BR112017007281B1 - Composição ativa de amaciante de tecidos e método para preparar uma composição de amaciamento de tecidos - Google Patents
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Abstract
composição ativa de amaciante de tecidos. uma composição ativa de amaciaste de tecidos compreendendo como componente a pelo menos 50 % em peso de um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,5 a 1, 99, um comprimento médio de cadeia de frações de ácido graxo de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de frações de ácido graxo, calculado para ácido graxo livre, de 0,5 a 50, e como componente b um éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-dimetilamônio tendo as mesmas frações de ácido graxo como componente a, e em que a razão molar do componente b em relação ao componente a é de 0,05 a 0,20.
Description
[001] A presente invenção se refere a composições ativas de amaciante de tecidos com alto desempenho em suavidade e proporciona formulações aquosas com boa estabilidade de armazenamento e alta viscosidade.
[002] Sais quaternários de amônio portando duas frações de hidrocarbonetos de cadeia longa hidrofóbicos têm sido usados amplamente como agentes ativos de amaciante de tecidos. Sais amônio quaternário de alcanolaminas esterificadas em média com duas frações de ácidos graxos por molécula, frequentemente mencionados como ester quats, têm sido bastante utilizados para substituir os primeiros compostos de alquil amônio quaternário devido às suas propriedades de biodegradabilidade.
[003] Para uso em produtos de amaciantes de ciclo de enxágue, uma composição ativa de amaciante precisa atender a várias exigências, às vezes conflitantes: - Alto desempenho em suavização em termos de toque suave e remolhabilidade, e - boa estabilidade de armazenamento em dispersão aquosa com alta viscosidade de dispersão.
[004] Os ester quats que possuem o mais amplo uso técnico e que, atualmente, determinam o padrão para desempenho em suavização são os diésteres de ácido graxo de metilsulfato de metiltrieanolamônio e diésteres de ácido graxo de cloreto de dimetildietanolamônio. Contudo, dispersões aquosas desses agentes ativos de amaciante de tecidos possuem estabilidade limitada e o armazenamento estendido de tais dispersões aquosas em temperaturas em excesso de 40 °C, geralmente levam a um surgimento inaceitável de viscosidade de dispersão ou à sedimentação do agente ativo de amaciante. Além disso, esses agentes ativos de amaciante de tecidos não podem ser manipulados e processados em dispersões aquosas sem a adição de um solvente devido aos seus elevados pontos de fusão e viscosidades de fusão e a limitada estabilidade térmica e hidrolítica dos agentes ativos de amaciante de tecidos. Portanto, eles são geralmente distribuídos e processados com um teor de 5 a 15 % em peso de etanol ou isopropanol que requer precauções adicionais devido à volatilidade e inflamabilidade do solvente.
[005] Os documentos EP 0 293 955 A2 e EP 0 302 567 A2 divulgam dispersões aquosas de amaciante de tecidos com elevada estabilidade de armazenamento e pouca alteração na viscosidade durante o armazenamento e um método para a preparação dessas dispersões. Essas composições contém um diéster de ácido graxo de sal de bis-(2-hidróxipropil)- dialquilamônio como o agente ativo de amaciante na forma de partículas submicrônicas. No entanto, a preparação dessas dispersões requer o processamento do agente ativo de amaciante misturado com 5 a 50 % em peso de álcool C1-C4 monoídrico. Nos exemplos, diéster de ácido palmítico de cloreto de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio é usado como o ativo de amaciante e isopropanol é usado como o solvente.
[006] O documento DE 24 30 140 C3 divulga diésteres de ácido graxo de sal de bis-(2-hidroxipropil)-dialquilamônio para provisão de agentes ativos de amaciante líquido. O exemplo 2 divulga a preparação de um diéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio ao reagir com um diéster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina de um ácido graxo tendo um comprimento médio de cadeia de 19 a 20 átomos de carbono e compreendendo 90 % em peso de frações de ácido graxo insaturado com dimetilsulfato em uma razão molar de 1:1.
[007] O documento EP 1 018 541 A1 divulga composições de amaciante de tecido claro compreendendo um ester quat e um fenol alcoxilado ou solvente de C3-C6 álcool ramificado. O exemplo 6 divulga uma composição contendo um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,8 derivado de um ácido graxo tendo um comprimento médio de cadeia de 18 átomos de carbono e um valor de iodo de cerca de 150. O agente ativo ester quat é processado com adição de 10 % em peso de isopropanol ao preparar esta composição, conforme divulgado no parágrafo [0026].
[008] O documento WO 00/06678 divulga ester quats esterificados incompletamente de alcanolaminas de cadeia ramificada que são reivindicados como tendo baixos pontos de fusão e alta estabilidade hidrolítica e propõe deixar em média um grupo hidroxila da alcanolamina não esterificada. O exemplo 50 divulga um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio ao quaternizar um éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,26 derivados de um ácido graxo tendo um comprimento de cadeia de 12 a 14 átomos de carbono.
[009] O documento DE 36 08 093 A1 divulga composições aquosas concentradas de amaciante de tecidos compreendendo um ester quat com dois grupos acila, um ácido graxo ou um sal de álcali do mesmo em uma quantidade de 1/70 para 1/3 da quantidade de ester quat e uma combinação de solvente de água, glicerol e um solvente orgânico adicional em uma quantidade total de 1/6 para duas vezes a quantidade de ester quat. O exemplo 4 divulga uma composição contendo 45 % em peso de diéster de ácido oleico de metilsulfato de bis-(2- hidroxipropil)-dimetilamônio, 1 % em peso de sal de sódio de ácido graxo de sebo, 11,5 % em peso de água, 11,5 % em peso de glicerol, 17,5 % em peso de 2 propanol, 6 % em peso de propilenoglicol e 3 % em peso de dipropilenoglicol.
[0010]Os agentes ativos de ester quat divulgados nos documentos DE 24 30 140 C3, EP 1 018 541 A1 e WO 00/06678 possuem baixos pontos de fusão, mas proporcionam um desempenho insuficiente de suavização devido ao alto grau de insaturação dos grupos de ácido graxo ou ao alto teor de componente monoester quat. Por outro lado, ester quats semelhantes derivados de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina com um baixo teor de monoester quat, feito de ácidos graxos com um baixo grau de insaturação, conforme o divulgado no documento EP 302 567 A2, proporciona o desempenho de suavização requerido, porém exibem altos pontos de fusão e viscosidade de fusão e, portanto, requerem adição de um solvente para manuseio e processamento.
[0011]O documento WO 2011/120822 A1 divulga composições ativas de amaciante de tecidos compreendendo pelo menos 50 % em peso de um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis- (2-hidroxipropil)-dimetilamônio tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,5 a 1,99, um comprimento médio de cadeia de frações de ácido graxo de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de frações de ácido graxo calculado para o ácido graxo livre de 0,5 a 50 e de 0,5 a 5 % em peso de ácido graxo. As composições ativas de amaciante de tecidos podem compreender ainda quantidades menores de ésteres de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-dimetilamônio, ésteres de ácido graxo de metilsulfato de bis-(1-metil- 2-hidroxietil)-dimetilamônio, ésteres de ácido graxo de (2- hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-metilamina e ésteres de ácido graxo de bis-(1-metil-2-hidroxietil)-metilamina. Contudo, o documento WO 2011/120822 A1 não divulga efeitos técnicos causados pela presença desses componentes menores.
[0012] Sabe-se agora que as composições ativas de amaciante de tecidos com base em um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidróxipropil)-dimetilamônio feitas de ácidos graxos com um comprimento de cadeia específico e um grau específico de insaturação e tendo uma razão molar específica de frações de ácido graxo em relação a frações de amina, fornecem dispersões aquosas com estabilidade de armazenamento melhorada e viscosidade aumentada, caso contenham uma quantidade específicas do éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2- hidroxietil)-dimetilamônio contendo o mesmo grupo de ácido graxo.
[0013]A presente invenção se refere, então, à composição ativa de amaciante de tecidos compreendendo como componente A pelo menos 50 % em peso de um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,5 a 1,99, um comprimento médio de cadeia de frações de ácido graxo de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de frações de ácido graxo calculado para ácido graxo livre de 0,5 a 50, e como componente B um éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1- metil-2-hidroxietil)-dimetilamônio tendo as mesmas frações de ácido graxo como componente A, em que a razão molar do componente B em relação ao componente A é de 0,05 a 0,20.
[0014]A invenção também se refere a um método para preparar tais composições compreendendo as etapas de reagir a mistura contendo (2-hidroxipropil)-(1-metil-2- hidroxietil)-metilamina e bis-(2-hidroxipropil)-metilamina em uma razão molar de 0,05 a 0,20 com ácido graxo contendo um comprimento médio de cadeia de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de 0,5 a 50 em uma razão molar de ácido graxo em relação a amina de 1,51 a 2,0 com remoção de água em uma temperatura de 160 a 220 °C até que o valor de ácido da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 10 mg de KOH/g e reagindo posteriormente com dimetilsulfato em uma razão molar de dimetilsulfato em relação a amina de 0,90 para 0,97 e, preferencialmente, de 0,92 para 0,95 até que o valor de amina total da mistura de reação esteja em um intervalo de 1 a 8 mg de KOH/g.
[0015]A composição ativa de amaciante de tecidos da invenção compreende como componente A pelo menos 50 % em peso de um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2- hidropropil)-dimetilamônio. O uso de um sal de metilsulfato proporciona, de forma surpreendente, um ponto de fusão menor da composição e uma melhor estabilidade para hidrólise de uma dispersão aquosa da composição em comparação com um sal de cloreto conforme usado nos documentos EP 0 293 955 A2 e EP 0 302 567 A2.
[0016]O componente A é uma mistura de pelo menos um diéster da fórmula (CH3)2N+(CH2CH(CH3)OC(=O)R)2 CH3OSO3- e pelo menos um monoéster da fórmula (CH3)2N+(CH2CH(CH3)OH)(CH2CH(CH3)OC(=O)R) CH3OSO3-, onde R é um grupo de hidrocarbonetos de uma fração de ácido graxo RCOO. O componente A tem uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,5 a 1,99 e, preferencialmente, de 1,85 para 1,99. A razão molar especificada é essencial para atingir ao mesmo tempo alto desempenho em suavização e baixo ponto de fusão da composição. A razão molar no intervalo de 1,85 para 1,99 fornece alto desempenho em suavização na ausência de tensoativos aniônicos ou em baixas concentrações de tais tensoativos. Composições ativas de amaciante de tecidos tendo tal razão molar são assim úteis para preparar amaciantes de tecidos de ciclo de enxágue destinados para uso em uma aplicação de lavagem em máquina de lavar onde as roupas são enxaguadas várias vezes após a lavagem antes do amaciante de ciclo de enxágue ser adicionado. A razão molar no intervalo de 1,5 para 1,85 fornece bom desempenho em suavização na ausência de tensoativos aniônicos. Composições ativas de amaciante de tecidos tendo tal razão molar são assim úteis para preparar amaciantes de tecidos de ciclo de enxágue destinados para uso em uma aplicação de lavagem em máquina de lavar onde o amaciante de ciclo de lavagem é adicionado ao enxágue imediatamente após a lavagem.
[0017]A fração de ácidos graxos do componente A é derivada de uma mistura de ácidos graxos da fórmula RCOOH, onde R é um grupo de hidrocarbonetos. O grupo de hidrocarbonetos pode ser ramificado ou não ramificado e, preferencialmente, é não ramificado.
[0018]O grupo de ácidos graxos possui um comprimento médio de cadeia de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo, calculado para o ácido graxo livre, de 0,5 a 50. O comprimento médio de cadeia é, preferencialmente, de 16,5 a 17,8 átomos de carbono. Preferencialmente, o grupo de ácidos graxos possui um valor de iodo de 1,0 a 50, mais preferencialmente, de 2 a 50, mais preferencialmente ainda, de 5 a 40 e, mais preferencialmente, de 15 a 35. O comprimento médio de cadeia é calculado com base na fração de peso de ácidos graxos individuais na mistura de ácidos graxos. Para ácidos graxos de cadeia ramificada, o comprimento da cadeia se refere à cadeia consecutiva mais longa dos átomos de carbono. O valor de iodo é a quantidade de iodo em g consumida pela reação das ligações duplas de 100 g de ácido graxo determinada pelo método da ISO 3961. A fim de fornecer o comprimento médio de cadeia requerido e o valor de iodo, o grupo de ácido graxo é derivado de uma mistura de ácidos graxos compreendendo os ácidos graxos saturados e insaturados. Os ácidos graxos insaturados são, preferencialmente, ácidos graxos monoinsaturados. O componente A compreende, preferencialmente, menos do que 6 % em peso de frações de ácido graxo multiplamente insaturado. Exemplos de ácidos graxos saturados adequados são ácido palmítico e ácido esteárico. Exemplos de ácidos graxos monoinsaturados adequados são ácido oleico e ácido elaidico. A razão cis-trans de ligações duplas de grupos de ácido graxo insaturado é, preferencialmente, maior do que 55:45 e, mais preferencialmente, maior do que 65:35. A proporção de frações de ácido graxo multiplamente insaturado pode ser reduzida por hidrogenação de toque seletivo que é uma hidrogenação que hidrogena de forma seletiva uma ligação dupla em uma subestrutura de -CH=CH-CH2-CH=CH-, porém, não ligações duplas de grupos de hidrocarbonetos monoinsaturados. O comprimento médio de cadeia especificado e os valores de iodo são essenciais para atingir ao mesmo tempo alto desempenho em suavização e baixo ponto de fusão da composição. Se o comprimento médio de cadeia for menor do que 16 átomos de carbono ou o valor de iodo é maior do que 50, o desempenho em suavização será insatisfatório, em que o ponto de fusão da composição pode se tornar muito alto se o comprimento médio de cadeia for maior do que 18 átomos de carbono.
[0019]O grupo de ácidos graxos pode ser derivado de ácidos graxos de origem natural ou sintética sendo, preferencialmente, derivado de ácidos graxos de origem natural, mais preferencialmente, de ácidos graxos de origem vegetal. O valor de iodo requerido pode ser fornecido pelo uso de uma mistura de ácidos graxos de origem natural que já possui o referido valor de iodo, por exemplo, um ácido graxo de sebo. Alternativamente, o valor de iodo requerido pode ser fornecido por hidrogenação parcial de uma mistura de ácidos graxos ou um mistura de triglicerídeos tendo um valor maior de iodo. Em uma modalidade adicional e preferencial, o valor de iodo requerido é fornecido por misturar uma mistura de ácidos graxos com um valor maior de iodo com uma mistura de ácidos graxos saturados. A mistura de ácidos graxos saturados pode ser obtida por hidrogenar a mistura de ácido graxo contendo ácidos graxos insaturados ou de uma mistura de triglicerídeos hidrogenados, tal como um óleo vegetal hidrogenado.
[0020]A composição ativa de amaciante de tecidos da invenção compreende ainda como componente B um éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2- hidroxietil)-dimetilamônio tendo as mesmas frações de ácido graxo como componente A.
[0021]O componente B é, preferencialmente, uma mistura de pelo menos um diéster da fórmula (CH3)2N+(CH2CH(CH3)OC(=O)R)(CH(CH3)CH2OC(=O)R) CH3OSO3-, em pelo menos um monoéster da fórmula (CH3)2N+(CH2CH(CH3)OH)(CH(CH3)CH2OC(=O)R) CH3OSO3- e pelo menos um monoéster da fórmula (CH3)2N+(CH2CH(CH3)OC(=O)R)(CH(CH3)CH2OH) CH3OSO3-, onde R é o grupo de hidrocarbonetos do mesmo grupo de ácidos graxos RCOO como no componente A.
[0022]A composição ativa de amaciante de tecidos da invenção compreende, preferencialmente, os componentes A e B em uma quantidade combinada de 85 e 99 % em peso.
[0023]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção pode compreender ainda um ácido graxo além dos componentes A e B. A composição compreende, preferencialmente, de 0,5 a 5 % e, mais preferencialmente, de 2 a 5 % em peso do ácido graxo. O ácido graxo pode estar presente como ácido graxo livre ou na forma de um sal de ácido graxo com ésteres não quaternizados de bis-(2- hidroxipropil)-metilamina. A composição ativa de amaciante de tecidos compreende, preferencialmente, uma mistura de ácido graxo que é, preferencialmente, de origem natural e, mais preferencialmente, de origem vegetal. Mais preferencialmente, as frações de ácido graxo do componente A são derivados da mesma mistura de ácidos graxos conforme presentes na composição em uma quantidade de 0,5 a 5 % em peso. A presença de ácido graxo adicional fornece um baixo ponto de fusão da composição sem comprometer a estabilidade de armazenamento em dispersão aquosa. Ao ajustar a quantidade de ácido graxo dentro do intervalo reivindicado, as composições da presente invenção podem ser feitas as quais possuem baixas viscosidades de fusão sem usar solventes ou diluentes. Tais composições permitem a fabricação de dispersões aquosas de amaciante de ciclo de enxágue sem solvente ou contendo uma quantidade mínima de solvente.
[0024]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção compreende, preferencialmente, menos do que 2 % em peso e, mais preferencialmente, menos do que 0,5 % em peso de água. Composições tendo tal teor de água exibem melhor estabilidade de armazenamento no estado fundido e, portanto, podem ser armazenadas e entregues como líquidos sem comprometer a qualidade do produto. As composições que compreendem mais água exibem uma viscosidade de fusão muito maior e são, portanto, difíceis de processar em uma dispersão aquosa.
[0025]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção compreende, preferencialmente, menos do que 10 % em peso e, mais preferencialmente, menos do que 1 % em peso dos solventes com um ponto de ignição menor do que 20°C.
[0026]Em uma modalidade da invenção, a composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção compreende até 9,9 % em peso e, preferencialmente, até 5 em peso de pelo menos um solvente selecionado a partir de glicerol, etilenoglicol, propilenoglicol, dipropilenoglicol e C1-C4 alquil monoéteres de etilenoglicol, propilenoglicol e dipropilenoglicol. Exemplos de glicol C1-C4 alquil monoéteres adequados são 2-metoxietanol, 2-etoxietanol, 2- butoxietanol, 1-metoxi-2-propanol, dipropilenoglicol monometil éter e dipropilenoglicol monobutil éter. As composições de acordo com esta modalidade possuem as vantagens de baixa viscosidade de fusão e uma reologia de fusão próxima à Newtoniana, por exemplo, a viscosidade exibe pouca alteração com resistência ao cisalhamento.
[0027]Em outra modalidade, a composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção compreende de 2 a 8 % em peso de um triglicerídeo de ácido graxo com um comprimento médio de cadeia das frações de ácido graxo de 10 a 14 átomos de carbono e um valor de iodo, calculado para o ácido graxo livre, de 0 a 15. As composições de acordo com esta modalidade também possuem as vantagens de baixa viscosidade de fusão e uma reologia de fusão próxima à Newtoniana, por exemplo, a viscosidade exibe pouca alteração com resistência ao cisalhamento.
[0028]Em uma modalidade preferencial, a quantidade de solventes presentes na composição ativa de amaciante de tecidos é menor do que 5 % em peso e, mais preferencialmente, menor do que 1 % em peso. As composições de acordo com esta modalidade podem ainda ser processadas em um estado fundido para prover dispersões livres de solventes aquosos.
[0029]Além dos componentes A e B e, opcionalmente, um solvente, a composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção pode compreender ainda, preferencialmente, de 1,5 a 10 % em peso de um éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina contendo as mesmas frações de ácido graxo como componentes A. O éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina é preferencialmente uma mistura de pelo menos um diéster da fórmula (CH3)N(CH2CH(CH3)OC(=O)R)2 e pelo menos um monoéster da fórmula (CH3)N(CH2CH(CH3)OH)(CH2CH(CH3)OC(=O)R). Uma parte do éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina pode estar presente na forma de um sal, caso a composição ativa de amaciante de tecidos compreenda adicionalmente um ácido graxo. Os referidos sais contém a estrutura HN+(CH3)(CH2CH(CH3)OC(=O)R)2 RCOO- ou HN+(CH3)(CH2CH(CH3)OH)(CH2CH(CH3)OC(=O)R) RCOO-. A presença de éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina na quantidade especificada ainda diminui o ponto de fusão da composição, sem comprometer o desempenho em suavização e estabilidade de armazenamento na dispersão aquosa. Nesta modalidade, a composição pode conter ainda um éster de ácido graxo de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-metilamina que é preferencialmente uma mistura de pelo menos um diéster da formula (CH3)N(CH2CH(CH3)OC(=O)R)(CH(CH3)CH2OC(=O)R), pelo menos um monoéster da fórmula (CH3)N(CH2CH(CH3)OH)(CH(CH3)CH2OC(=O)R) e pelo menos um monoéster da formula (CH3)N(CH2CH(CH3)OC(=O)R)(CH(CH3)CH2OH).
[0030]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção pode compreender ainda quantidades menores de ésteres de ácido graxo de bis-(1-metil-2-hidroxietil)- dimetilamônio e ésteres de ácido graxo de bis-(1-metil-2- hidroxietil)-metilamina.
[0031]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção é útil para fornecer um agente ativo de amaciante de um fabricante de sais de amônio quaternário para um fabricante de produtos de consumo e para processamento adicional em produtos de consumo, tais como amaciante de ciclo de enxágue ou amaciante de tecidos em folhas para secadora. A composição ativa de amaciante de tecidos é estável e segura durante o transporte, armazenamento e processamento posterior e as composições com baixo teor de água são particularmente estáveis com respeito à hidrólise do éster. A alta concentração de agente ativo de amaciante na composição economiza os custos de transporte. A composição ativa de amaciante de tecidos pode ser processada em um amaciante de ciclo de enxágue por dispersão da composição ativa de amaciante de tecidos fundida em água quente ou em uma solução aquosa quente e resfriamento subsequente, adicionando componentes posteriores, tais como, por exemplo, eletrólito, corante, aromatizante, espessante ou antiespuma, antes ou após a dispersão da composição de ativo de amaciante. A composição ativa de amaciante pode ser processada em um amaciante em folhas para secadora por adicionar componentes posteriores, tais como, por exemplo, aromatizante, na composição ativa de amaciante de tecidos fundida, impregnando um material em folha com a mistura resultante, resfriamento e corte do material em folha impregnado em um tamanho desejado.
[0032]A composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção pode ser preparada ao reagir uma mistura de amina, contendo (2-hidroxipropil)-(1-metil-2- hidroxietil)-metilamina e bis-(2-hidroxipropil)-metilamina em uma razão molar de 0,05 a 0,20, com um ácido graxo tendo um comprimento médio de cadeia de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de 0,5 a 50 em uma razão molar de ácido graxo em relação a amina de 1,51 a 2,0 e quaternização do produto resultante com dimetilsulfato. Misturas de amina contendo (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil) e bis- (2-hidroxipropil)-metilamina em uma razão molar adequada podem ser preparadas ao reagir a metilamina com óxido de propileno em condições adequadas de reação e estão comercialmente disponíveis junto à BASF e Lanxess.
[0033] Preferencialmente, a composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção é preparada pelo método da invenção compreendendo as etapas de reagir a mistura contendo (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-metilamina e bis- (2-hidroxipropil)-metilamina em uma razão molar de 0,05 a 0,20 com ácido graxo contendo um comprimento médio de cadeia de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de 0,5 a 50 em uma razão molar de ácido graxo em relação a amina de 1,51 a 2,0 com remoção de água em uma temperatura de 160 a 220 °C até que o valor de ácido da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 10 mg de KOH/g e reagindo posteriormente com dimetilsulfato em uma razão molar de dimetilsulfato em relação a amina de 0,90 para 0,97 e, preferencialmente, de 0,92 para 0,95 até que o valor de amina total da mistura de reação esteja em um intervalo de 1 a 8 mg de KOH/g.
[0034]Na primeira etapa do método da invenção, a mistura de aminas é reagida com ácido graxo em uma razão molar de ácido graxo em relação a amina de 1,51 a 2,0, preferencialmente, de 1,86 a 2,0 com remoção de água. A reação é realizada em uma temperatura de 160 a 220 °C. Água é preferencialmente removida por destilação da mistura de reação. Durante o curso da reação, a pressão é, preferencialmente, reduzida da pressão ambiente para uma pressão no intervalo de 100 a 5 mbar para melhorar a remoção da água. A primeira etapa pode ser realizada na presença de um catalisador ácido que é, preferencialmente, usado em uma quantidade de 0,05 a 0,2 % em peso. Catalisadores ácidos adequados são ácido metanessulfônico, ácido p- toluenosulfônico e ácido hipofosfórico. A reação é realizada até que o valor de ácido da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 10 mg de KOH/g. O valor de ácido é determinado por titulação com uma solução alcalina padronizada de acordo com a ISO 660 e é calculado como mg de KOH por g de amostra. A reação pode ser interrompida por resfriamento em uma temperatura abaixo de 80 °C a fim de evitar a reação posterior do ácido graxo e manter o ácido graxo não reagido no produto final.
[0035]Na segunda etapa do método da invenção, a mistura de reação obtida na primeira etapa é reagida com dimetilsulfato em uma razão molar de dimetilsulfato em relação a amina de 0,90 e 0,97 e, preferencialmente, de 0,92 a 0,95. A reação é realizada, preferencialmente, em uma temperatura de 60 a 100 °C. A reação é realizada até que o valor total de amina da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 8 mg de KOH/g. O valor total de amina é determinado por titulação não aquosa com ácido perclórico de acordo com o método Tf 2a-64 da Americal Oil Chemists Society e é calculado como mg de KOH por g de amostra.
[0036]O método da invenção possui a vantagem de fornecer uma composição ativa de amaciante de tecidos de acordo com a invenção contendo os componentes A e B e ácido graxo livre sem requerer etapas adicionais às etapas de esterificação e quaternização.
[0037]A invenção é ilustrada pelos exemplos a seguir que são, contudo, não pretendidos para limitar o escopo da invenção.
[0038] 1372 g (4,98 mol) de um ácido graxo vegetal parcialmente hidrogenado contendo um valor de iodo de 19,5 e um comprimento médio de cadeia de frações de ácido graxo de 17,3 foram colocados com 0,2 % em peso de 50 % em peso de ácido hipofosfórico em um reator eletricamente aquecido equipado com um termómetro, um agitador mecânico e uma coluna de retificação. 380 g (2,58 mol) de uma mistura de amina contendo 93 % em peso de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina e 7 % em peso de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2 hidroxietil)- metilamina, foi adicionada com agitação. A mistura resultante foi aquecida com agitação em 190 °C e foi mantida nesta temperatura por 4 h em pressão ambiente, destilando água através da coluna de retificação. A pressão foi então reduzida a 10 mbar e a mistura foi agitada ainda em 190 °C, com água sendo removida com uma bomba a vácuo até que o valor de ácido da mistura de reação de 6,7 mg de KOH/g fosse atingido. A mistura resultante foi então resfriada em 70 °C, 299,7 g (2,37 mol) de dimetilsulfato foi adicionado e a mistura resultante foi agitada durante 2 h em 70 a 90 °C.
[0039]A composição ativa de amaciante de tecidos resultante era um líquido viscoso em 90 °C, com um valor total de amina de 4,8 mg de KOH/g. A análise por HPLC (coluna Waters Spherisorb® SCX, eluente de metanol com um tampão de trietilamina de ácido fórmico, detecção de RI) mostrou que éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2- hidroxipropil)-dimetilamônio é composto por 8,2 % de monoéster e 91,8 % de diéster (percentuais de área rel.). Os espectros de 13C RMN da composição exibiram monoéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)- dimetilamônio, diéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio e diéster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2- hidroxietil)-dimetilamônio em razões molares de 0,14: 0,75 : 0,11.
[0040] 237 g (2,34 mol) de trietilamina foram adicionados em uma solução de 176,6 g (1,2 mol) de bis-(2-hidroxipropil)- metilamina em 2500 g de diclorometano. 690 g (2,34 mol) de cloreto de ácido graxo preparado pelo ácido graxo usado no exemplo 1 foram adicionados em gotas com agitação e resfriamento para manter a temperatura no intervalo de 40 a 45 °C. A mistura foi agitada por 12 h adicionais nesta temperatura, resfriada em temperatura ambiente e 4000 g de diclorometano foram adicionados. A solução resultante foi lavada várias vezes com solução de NaCl aquoso saturada, solução de Ca(OH)2 aquoso e 50 % em peso de solução de K2CO3 aquoso e seco com Na2SO4. Diclorometano foi destilado para fornecer 628 g de uma mistura de esteramina com um valor de ácido de 2,3 mg de KOH/g.
[0041] 108,5 g (0,86 mol) de dimetilsulfato foram adicionados à mistura de esteramina em 65 a 90 °C e a mistura resultante permaneceu por 2 h nesta temperatura.
[0042]A composição ativa de amaciante de tecidos resultante era um líquido viscoso em 90 °C, com um valor total de amina de 5,5 mg de KOH/g. A análise por HPLC mostrou que éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2- hidroxipropil)-dimetilamônio é composto por 6,2 % de monoéster e 93,8 % de diéster (percentuais de área rel.). Os espectros de 13C RMN da composição exibiram monoéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)- dimetilamônio e diéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio em razões molares de 0,084: 0,916, porém sem éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)-dimetilamônio.
[0043]O exemplo 2 foi preparado usando uma mistura de 95,5 % em peso de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina e 4,5 % em peso de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)- metilamina em vez de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina pura. 641 g de uma mistura de esteramina contendo um valor de ácido de 2,6 mg de KOH/g foram obtidos e reagidos com 107,1 g (0,85 mol) de dimetilsulfato conforme no exemplo 2.
[0044]A composição ativa de amaciante de tecidos resultante era um líquido viscoso em 90 °C, com um valor total de amina de 5,9 mg de KOH/g. Os espectros de 13C RMN da composição exibiram monoéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2-hidroxipropil)-dimetilamônio, diéster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2- hidroxipropil)-dimetilamônio e diéster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)- dimetilamônio em razões molares de 0,10: 0,86 : 0,04.
[0045]Um amaciante de ciclo de enxágue contendo 7,7 % em peso da composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 1, 0,044 % em peso do ácido fórmico, 0,01 % em peso de HCl, 0,02 % em peso de CaCl2, 0,007 % em peso de sal monossódico de hidroxietilideno-1,1-ácido difosfônico (NaHEDP), 0,1 % em peso de emulsão antiespuma de polidimetilsiloxano da Dow Corning® MP-10, 2,4 % em peso de aromatizante, menos de 0,1 % em peso de corante e a água restante foi preparada conforme se segue.
[0046]A composição ativa de amaciante de tecidos, pré- aquecida em 85 °C, foi adicionada com agitação com uma turbina Rushton em uma mistura de água, ácido fórmico, HCl, CaCl2 e NaHEDP mantidos em 63-64 °C. A dispersão resultante foi resfriada em temperatura ambiente e os componentes adicionais foram adicionados com agitação com um misturador de alto cisalhamento em 8000 min-1 durante 15 s.
[0047]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 742 mPa*s determinada após 24 h com um viscosímetro Brookfield® DV-E em 20 °C e uma velocidade de rotação de 60 min-1.
[0048]O exemplo 4 foi repetido usando a composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 2.
[0049]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 49 mPa*s.
[0050]O exemplo 4 foi repetido usando a composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 3.
[0051]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 281 mPa*s.
[0052]O exemplo 4 foi repetido usando 5,2 % em peso da composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 1, 0,045 % em peso do ácido fórmico, 0,01 % em peso de HCl, 0,02 % em peso de CaCl2, 0,007 % em peso de sal monossódico de hidroxietilideno-1,1-ácido difosfônico (NaHEDP), 0,1 % em peso de emulsão antiespuma de polidimetilsiloxano da Dow Corning® MP-10, 2,2 % em peso de aromatizante, 0,03 % em peso do espessante de polímero acrílico catiônico Rheovis® CDE fornecido pela BASF, menos de 0,1 % em peso do corante e a água restante.
[0053]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 44 mPa*s. Não foi observada nenhuma fase de separação após armazenamento durante 3 semanas em 20 °C.
[0054]O exemplo 7 foi repetido usando a composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 2.
[0055]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 13 mPa*s. Não foi observada nenhuma fase de separação após armazenamento durante 3 semanas em 20 °C.
[0056]O exemplo 7 foi repetido usando a composição ativa de amaciante de tecidos do exemplo 3.
[0057]O amaciante de ciclo de enxágue resultante tinha uma viscosidade de 29 mPa*s. Não foi observada nenhuma fase de separação após armazenamento durante 3 semanas em 20 °C.
[0058]Os exemplos 3 a 9 demonstram que um amaciante de ciclo de enxágue feito da composição ativa de amaciante de tecidos da presente invenção possui maior viscosidade e melhor estabilidade de armazenamento em comparação com um amaciante de ciclo de enxágue feito de uma composição ativa de amaciante de tecidos contendo apenas o componente A e nenhum componente B ou contendo componentes A e B com uma razão molar de componente B para componente A de menos de 0,05.
Claims (13)
1. Composição ativa de amaciante de tecidos caracterizada por compreender a) como componente A pelo menos 50 % em peso de um éster de ácido graxo de metilsulfato de bis-(2- hidroxipropil)-dimetilamônio tendo uma razão molar de frações de ácido graxo em relação a frações de amina de 1,5 a 1,99, um comprimento médio de cadeia de frações de ácido graxo de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de frações de ácido graxo calculado para o ácido graxo livre de 0,5 a 50 e b) como componente B um éster de ácido graxo de metilsulfato de (2-hidroxipropil)-(1-metil-2-hidroxietil)- dimetilamônio tendo as mesmas frações de ácido graxo como componente A, onde a razão molar do componente B em relação ao componente A é de 0,05 a 0,20.
2. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão molar das frações de ácido graxo em relação a frações de amina é de 1,85 a 1,99.
3. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o volume de iodo das frações de ácido graxo, calculado para o ácido graxo livre, é de 5 a 40, preferencialmente 15 a 35.
4. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a quantidade combinada dos componentes A e B é de 85 e 99 % em peso.
5. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o componente A compreende menos de 6 % em peso das frações de ácido graxo multiplamente insaturado.
6. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a razão cis-trans de ligações duplas de frações de ácido graxo insaturado do componente A é maior do que 55:45.
7. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por compreender menos do que 2 % em peso e, preferencialmente, menos do que 0,5 % em peso de água.
8. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por compreender menos do que 10 % em peso e, preferencialmente, menos do que 1 % em peso do solvente com um ponto de ignição menor do que 20°C.
9. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por compreender ainda até 9,9 % em peso de pelo menos um solvente selecionado a partir de glicerol, etilenoglicol, propilenoglicol, dipropilenoglicol e C1-C4 alquil monoéteres de etilenoglicol, propilenoglicol e dipropilenoglicol.
10. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por compreender ainda de 2 a 8 % em peso de um triglicerídeo de ácido graxo com um comprimento médio de cadeia das frações de ácido graxo de 10 a 14 átomos de carbono e um valor de iodo, calculado para o ácido graxo livre, de 0 a 15.
11. Composição ativa de amaciante de tecidos, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por compreender ainda de 1,5 a 10 % em peso de um éster de ácido graxo de bis-(2-hidroxipropil)-metilamina contendo as mesmas frações de ácido graxo como componente A.
12. Método para preparar uma composição de amaciamento de tecidos, conforme definida na reivindicação 1, caracterizado por compreender as etapas de a) reagir a mistura, contendo (2-hidroxipropil)-(1- metil-2-hidroxietil)-metilamina e bis-(2-hidroxipropil)- metilamina em uma razão molar de 0,05 a 0,20, com ácido graxo contendo um comprimento médio de cadeia de 16 a 18 átomos de carbono e um valor de iodo de 0,5 a 50 em uma razão molar de ácido graxo em relação a amina de 1,51 a 2,0 com remoção de água em uma temperatura de 160 a 220 °C até que o valor de ácido da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 10 mg de KOH/g, e b) reagir o produto da etapa a) com dimetilsulfato em uma razão molar de dimetilsulfato em relação a amina de 0,90 e 0,97 e, preferencialmente, de 0,92 a 0,95 até que o valor total de amina da mistura de reação esteja no intervalo de 1 a 8 mg de KOH/g.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a razão molar de ácido graxo em relação a amina é de 1,86 a 2,0.
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