BR112012026764B1 - composição de solvente, e, método para dissolver um soluto - Google Patents

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Abstract

composição de solvente, uso da composição, método para melhorar a solubilidade de amidas de ácido carboxílico em água, e, uso de uma combinação. são sugeridas composições de solvente compreendendo: (a) dialquil amidas de ácido carboxílico, (b) ácidos graxos ou seus sais, e (c) copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno.

Description

“COMPOSIÇÃO DE SOLVENTE, E, MÉTODO PARA DISSOLVER UM SOLUTO”
Campo da invenção [0001] A presente invenção se refere à área de denominados solventes verdes, ambientalmente benéficos, e se refere às composições de solvente compreendendo amidas de ácido carboxílico com solubilidade melhorada em água dura.
Fundamentos da invenção [0002] Durante os anos recentes a necessidade de denominados solventes “verdes”, ambientalmente benéficos, tem dramaticamente aumentada. Especialmente solventes como tolueno, cumeno, NMP e semelhantes, que eram usados há décadas em numerosas áreas técnicas, estão aguardando sua substituição por alternativas exibindo propriedades menos comparáveis, ao mesmo tempo sendo menos tóxicos e mostrando biodegradabilidade melhorada. Dentre estes solventes amidas de ácido carboxílico especialmente espécies obtidas de ácidos graxos de origem renovável têm se tornado muito populares devido tanto ao seu poder de solubilização quanto ao seu comportamento ecotoxicológico vantajoso. Especialmente, amidas de ácido graxo são usadas como solventes em agricultura, para desengraxamento de superfícies metálicas, auxiliares de processo e semelhantes.
[0003] Uma desvantagem principal deste grupo de solventes, contudo, está associada com sua solubilidade ruim em água de torneira mostrando uma dureza de água de até 500 ppm de íons cálcio e/ou magnésio. Embora ditas amidas sejam bastante bem solúveis em água na ausência de íons de metal alcalino terroso, a solubilidade decresce no caso de a água se tornar mais “dura”. O problema subjacente à presente invenção tem sido portanto melhorar a solubilidade em água dura de amidas de ácido carboxílico pela adição de alguns emulsificantes ou dispersantes, sem decrescer o poder de solubilização de ditas amidas.
Petição 870190124582, de 28/11/2019, pág. 9/18 / 7
Descrição detalhada da invenção [0004] A presente invenção se refere à composição de solvente compreendendo:
(a) Amidas de ácido carboxílico (b) ácidos graxos ou seus sais, e (c) copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno.
[0005] Surpreendentemente, tem sido observado que já quantidades pequenas de combinações compreendendo ácidos graxos ou sabões de ácido graxo e polímeros não-iônicos do tipo poli(etileno-glicol) - poli(propilenoglicol), opcionalmente com terminal de cadeia bloqueado por grupos alquila ou alquil-fenila mostram a capacidade para melhorar significativamente a solubilidade de amidas de ácido carboxílico em água dura, mostrando uma concentração de íons cálcio e magnésio de até 500 ppm. Tem sido verificado que compostos, compreendendo ditas amidas, ditos ácidos graxos e ditos polímeros, são muito úteis como solventes verdes, ambientalmente benéficos para vários propósitos, por exemplo para a preparação de agroquímicos, agentes desengraxantes, fluidos de processo e semelhantes, especialmente, os compostos de acordo com a presente invenção permitem também preparar concentrados aquosos, por exemplo concentrados aquosos de biocida, baseados em água de torneira de dureza de água elevada.
Amidas de ácido carboxílico [0006] Amidas de ácido carboxílico representando um componente (a) das composições de acordo com presente invenção tipicamente compreendem a fórmula geral (I):
R1CONR2R3 (I) em que R1CO representa um radical acila linear ou ramificado, saturado ou insaturado, opcionalmente substituído com hidróxi, tendo 6 a 22, preferivelmente 8 a 12 átomos de carbono, R2 representa hidrogênio ou um grupo alquila tendo 1 a 12 átomos de carbono e R3 representa um grupo
Petição 870190124582, de 28/11/2019, pág. 10/18 / 7 alquila tendo 1 a 12 átomos de carbono. Em uma primeira modalidade preferida a presente invenção se refere às dialquil amidas de ácido carboxílico, e mais especialmente às dimetil amidas, dibutil amidas, dioctil amidas, ou di-2-etil-hexil amidas. Têm sido verificadas como bastante úteis as dialquil amidas selecionadas do seguinte grupo - consideradas sozinhas ou em combinação: dimetil amida de ácido cáprico, dibutil amida de ácido cáprico, dioctil amida de ácido cáprico, di-2-etil-hexil amida de ácido cáprico, dimetil amida de ácido caprílico, dibutil amida de ácido caprílico, dioctil amida de ácido caprílico, di-2-etil-hexil amida de ácido caprílico, dimetil amida de ácido caprônico, dibutil amida de ácido caprônico, dioctil amida de ácido caprônico, di-2-etil-hexil amida de ácido caprônico, dimetil amida de ácido láurico, dibutil amida de ácido láurico, di-2-etil-hexil amida de ácido láurico, dimetil amida de ácido lático, dibutil amida de ácido lático, di-2-etil-hexil amida de ácido lático e combinações dos mesmos.
Ácidos graxos e seus sais [0007] Ácidos graxos ou seus sais (componente b) representam o emulsificante principal que é adicionado nas amidas de ácido carboxílico com o propósito de melhorar sua solubilidade em água dura. Tipicamente, os compostos compreendem a fórmula geral (II):
R4COOX (II) em que R4CO representa um radical acila linear ou ramificado, saturado ou insaturado tendo 6 a 36, preferivelmente 12 a 22 átomos de carbono e X representa hidrogênio, um metal alcalino, um metal alcalino terroso, amônio ou alquil-amônio. Exemplos típicos são ácidos graxos selecionados do grupo consistindo de ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido linólico, ácido linoleico, ácido behênico, ácido erúcico ou suas combinações técnicas, como por exemplo a que pode ser obtida de triglicerídeos naturais como óleo de coco, óleo de palma, óleo de semente de palma, azeite de oliva, óleo de açafroa, óleo de
Petição 870190124582, de 28/11/2019, pág. 11/18 / 7 girassol e semelhantes. Em outra modalidade preferida os ácidos graxos são derivados de breu líquido (“ácido graxo de breu líquido”) mostrando uma média de 12 a 18 átomos de carbono e um índice de iodo acima de 20.
Polímeros de óxido de etileno - óxido de propileno [0008] Copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno (componente c) representam o componente coemulsificante na composição. Tipicamente, os polímeros compreendem a fórmula geral (III):
R5O(EO)x(PO)yR6 (III) em que R5 e R6 independentemente um do outro representam hidrogênio, um grupo alquila ou alquenila tendo 1 a 18 átomos de carbono, ou um grupo alquil-fenol tendo 1 a 18 átomos de carbono na parte alquila, EO representa uma unidade de óxido de etileno, PO representa uma unidade de óxido de propileno, x e y independentemente representam números inteiros de cerca de 10 a cerca de 100, preferivelmente de cerca de 20 a cerca de 80 e mais preferivelmente de cerca de 30 a cerca de 50 e a soma (x+y) representa os números inteiros de cerca de 50 a cerca de 150 na condição de que as unidades EO e PO mostrem uma distribuição quer em bloco quer aleatória na molécula. Em outra modalidade preferida da presente invenção os ditos copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno são de fórmula geral (III) na qual R5 representa nonil-fenol, R6 representa hidrogênio, e x e y representam números inteiros de cerca de 25 a cerca de 50. Mais preferido é um composto representando um aduto de cerca de 40 unidades de óxido de etileno e cerca de 30 unidades de óxido de propileno para nonil-fenol.
Composições de solvente [0009] Tipicamente, uma composição de solvente de acordo com a presente invenção inclui:
(a) cerca de 90% a cerca de 95% em peso de dialquil amidas de ácido carboxílico, (b) cerca de 2% a cerca de 4% em peso de ácidos graxos ou seus
Petição 870190124582, de 28/11/2019, pág. 12/18 / 7 sais, e (c) cerca de 1% a cerca de 3% em peso de copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno, na condição de que as quantidades somem 100% em peso.
Aplicação industrial [00010] Como explicado acima, as composições de acordo com a presente invenção exibem forte poder solvente combinado com alta biodegradabilidade, excelente benefício ambiental e especialmente alta tolerância aos metais alcalino terrosos quando contatadas com um meio aquoso. Portanto, outro objetivo da presente invenção se refere ao uso de uma composição compreendendo:
(a) Amidas de ácido carboxílico, (b) ácidos graxos ou seus sais, e (c) copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno, como solventes, especialmente para composições agrícolas (e.g. concentrados aquosos de biocida), agentes desengraxantes, fluidos de processo e semelhantes. A presente invenção também inclui um método para melhorar a solubilidade de amidas de ácido carboxílico em água compreendendo até 500 ppm de cátions de metal alcalino terroso pela adição de 1% a 5% em peso calculado sobre as amidas - de uma combinação de emulsificantes compreendendo ácidos graxos ou seus sais e copolímeros de óxido de etileno óxido de propileno. Preferivelmente, ditas combinações de emulsificantes compreendem ácidos graxos ou seus sais por um lado e copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno por outro lado em proporções em peso de cerca de 50:50 a cerca de 95:5, especialmente de cerca de 60:40 a cerca de 90:10 e mais especialmente de cerca de 70:30 a cerca de 80:20.
[00011] Uma modalidade final da presente invenção se refere ao uso de uma combinação compreendendo ácidos graxos ou seus sais e copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno como emulsificantes para melhorar a
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6/7 solubilidade ou a dispersibilidade de amidas de ácido carboxílico em água compreendendo até 500 ppm de cátions de metal alcalino terroso, das combinações compreendendo os ácidos graxos ou seus sais e os copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno tipicamente em proporções em peso de cerca de 50:50 a cerca de 95:5, in particular cerca de 60:40 a cerca de 90:10 e more particular cerca de 70:30 a cerca de 80:20.
Exemplos
Exemplo 1, Exemplos Comparativos Cl a C5 [00012] Composições de solvente baseadas em dimetil amida de ácido caprílico, emulsificantes e coemulsificantes foram preparadas e diluídas (5% em peso) em água compreendendo 500 ppm de íons cálcio e magnésio (50:50). As emulsões foram armazenadas por um dia a 20°C e a estabilidade foi determinada após 5, 10 e 24 horas. Os resultados estão compilados na seguinte tabela 1 e têm os seguintes significados: (+++) = emulsão transparente, (++) = levemente turva, (+) = turva, (-) = separada.
Tabela 1 [00013] Estabilidade da emulsão de concentrados de dimetil amida de ácido caprílico/tensoativo
Composto 1 Cl C2 C3 C4 C5
Dimetil amida de ácido caprílico 85 85 85 85 85 85
Ácido graxo de breu líquido 12 15 - - - -
Dodecil-benzeno-sulfonato de sódio - - 12 - - -
Laureth-2-sulfato de sódio - - - 12 - -
Lauril-álcool + 2EO - - - 12 -
Amina graxa de sebo + 20EO - - - 12
Nonil-fenol + 40EO + 30PO 3 - 3 3 3 3
Estabilidade da emulsão
- após 5 h +++ +++ ++ ++ + +
- após 10 h +++ ++ + + + +
- após 24 h +++ + - - - -
[00014] Os Exemplos e Exemplos Comparativos indicam claramente que apenas a adição de uma combinação de um ácido graxo e um copolímero de EO/PO produz uma emulsão estável e transparente.
Exemplo 2, Exemplos Comparativos C6 a C10
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7/7 [00015] Composições de solvente baseadas em dimetil amida de ácido lático, emulsificantes e coemulsificantes foram preparadas e diluídas (5% em peso) em água compreendendo 200 ppm de íons cálcio e magnésio (50:50). As emulsões foram armazenadas por um dia a 20°C e a estabilidade foi determinada após 5,10 e 24 horas. Os resultados estão compilados na seguinte tabela 2 e têm os seguintes significados: (+++) = emulsão transparente, (++) = levemente turva, (+) = turva, () = separada.
Tabela 2 [00016] Estabilidade da emulsão de concentrados de dimetil amida de ácido lático/tensoativo
Composto 2 C6 C7 C8 C9 CIO
Dimetil amida de ácido lático 85 85 85 85 85 85
Ácido graxo de óleo de palma 12 - - - -
Glicerol - - 15 - - -
Triestiril-fenol - - - 15 - -
Óleo de soja +40 EO - - - - 1 -
Monoestearato de sorbitana - - - - - 15
Nonil-fenol + 30EO + 40PO 3 15 - - - -
Estabilidade da emulsão
- após 5 h +++ - + + + +
- após 10 h +++ - - - + +
- após 24 h +++ - - - - -
[00017] Os Exemplos e Exemplos Comparativos indicam claramente que apenas a adição de uma combinação de um ácido graxo e um copolímero de EO/PO produz uma emulsão estável e transparente.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição de solvente, caracterizada pelo fato de compreender:
    (a) 90 a 95% em peso de amidas de ácido carboxílico selecionadas do grupo consistindo de dimetil amidas, dibutil amidas, dioctil amidas e di-2-etil-hexil amidas;
    (b) 2 a 4% em peso de ácidos graxos ou seus sais; e (c) 1 a 3% em peso de copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno, na condição de que as quantidades somem 100% em peso.
  2. 2. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ditas amidas de ácido carboxílico são selecionadas do grupo consistindo de dimetil amida de ácido cáprico, dibutil amida de ácido cáprico, dioctil amida de ácido cáprico, di-2-etil-hexil amida de ácido cáprico, dimetil amida de ácido caprílico, dibutil amida de ácido caprílico, dioctil amida de ácido caprílico, di-2-etil-hexil amida de ácido caprílico, dimetil amida de ácido caprônico, dibutil amida de ácido caprônico, dioctil amida de ácido caprônico, di-2-etil-hexil amida de ácido caprônico, dimetil amida de ácido láurico, dibutil amida de ácido láurico, di-2-etil-hexil amida de ácido láurico, dimetil amida de ácido lático, dibutil amida de ácido lático, di-2-etil-hexil amida de ácido lático e combinações dos mesmos
  3. 3. Composição de solvente de acordo a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ditos ácidos graxos ou seus sais compreendem a fórmula geral (II):
    R4CO-OX (II) em que R4CO representa um radical acila linear ou ramificado, saturado ou insaturado tendo 6 a 36 de carbono e X representa hidrogênio, um metal alcalino, um metal alcalino terroso, amônio ou alquil-amônio.
  4. 4. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 3,
    Petição 870190124582, de 28/11/2019, pág. 16/18
    2 / 2 caracterizada pelo fato de que ditos ácidos graxos são selecionados do grupo consistindo de ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido linólico, ácido linoleico, ácido behênico, ácido erúcico ou suas combinações técnicas.
  5. 5. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ditos ácidos graxos representam ácido graxo de breu líquido.
  6. 6. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ditos copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno compreendem a fórmula geral (III):
    R5O(EO)x(PO)yR6 (III) em que R5 e R6 independentemente um do outro representam hidrogênio, um grupo alquila ou alquenila tendo 1 a 18 átomos de carbono, ou um grupo alquil-fenol tendo 1 a 18 átomos de carbono na parte alquila, EO representa uma unidade de óxido de etileno, PO representa uma unidade de óxido de propileno, x e y independentemente representam números inteiros de 10 a 100, e a soma (x+y) representa os números inteiros de 50 a 150 na condição de que as unidades EO e PO mostrem uma distribuição quer em bloco quer aleatória na molécula.
  7. 7. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que ditos copolímeros de óxido de etileno - óxido de propileno compreendem a fórmula geral (III) na qual R5 representa nonil-fenol, R6 representa hidrogênio, e x e y representam números inteiros de 25 a 50.
  8. 8. Composição de solvente de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que x é um número inteiro de 40 e y é um número inteiro de 30.
  9. 9. Método para dissolver um soluto, caracterizado pelo fato de compreender contactar um soluto com a composição de solvente conforme definida na reivindicação 1.
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