso a 85°C durante 16 horas. O percentual molar da funcionalidade carboxílica total que estava presente como ésteres carboxílicos no SHP foi então calculado. O SHP do Exemplo 7 foi ainda analisado em termos de análise gravimétrica dos extraíveis de éter de petróleo (PEX), que foram extraídos a partir de soluções aquosas dé etanol a um pH de cerca de 3. Essas análises gravimétricas foram conduzidas em alíquotas separadas antes e, então, após uma etapa de hidrólise exaustiva do éster que foi conduzida por meio de incubação com KOH em excesso a 85 °C durante 16 horas. A mudança no PEX antes e após hidrólise do éster foi então usada para calcular um grau estimado de incorporação de não-sulfonados de ácidos graxos no SHP, conforme resumido na Tabela 1. Análises de RMN de H¹ das amostras de PEX indicaram que ambos os extratos consistiam essencialmente em cerca de 90 por cento molar de ácido graxo saturado e cerca de 10 por cento molar de ácido graxo monoinsaturado. Esse resultado confirmou que de um nível significativo (cerca de 40 por cento) do ácido graxo de coco (agente de terminação de cadeia) foi incorporado no SHP como ésteres carboxílicos.

Tabela 1

Exemplo 6

Exemplo 7

Exemplo 8

Exemplo 9

Agente de terminação de cadeia	Ácido graxo de coco	Ácido graxo de coco	Ácido graxo de coco	Ácido cáprico
Fração em peso de ácido oleico vegetal em matéria- prima de ácido graxo	0,80	0,68	0,68	0,65
Fração em peso do agente de terminação de cadeia matéria- prima de ácido graxo	0,20	0,32	0,32	0,35
Razão molar de S03 para funcionalidade de alqueno	0,95	0,95	0,75	0,95

Fração em peso de ácido sulfônico de SE na neutrali- zação	0,303	0,260	0,338	0,301
Fração em peso de 45% de KOH aq. na neutrali- zação	0,124	0,130	0,136	0,133
Fração em peso de água adicional na neutrali- zação	0,573	0,610	0,525	0,566
pH (2 por cento de solução de SHP (peso/ peso) em H20	6,6	8,5	6,7	6,7
Percentu-	34,9	31,0	34,6	33,9

al de sólidos (gravimé- trico, 105°C de forno durante *2 horas)
Teor de éster (percen- tual molar ésteres carboxí- licos em relação à funcional idade carboxi- lica total)	36,6	33,5	30,2	29,1
Percentual em peso de extraive- is de éter de petróleo em SHP |		18,76

(peso/- peso de sólidos totais)
Percentual em peso de extraíve- is de éter de petróleo, após a hidrólise exaustiva do éster (peso/- peso de sólidos totais, corrigido para a diluição com cáustica)		31,61
Percentual de não- sulfona- dos de ácidos		40,7

graxos que foi incorporados no SHP como ésteres carboxí- licos

EXEMPLO 10: HIDRÓLISE DO ÉSTER DE SHP COM KOH

ADICIONAL A FIM DE PRODUZIR EHP

Uma solução de cerca de 54% de sólidos de sais de potássio de SHP, foi preparada conforme descrito no Exemplo

2. A um pequeno frasco foram adicionados cerca de 15,0 g desse produto e cerca de 3,0 g de cerca de 45 %em peso de hidróxido de potássio aquoso, que correspondia a cerca de 1,5 vezes a quantidade de cáustica necessária para neutralizar ácidos carboxílicos livres e ésteres carboxílicos hidrolisados no SHP. Os teores do frasco foram cuidadosamente misturados e, em seguida, o frasco foi selado e colocado em um forno a 85° C durante cerca de 16 horas. Após o arrefecimento, o EHP obtido era homogêneo, livre de precipitação ou de sólidos, e era um líquido altamente fluido. A análise por RMN do EHP indicou que não havia nenhuma funcionalidade de éster de ácido carboxílico detectável, tal como avaliado por uma falta de sinais de ¹³C para carbonila por uma falta de sinais de ¹H e ¹³C que tinham sido identificadas no material de partida como sendo consistentes com funcionalidade de alfa-sulfo estolide. Além disso, os dados de RMN de ¹H indicou funcionalidade de hidroxialcano sulfonato que é assinada por um sinal a cerca de 3,9 ppm e que os resultados a partir da hidrólise de grupos funcionais de sulfo-estolide, a um nível de cerca de 38 por cento molar em relação à funcionalidade carboxílica total. A análise espectroscópica do EHP foi consistente com o produto compreendendo uma mistura de carboxilatos de ácidos graxos monoméricos saturados e insaturados, carboxilatos de ácidos graxos funcionalizados por sulfonato de alqueno, e carboxilatos de ácidos graxos funcionalizados por hidroxi sulfonato.

EXEMPLO 11: PREPARAÇAO DE UM CONCENTRADO AQUOSO BRANQUEADO DE SAIS DE POTÁSSIO DE SHP.

A matéria-prima utilizada neste exemplo teve um peso equivalente de cerca de 274,6 e era composta de cerca de 78% de C-18:l, cerca de 12% de C-18:2, e cerca de 9% de ácidos graxos saturados. A matéria-prima foi sulfonada em um reator de película descendente, a uma taxa de cerca de

129,3 lbs por hora (-58,649 kg/h) , utilizando uma razão molar de S0₃ para funcionalidade de alqueno de cerca de 0,95. O ácido sulfônico de SE foi continuamente neutralizado em um reator de recirculação com adição simultânea de cerca de 51,1 lbs por hora (-23,179 kg/h) de 45% de KOH aquoso e cerca de 46,5 libras por hora (-21,092 kg/h) de água. A temperatura da mistura de reação no reator de recirculação foi de cerca de 85 °C. A solução de SE

neutralizada	foi	continuamente	alimentada do reator	de
recirculação	para um misturador	em linha, onde cerca de	4,9
libras por	hora	(-2,22 kg/h)	de 50% de peróxido	de
hidrogênio aquoso	foram homogeneizados para dentro	da
solução, que	teve	pH de cerca	de 5,5. Essa mistura	de

reação foi então alimentada a um reator de tanque agitado.

Após a coleta de cerca de 60 litros de mistura de reação, a hidrólise e o branqueamento de sultona concorrentes continuaram a cerca de 80 °C durante cerca de 4 horas adicionais, adicionando 45% de KOH aquoso conforme necessidade a fim de manter o pH da mistura de reação na faixa de cerca de 5,2 a cerca de 6,2.0 SHP produzido a partir desta reação teve um pH de cerca de 6,2, foi composto de cerca de 70,5 % de sólidos e cerca de 0,5% (wt/wt) de peróxido ativo, e teve uma cor de Klett a 1 por cento de concentração de sólidos de 20.

Exemplo 12A-D: 0 IMPACTO DO PH SOBRE O BRANQUEAMENTO DE SHP COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO.

Uma solução de cerca de 73% de sólidos de SHP foi produzida a partir de ácido oleico derivado de óleo vegetal (peso equivalente de cerca de 274,6) por sulfonação em um reator de película em uma razão molar de SO₃ para funcionalidade de alqueno de cerca de 0,95, neutralização com KOH aquoso com um reator de recirculação, e hidrólise da sultona em um reator em batelada. O SHP foi obtido a um pH de cerca de 5,25, medido a uma concentração de 2% em peso de solução de SHP diluída com água deionizada. A cor foi medida em soluções de 5% em peso de solução de SHP diluída com água deionizada, utilizando um colorímetro fotoeléctrico Klett-Summerson equipado com uma célula de vidro de caminho óptico de 4 centímetros. A cor de Klett do SHP diluído não branqueado era 729. O pH do SHP foi ajustado para vários valores diferentes pela adição de 45% de KOH aquoso. O branqueamento do SHP foi realizado a cerca de 85°C, utilizando 3 por cento de H₂O₂ ativo (wt/wt), fornecidos à mistura de reação sob a forma de 35% de H₂O₂ aquoso. Os valores de pH das misturas de reação de branqueamento foram observados pelo desvio ligeiramente para baixo em cerca de 0,2 a cerca de 0,4 unidades de pH. Os resultados das reações de branqueamento estão resumidos na Tabela 2. A reação correspondente para a entrada de 12D demonstrou uma decomposição rápida do peróxido de hidrogênio, conforme evidenciado por formação intensa e rápida de espuma da massa de reação. Esse resultado demonstra a importância de manter o pH abaixo de um nível necessário para minimizar a decomposição de peróxido de hidrogênio, de modo a evitar a formação de espuma intensa da mistura de reação.

Tabela 2

Entrada	12A	12B	12C	12D
PH inicial (medido a 2% em	5,25	6,2	6,5	6,9
peso de SHP diluído em H2O)
Cor de Klett de SHP	105	93	93	Sem
branqueada (5% em peso de				medição
sólidos em H2O
Extensão da reação de	<5	<5	-50	> 100:
formação de espuma (% de				espuma
expansão do volume)				fora do
				reator

EXEMPLOS 13 A 14 : INFLUÊNCIA DO PH SOBRE A

ESTABILIDADE FÍSICA DAS SOLUÇÕES DE SHP

A influência do pH sobre a estabilidade física de SHP em condições ambiente (aproximadamente 22°C) foi avaliada por meio de observação visual e medição da turbidez da amostra. Para fins desses exemplos, uma amostra fisicamente

0 estável foi definida como um material que era um produto líquido homogêneo claro, livre de precipitação de sólidos ou de separação de duas ou mais fases fluidas, tal como pode ser confirmado em termos de uma leitura de turbidez de menos de 20 NTU. A turbidez da amostra foi medida em amostras não diluídas usando um turbidímetro HF Scientific Micro 100 Laboratory Turbidimeter 100 equipado com uma cuveta de 30 mL. As amostras foram preparadas através do ajuste do pH com KOH aquoso, tal como indicado na Tabela 3. O pH foi medido em 2 wt% de soluções de SHP diluídas com água deionizada. Os resultados na Tabela 3 demonstram que a estabilidade física das amostras de SHP pode ser melhorada por ajuste do pH para um valor que está acima, abaixo ou, alternativamente, uma faixa de valores de pH que de outra forma podem resultar na separação física e não homogeneidade do produto.

Tabela 3

Exemplo 13	Exemplo 14
SHP do Exemplo 12 antes do branqueamento: -73% de sólidos	SHP do Exemplo 8 - 35% de sólidos
pH	Aparência	Turbi- dez (NTU)	pH	Aparência	Turbi- dez (NTU)
5,3	Clara	0,7	6,1	Clara	2,6
6,2	Opaca, com precipitação	550	6,7	Opaca, com precipitação	>1000
6,9	Opaca, com precipitação	>1000	9,0	Clara	9,0
	Opaca, com	>1000

7,8	precipitação
8,3	Clara	0,6

Exemplo 15: INFLUÊNCIA DE SAIS MISTOS NA A ESTABILIDADE FÍSICA DE SOLUÇÕES DE SHP CONCENTRADAS

A influência de sais de sódio e de potássio misturados sobre a estabilidade física de SHP foi avaliada por meio de observação visual da turbidez da amostra após o armazenamento da amostra em condições ambientes (cerca de 22 °C) durante pelo menos duas semanas. Para fins desses exemplos, uma amostra fisicamente estável foi definida como um material que era um produto líquido homogêneo claro, livre de precipitação de sólidos ou de separação de duas ou mais fases fluidas. Porções separadas de SHP do sódio do Exemplo 3 e do concentrado de SHP de potássio do Exemplo 4 foram ajustadas para obter amostras de imagens a valores de

pH de cerca	de 6,0, 6,4,	7,5	e 8,5	(medido	a 2%	de
concentração	em peso em	50/50 vol/vol de	água	e
isopropanol)	pela adição	de	água,	base,	sulfato
inorgânico, e	ácido graxo de	modo	a compreender cerca de	2%
em peso de sulfato inorgânico,	cerca de	6,1% em	peso	de
ácido graxo	não sulfonado,	e cerca de	64% em	peso	de

ativos. As amostras de sais mistos foram preparadas por mistura de razões adequadas dessas amostras de estoque de sódio e potássio em uma base de peso, conforme indicado na Tabela 4, e aquecimento a 50° C durante cerca de 17 horas. Após o aquecimento, as amostras foram deixadas assentar em condições ambientais durante pelo menos 2 semanas e depois foram avaliadas para a estabilidade da fase. Os resultados são mostrados na Tabela 4.

Tabela 4

Fração	Fração	Fração	pH 6,0	pH 6,4	pH 7,5	pH 8,5
em peso	em peso	molar de
da	Do	cátions
Amostra	total	totais
como SHP	de	como K +
de Sal	cátions
de K.	como K+
0,0	0	0	Estável	Instável	Instável	Instável
0,1	0,13	0,08		Instável	Estável	Instável
0,2	0,25	0,16		Instável	Estável	Instável
0,3	0,36	0,25		Instável	Estável	Estável
0,4	0,47	0,34		Instável	Estável	Estável
0,5	0,57	0,43	Estável	Estável	Estável	Instável
0,6	0,66	0,54		Estável	Instável	Instável
0,7	0,75	0,64		Estável	Instável	Instável
0,8	0,84	0,75		Estável	Instável	Instável
0,9	0,92	0,87		Instável	Instável	Instável
1,0.	1	1	Estável	Instável	Instável	Instável

Os resultados na Tabela 4 demonstram que a estabilidade das amostras de SHP pode ser melhorada através da mistura de sais diferentes de SHP em razões particulares, dependendo do pH. Os sais de sódio puro e potássio puro não foram estáveis em valores de pH de cerca de 6,4, 7,5 ou 8,5, enquanto que as misturas de sais de sódio e de potássio podem formar soluções de fase estável em cada um desses valores de pH.

EXEMPLO 16: PREPARAÇÃO DE SAIS MISTOS DE POTÁSSIO E

SÓDIO DE SHP

A matéria-prima de ácido graxo compreendendo cerca de porcento de ácido graxo C18:l é sulfonada com S0₃ gasoso em um reator de película utilizando uma razão molar de S0₃ para funcionalidade alqueno de cerca de 0,95 a fim de produzir ácido sulfônico de SE. O ácido é neutralizado com uma razão molar de 1,5 K/Na de hidróxido de sódio e de potássio aquoso. O material neutralizado é colhido e submetido ao aquecimento a uma temperatura de cerca de 85°C durante cerca de 4 horas a fim de hidrolisar sultonas. Um SHP de sal misto de sódio e potássio é obtido compreendendo cerca de 64% (wt/wt) de ativos de sulfo-estolide que apresenta um pH de cerca de 6,5 para 2% de uma solução do produto dissolvidos em 50/50 (vol/vol) de água e isopropanol. Após o arrefecimento e armazenamento por semanas intensas a 20°C, o SHP permanecerá como um produto homogêneo líquido claro, livre de precipitação de sólidos ou de separação de duas ou mais fases fluidas.

EXEMPLO 17:

Para os experimentos de limpeza a seguir, cerca de 60 gramas (g) de líquido de alta resistência (HDL) foram adicionados a 90F de água em uma máquina Whirlpool Duet Sport alta eficiência (HE) em configuração normal (54 minutos de ciclo completo) . Duas séries por HDL, com 4 panos de manchas por série, foram realizadas. Os panos manchados experimentais empregados incluem: grama em algodão (adquirido da scientific Services, Sparrow Bush, NY) , e, EMPA106 (adquirido da Testfabrics, West Pittston, PA) . Cada lavagem também incluiu 6 libras (-2,24 kg) de balastro de almofada de algodão. No final de cada lavagem, os panos manchados foram secos e, em seguida, as leituras L, a, b tiradas um espectrofoômetro HunterLab XE Labscan.

As leituras L, a, b também são tiradas do tecido de algodão limpo sem manchas a partir do qual cada mancha foi aplicada. A lavagem foi então calculada pela seguinte equação (conforme relatado na literatura - Neiditch, O.W., et al, Journal of the American Oil Chemist's Society, Dezembro, 1980, 426):

SRI = 100 (^Liimpo * L lavado;) + (r limpo lavado )' + (b limpo ^Havido* onde o SRI é o índice de remoção de manchas.

Nesse exemplo, os benefícios de limpeza do uso de misturas desais de sulfo-estolide de sódio e potássio em 10 formulações de detergentes de HDL são demonstrados. Os sais de SHP de potássio e sódio foram feitos de acordo com os

Exemplos 4 e 3, respectivamente. As composição de HDL a seguir foram feitas:

Tabela 5

Ingrediente	% em peso de Inclusãc	) (100% de ativo)
Fórmula 1	Fórmula 2	Fórmula 3	Fórmula 4
SHP de	15,0		6	10,5
potássio
SHP de Sódio		15,0	9	4,5
C12-i5EO7	5,0	5,0	5,0	5,0
Monoetanolami	1,0	1,0	1,0	1,0
na
Trietanolamin	1,0	1,0	1,0	1,0
a
Citrato de	1,0	1,0	1,0	1,0
Sódio
Água	77,0	77,0	77,0	77,0

pH

10,0

BIO-SOFTD 25-7, Stepan Company, Northfield, IL. Os resultados são mostrados na Tabela 6.

Tabela 6

Pano com Mancha	SRI
Fórmula 1	Fórmula 2	Fórmula 3	Fórmula 4
Grama em algodão	76,8	8 0,4	81,6	82,9
EMPA 106	68,3	68,8	69,2	69,0

Esses resultados demonstram que os SHPs de sais mistos 5 de potássio e sódio usados nas Fórmula 3 e Fórmula 4 de HDL proporcionam uma limpeza superior sobre essas manchas em comparação com qualquer das formulações de HDL de SHP de sal único de potássio (Fórmula 1) ou SHP de sal único de sódio (Fórmula 2).

EXEMPLOS 18A-J: FÓRMULAS DE DETERGENTE PARA ROUPAS DE

NÍVEL PREMIUM A MEDIANO

UTILIZANDO SEs DE SAIS MISTOS

As seguintes fórmulas proféticas na Tabela 7, são destinadas a cobrir as fórmulas de detergente líquido para roupas. Salvo definido mais estritamente na tabela, o pH destas fórmulas está entre cerca de pH 7 e cerca de pH 10, preferivelmente entre cerca de 7,5 e cerca de 9,5 e mais preferencialmente entre cerca de 8,5 e cerca de 9,0. Em cada caso, essas visam serem fórmulas detergentes líquidas

0 e, após a adição de ingredientes opcionais, a água seria utilizada para levar o peso total até 100%. Os ingredientes são listados em uma base 100% ativa, o que significa que o percentual de peso listado não é diluído, mas sim 100% do ingrediente.

Tabela 7

	% de inclusão em	peso (com base em 100% de	ativo)
Ingrediente 1	Fórmula
	genérica
SE de	2-90 total
potássio	combi-nado	15	15	15	15	18	18	18	15	15	18
SE de sódio		23	23	23	23	28	28	28	23	23	28
Tensoativo	2-40
não iônico		18	11	18	11	14	14	14	18	11	14
Sulfato de	0-35
éter de
álcool
ΆΜΜΟΝΥΧ® LO	0-6
DEA de	0-7
Oleamida			7	7			10	10
Ácido graxo	0-10
de coco										7	10
Pentahidrato	0-3
de Bórax		1,5	1,5	1,5	1,5	0,5	0,5	0,5
Propilenoglic	0-6
ol		1,4	1,4	1,4	1,4	1,0	1,0	1,0
Glicerol
Citrato de	0-10
Sódio		5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Trietanolamin	0-6
a									5,0	5,0	5,0
Monoetanolami	0-6
na		4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5
Agente de	0-1

branqueamento		0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	4,5	4,5	4,5
fluorescente
(FWA)
Agente	0-1,5
antiredeposi-									0,2	0,2	0,2
ção
Espessante	0-2
Diluente	0-20	1-3		1-3		3-7		2-5
Protease	0-2	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1-3
Amilase	0-2	0,55	0,55	0,55	0,55	0,6	0,6	0,6
Lipase	0-2			0,25	0,25
Mananase	0-2			0,13	0,13
Celulase	0-2			0,02	0,02

** Um tensoativo não iônico preferido é BIO-SOFT ®

N25-7, Stepan Company. Um sulfato de éter de álcool preferido é o laureth sulfato de sódio, disponibilizado como STEOL®CS-460, pela Stepan Company, Northfield, IL. Um

FWA preferido é TINOPAL CBS-X, disponibilizado pela Ciba. Um espessante preferido é hidroxietilcelulose de peso molecular elevado (por exemplo, maior do que 100.000 daltons), tais como Cellosize QP 100MH, disponibilizado pela Dow Chemical. As hidroxilceluloses de peso molecular elevado preferidas incluem aquelas que possuem um peso molecular de pelo menos cerca de 100.000, alternativamente pelo menos cerca de 300.000, alternativamente pelo menos, cerca de 500.000 daltons. Os diluentes preferidos incluem: Ci₂EO₂, C₁₂EO₃, monolaurato de sorbitano, propileno glicol, sorbitol, glicerol, etanol, isopropanol, sulfonato de xileno de sódio, cumeno sulfonato de sódio, 2-metoxi etanol, 2-butoxietanol, metoxi etoxi etanol e combinações desses (se quaisquer diluentes utilizados em uma dada fórmula já estiverem em uso na fórmula em uma outra linha, a quantidade utilizada como diluente é além daquela já incluída). Um conservante preferido para essas fórmulas é Neolone M-10 de Rohm e Haas usado a 75ppm em umá base 100% ativa.

EXEMPLOS 19 A-M: FORMULAÇÕES DE DETERGENTE PARA ROUPAS

Exemplo: As seguintes fórmulas proféticas na Tabela 8, são destinadas a cobrir as fórmulas de detergente líquido para roupas. Salvo definido mais estritamente na tabela, o pH destas fórmulas está entre cerca de pH 10 e cerca de pH 12,5, preferivelmente entre cerca de 11,0 e cerca de 12,0 e mais preferencialmente entre cerca de 11,3 e cerca de 11,8. Em cada caso, essas visam serem fórmulas detergentes líquidas e, após a adição de ingredientes opcionais, a água seria utilizada para levar o peso total até 100%. Os ingredientes são listados em uma base 100% ativa, o que significa que o percentual de peso listado não é diluído, mas sim 100% do ingrediente.

Tabela 8

% de

inclusão em

peso (com base

em

100

% de

ativo)

Ingre- diente

Fór- mula gené

X	ri- ca
=SE de potássi o	2-90 tota 1	15	15	14	15	14	18	17	18	17	18	18	17	17
SE de sódio	com- bi- nado	22	22	21	22	21	27	26	27	26	27	27	26	26
Tensoat ivo não iônico	2-40	28	28	28	18	18	30	30	17	17	30	17	30	17
Alquil éter sulfa- to	0-35
AMMONYX ® LO	0-6			2		2		2		2		13		13
c12eo3	0-13				10	10			13	13
Ácido graxo de coco	0-10
Metassi licato de sódio	0-10
Carbonato de	0-10	8	8	8	8	8	8	8	8	8	0,25	0,25	0,25	0,25

sódio
Agente de bran quea- mento flúores cente (FWA)	0-1	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
Agente antire- deposi- ção	ΟΙ,5
Espes- sante	0-2										5		5
Diluen- te	0-20		3	3			5	5			45	45	43	43

Um tensoativo não iônico preferido é BIO-SOFT® N25-7, Stepan Company. Um sulfato de éter de álcool preferido é o laureth sulfato de sódio, disponibilizado como STEOL®CS460, pela Stepan Company. Um FWA preferido é TINOPAL CBS-X,

Ciba. Um espessante preferido é Cellosize QP 100MH, Dow Chemical, Midland, Michigan. Os diluentes preferidos incluem: C₁₂EO₂, Ci₂EO₃, monolaurato de sorbitano, propileno glicol, sorbitol, glicerol, etanol, isopropanol, sulfonato de xileno de sódio, cumeno sulfonato de sódio, 2-metoxi etanol, 2-butoxietanol, metoxi etoxi etanol e combinações desses.

CONCLUSÃO

As modalidades e exemplos aqui descritos são ilustrativos, e não limitam a tecnologia aqui descrita de nenhuma forma. O escopo da presente tecnologia descrita no presente relatório descritivo é o escopo completo definido ou implícito pelas reivindicações. Além disso, as referências observadas na seção descrição detalhada do presente pedido são aqui incorporadas por referência na sua totalidade, salvo indicação diferente.

Claims (18)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Composição caracterizada pelo fato de que compreende uma mistura de sais de sódio e de potássio de sulfo-estolides, que possuem a seguinte Fórmula:

   em que n é um número inteiro de 1 a 30;

   um de X e Y é SO₃-Z, o outro deXeYéH, eXeY são independentemente atribuídos em cada unidade de repetição;

   A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou não substituídos, em que o número total· de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de Cg a C22;

   a é 0, 1 ou 2, e é independentemente atribuído em cada unidade de repetição;

   R é hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou não substituído em que o número total de átomos de carbono é de 1 a 24;

   W é um cátion de sódio ou de potássio, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído; e

   Z é um cátion de sódio ou de potássio;

   em que os sais de sódio e de potássio estão presentes na mistura em quantidades suficientes para obter uma composição que seja um produto líquido, homogêneo e claro.
2. 2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sal de potássio está

   presente na mistura em uma fração em peso de cerca de 0,1 a cerca de 0,8 com base no peso total dos sais de potássio e de sódio na mistura. 3. Composição, de acordo com a reivindicação 2 / caracterizada pelo fato de que o sal de potássio está presente na mistura em uma fração em peso de cerca de 0,5 a cerca de 0,8 com base no peso total dos sais de potássio e de sódio na mistura. 4 . Composição, de acordo com a reivindicação 2 t caracterizada pelo fato de que o sal de potássio está presente na mistura em uma fração em peso de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 com base no peso total dos sais de potássio e de sódio na mistura. 5. Composição, de acordo com a reivindicação 2 t

   caracterizada pelo fato de que o sal de potássio está presente na mistura em uma fração em peso de cerca de 0,3 a cerca de 0,4 com base no peso total dos sais de potássio e de sódio na mistura.
3. 6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o cátion de potássio está presente na mistura em uma fração molar de cerca de 0,08 a cerca de 0,75 com base nos moles totais de cátions de sódio e de potássio na mistura.
4. 7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o cátion de potássio está presente na mistura em uma fração molar de cerca de 0,43 a cerca de 0,75 com base nos moles totais de cátions de sódio e de potássio na mistura.
5. 8. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o cátion de potássio está presente na mistura em uma fração molar de cerca de 0,08 a cerca de C,43 com base nos moles totais de cátions de sódio e de potássio na mistura.
6. 9. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o cátion de potássio está presente na mistura em uma fração molar de cerca de 0,25 a cerca de 0,34 com base nos moles totais de cátions de sódio e de potássio na mistura.
7. 10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende cerca de 3% em peso ou menos de sulfato inorgânico.
8. 11. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem um valor de pH de cerca de 6 a cerca de 8,5.
9. 12. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mistura de sais de sulfoestolide de sódio e de potássio está presente na composição em uma concentração de pelo menos 50% em peso de ativos.
10. 13. Processo para preparação de uma composição de sulfo-estolide de fase estável caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

    (a) fornecimento de pelo menos um intermediário sulfonado feito por sulfonação de pelo menos um ácido carboxílico graxo insaturado tendo de 8 a 24 átomos de carbono;

    (b) reação do intermediário sulfonado com um agente de terminação de cadeia tendo de 4 a 24 átomos de carbono para formar pelo menos um sulfo-estolide;

    (c) neutralização de pelo menos um sulfo-estolide através da adição ao pelo menos um sulfo-estolide de um agente cáustico selecionado do grupo consistindo em KOH, NaOH e misturas desses a fim de obter um sal de sulfoestolide neutralizado;

    (d) branqueamento do sal de sulfo-estolide neutralizado com peróxido de hidrogênio a um nível de pH na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 7,5; e (e) adição de KOH, NaOH adicional ou misturas desses, antes, durante ou após a etapa de branqueamento em uma quantidade suficiente para obter uma mistura de sais de sulfo-estolides de potássio e de sódio sais que resulta em uma composição de sulfo-estolides de fase estável que é clara e homogênea.
11. 14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o agente cáustico para a neutralização é KOH, e NaOH ou uma mistura de NaOH e KOH é adicionado ao sal de sulfo-estolides antes, durante ou após a etapa de branqueamento a fim de obter a mistura de sal de sulfo-estolides.
12. 15. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o agente cáustico para a neutralização é NaOH, e KOH ou uma mistura de KOH e NaOH é adicionado ao sal de sulfo-estolide antes, durante ou após a etapa de branqueamento a fim de obter a mistura de sal de sulfo-estolide.
13. 16. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o agente cáustico para a neutralização é uma mistura de KOH e NaOH, e NaOH, KOH ou uma mistura desses é adicionado ao sal de sulfo-estolide antes, durante ou após a etapa de branqueamento a fim de obter a mistura de sal de sulfo-estolide.
14. 17. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterxzado pelo fato de que a etapa de branqueamento é realizada a um nivel de pH maior que cerca de 6,0 a cerca de 7,5.

    18. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em quantidade suficiente para obter um pH na faixa de mais de cerca de 6,0 a cerca de 8,5. 19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou

    misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração em peso de sal de sulfo-estolide de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,1 a cerca de 0,8 com base no do peso total de sais de sulfo-estolides de potássio e de sódio.
15. 20. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração em peso de sal de sulfo-estolide de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,5 a cerca de 0,8 com base no do peso total de sais de sulfo-estolide de potássio e de sódio.
16. 21. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração em peso de sal de sulfo-estolide de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 com base no do peso total de sais de sulfo-estolide de potássio e de sódio.
17. 22. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração em peso de sal de sulf o-estolide de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e

    de sódio de cerca de 0,3 a cerca de 0,4, com base no do peso total de sais de sulfo-estolide de potássio e de sócio. 23. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração molar de cátions de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,08 a cerca de 0,75 com base nos moles totais de cátions de potássio e de sódio. 24. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou

    misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração molar de cátions de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,43 a cerca de 0,75 com base nos moles totais de cátions de potássio e de sódio.

    25. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração molar de cátions de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,08 a cerca de 0,43 com base nos moles totais de cátions de potássio e de sódio.

    26. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o KOH, NaOH adicional ou misturas desses é adicionado em uma quantidade suficiente para obter uma fração molar de cátions de potássio na mistura de sal de sulfo-estolide de potássio e de sódio de cerca de 0,25 a cerca de 0,34 com base nos moles totais de cátions de potássio e de sódio.

    27. Composição de detergente para roupa, caracterizada pelo fato de que compreende:

    cerca de 2% a cerca de 90% em peso de uma mistura de sais de sódio e de potássio de sulfo-estolides tendo a Fórmula 1 a seguir:

    O

    II

    R—CFomiuJa 1

    CH₃

    I

    A²

    - I y—ch

    H II O—C~~(CH_Z>—Ç—A¹~CH ^d

    O—W em que n é um número inteiro de 1-30;

    um de X e Y é SO₃-Z, o outro deXeYéH, eXeY são independentemente atribuídos em cada unidade de repetição;

    A¹ e A² são dirradicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, substituídos ou não substituídos, em que o número total de carbonos para cada unidade de repetição é independente e na faixa de C₈ a C22;

    aéO, 1 ou 2, eé independentemente atribuído em cada unidade de repetição;

    R é um radical alquila linear ou ramificado, saturado ou insaturado, substituído ou não substituído, tendo de 1 a
18. 24 átomos de carbono;

    W é um cátion de sódio ou de potássio, H, ou um grupo alquila ou alquila substituído;

    Z é um cátion de sódio ou de potássio;

    cerca de 2% a cerca de 4 0% em peso de pelo menos um agente tensoativo não iônico;

    0% a cerca de 35% em peso de pelo menos um sulfato de éter de álcool; 0% < 3 cerca de 6% em peso de oxido de lauril dimetilamina; 0% a cerca de 10% em peso de oleamida dietanolamina; 0% a cerca de 6% em peso de C12EO3; 0% a cerca de 10% em peso de ácido graxo de coco; 0% a cerca de 3% em peso de bórax pentahidratado; 0% a cerca de 6% em peso de propileno glicol; 0% a cerca de 10% em peso de citrato de sódio; 0% a cerca de 6% em peso de trietanolamina; 0% a cerca de 6% em peso de monoetanolamina; 0% a cerca de 1% em peso de pelo menos um agente de

    branqueamento fluorescente;

    0% a cerca de 1,5% em peso de pelo menos um agente antiredeposição;

    0% a cerca de 2% em peso de pelo menos um ' espessante; 0% a cerca de 20 % em peso de pelo menos um diluente; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma protease; 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma amilase; e 0% a cerca de 2% em peso de pelo menos uma celulase.