BR112018000913B1 - composições antiaglomerantes para fertilizantes sólidos que compreendem compostos quaternários de éster de amônia, seu uso e método de preparação de fertilizantes sólidos resistentes à aglomeração - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se às composições antiaglomerantes para fertilizantes sólidos que compreendem compostos quaternários de éster de amônia, seu uso, métodos de preparação de fertilizantes sólidos resistentes a aglomeração e fertilizantes sólidos obtidos dessa maneira.
Description
[001] A presente invenção se refere a composições que com preendem uma mistura de compostos quaternários de éster de amônia e um solvente para prevenir a formação de aglomeração e crostas em vários tipos de fertilizantes sólidos
[002] Os fertilizantes são materiais orgânicos ou inorgânicos de origem natural ou sintética (diferentes dos materiais de calagem) que, quando adicionados a um solo, enriquecem esse solo em substâncias que constituem nutrientes essenciais para o crescimento de plantas.
[003] Os fertilizantes podem ser líquidos ou sólidos, sendo alternativamente utilizados na dependência de um propósito. Os fertilizantes líquidos fornecem uma nutrição rápida e direta para as plantas, enquanto os fertilizantes sólidos nutrem os microrganismos do solo, atuando, portanto, como liberadores lentos dos nutrientes. Entre os fertilizantes sólidos, dois dos tipos mais utilizados são fertilizantes simples granulares e fertilizantes complexos granulares:
[004] - Fertilizantes simples granulares incluem macronutrientes primários, compostos de potássio, fósforo ou nitrogênio assimiláveis pelas plantas. Alguns exemplos são cloreto de potássio (KCl), nitrato de amônia (AN) e nitrato de cálcio {C), fosfatos de mono- e di-amônia e fertilizantes à base de ureia.
[005] - Fertilizantes complexos granulares incluem combinações de mais do que um macronutriente primário. Geralmente, eles são chamados de NPK e podem ser diferenciados uns dos outros principalmente por causa do seu conteúdo de nitrogênio, fósforo e potássio, expresso como o percentual de nitrogênio (N), anidrido fosfórico (P2O5) e óxido de potássio (K2O) que o fertilizante complexo contém.
[006] Ambos os tipos de fertilizantes e, geralmente, os fertilizantes sólidos, têm como principal problema de aplicação que, com bastante frequência, a menos que sejam tratados para evitá-lo, eles experimentam fenômeno de aglomeração durante o armazenamento. O fertilizante sólido, recentemente fabricado, mostra boa fluidez e homogeneidade, mas os sais nele contidos podem causar a aglomeração de partículas durante o armazenamento e manuseio a granel. Tal aglomeração é bastante dependente das condições de temperatura, umidade e pressão. Se não for evitada, a aglomeração do fertilizante resulta na formação de grandes grumos de fertilizante aglomerado. Quanto maiores os grumos, mais difícil de misturar o fertilizante com o solo, causando a perda da eficiência do fertilizante. A aglomeração pode ainda causar a formação de uma crosta na superfície do fertilizante. Assim, a formação de aglomerações e crostas de fertilizantes é uma grande desvantagem na sua administração e aplicação e também têm impacto nas perdas econômicas. Outro problema observado durante o manuseio de fertilizantes granulados (também conhecido como fertilizantes particulados) é a formação de poeira a fabricação, armazenamento e transporte de partículas de fertilizante. A formação da poeira é causada principalmente pela abrasão mecânica que resulta dos movimentos das partículas de fertilizante. Outros processos que contribuem para a formação de poeira são a existência de certas reações químicas contínuas que resultam na desintegração das partículas e na ocorrência de um processo de cura após a formação inicial da partícula. Além disso, a temperatura e a umidade ambientais são fatores que determinam ainda mais o grau de formação de poeira.
[007] A formação de poeira pode ser realmente um grande problema. A poeira formada durante o manuseio das partículas de fertilizante pode permanecer suspensa no ar durante um período de tempo substancialmente longo. A presença de poeira no ar pode levar a problemas de segurança, de saúde, ambientais e econômicos.
[008] Uma das soluções mais comuns utilizadas para reduzir o problema da aglomeração e o problema da formação de poeira é a adição ao fertilizante de um aditivo antiaglomeração e antipoeira. O dito aditivo pode ser aplicado ao fertilizante recentemente fabricado ou após um período de cura no armazém. O fertilizante é tratado com uma composição fluida que compreende o composto antiaglomeração ativo de modo que um revestimento protetor que compreende o dito aditivo seja formado sobre a superfície das partículas ou grânulos do fertilizante; o revestimento rapidamente solidifica ou adquire uma viscosidade suficiente em contato com o fertilizante sólido e fornece proteção contra as desvantagens da aglomeração e da poeira.
[009] No campo da indústria de fertilizantes como em qualquer outra indústria hoje em dia, também existe uma demanda crescente de produtos mais ecológicos e mais facilmente biodegradáveis e isso também se aplica aos aditivos antiaglomeração de fertilizantes. Com relação a isso, o uso de agentes tensoativos com eco-toxicidade reduzida e menor potencial de bioacumulação para prevenir problemas ambientais é de particular interesse. Essa tendência também se reflete nas mudanças nos regulamentos que afetam esse campo. Por exemplo, a legislação na Europa está sendo mais severa no uso de aditivos antiaglomeração de fertilizantes com baixo perfil ecológico, a fim de garantir que eles não se tornem um risco ambiental.
[0010] Portanto, há uma necessidade de aditivos que atinjam os padrões ambientais e que forneçam bons resultados na prevenção da aglomeração de partículas de fertilizante sólido.
[0011] Uma das soluções para produtos antiaglomerantes ecológicos descritos na técnica anterior é converter determinados materiais residuais em produtos valiosos, tais como revestimentos para fertilizantes. WO2006091076 descreve o uso de fluxos residuais de origem natural, de preferência fluxos de resíduos de vegetais, tais como resíduos de milho e de trigo, como aditivos para fertilizantes, a fim de reduzir a tendência de aglomeração, a absorção de umidade dos grânulos, a formação de poeira e/ou a compressibilidade.
[0012] Outra abordagem é o uso de polímeros biodegradáveis como um revestimento para fertilizantes. Por exemplo, WO2009151316 descreve uma composição de revestimento para um fertilizante que compreende um composto de polímero derivado da fração inferior do processo de destilação do biodiesel, em que o dito polímero é baseado em monômeros insaturados que contêm grupos alquila graxos.
[0013] EP1390322 descreve uma solução diferente, que consiste em utilizar como aditivo antiaglomeração uma composição de revestimento que compreende cera, óleo (óleo vegetal, animal ou marinho), um tensoativo, que é preferivelmente, um sulfonato, éster de fosfato, glutinato, sulfato, amida etoxilada, e que compreende opcionalmente uma resina e um polímero biodegradável. Preferivelmente, a composição contém NP- (nitrogênio-fósforo), NK - (nitrogênio-potássio), NPK (nitrogênio-fósforo-potássio), AN (nitrato de amônia) ou fertilizantes nitrogenados com enxofre, ureia ou CAN (nitrato de cálcio e amônia) e 0,05 a 1,5% em peso da composição de revestimento.
[0014] A aglomeração também pode ser prevenida pelo uso de composições de biomassa. Por exemplo, WO2009074679 descreve o uso de partículas sólidas de biomassa e um dispersante, que pode ser um óleo, gordura ou cera, como uma composição de revestimento para fertilizantes. Ele descreve uma boa fluidez do fertilizante e uma rápida absorção no meio ambiente do revestimento residual,
[0015] EP0711739 descreve uma mistura (que contém um óleo sintético ou natural e um éster de ácido graxo de alcanolamina) para a fabricação de fertilizantes sem poeira e sem aglomeração. A mistura mostra boa biodegradabilidade.
[0016] Finalmente, outra abordagem para prevenção de aglomerados e pó está descrita no WO2009004024, em que é descrita uma composição (que compreende um éster fosfórico e uma trialquilamina graxa) para prevenir a aglomeração de fertilizantes na forma de sólidos granulares. Essas composições antiaglomeração mostram um baixo ponto de fusão, portanto, exigem em que aplicação de menos energia quando aplicadas ao fertilizante, o que resulta em uma aplicação mais fácil do revestimento e uma melhoria ambiental por causa da economia de energia.
[0017] A partir do estado da técnica exposta acima, pode ser observado que a prevenção da aglomeração de fertilizantes sólidos é um problema complexo e está longe de ser considerado completamente resolvido. Também pode ser visto que já foram descritas várias abordagens com produtos ecológicos. Entretanto, existe uma necessidade de composições antiaglomerantes adequadas para produtos tais como fertilizantes. Essas composições antiaglomerantes devem, ao mesmo tempo, ter preços baixos o suficiente e solucionar os diferentes problemas técnicos relacionados à sua aplicação: bom desempenho como antiaglomerante e antipoeira, estabilidade e comportamento reológico adequado com a temperatura.
[0018] O primeiro objetivo da presente invenção é uma composição que compreenda um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster amônia de fórmula (I1), (I2), (I3) e um componente (b), que compreende um solvente.
[0019] Um outro objetivo é uma composição para prevenir a aglomeração de fertilizantes sólidos, a dita composição compreendendo um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri- éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3) e um componente (b), que compreende um solvente.
[0020] Outro objetivo da presente invenção é um fertilizante sólido resistente à aglomeração, caracterizado pelo fato de que os sólidos são revestidos por uma composição de acordo com a presente invenção.
[0021] A utilização de uma composição de acordo com a invenção para evitar a formação aglomerados de fertilizantes sólidos também é parte da invenção.
[0022] Outro objetivo da presente invenção é um método para a obtenção de um fertilizante sólido protegido, com base na aplicação de uma composição de acordo com a invenção sobre a superfície do fertilizante sólido
[0023] O objetivo principal da presente invenção é uma composição que compreenda um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia de fórmula (I1), (I2) e (I3), em que a soma do peso do composto de di- e tri-éster de amônia (I2) e (I3)) é de 70 a 100% em peso, com base no peso total de espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), de preferência 80 a 100% em peso e mais preferencialmente 85 a 100% em peso; e um componente (b), que compreende um solvente, em que o solvente é selecionado entre óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos gorduras de origem vegetal e animal.
[0024] De acordo com uma modalidade preferida, a composição acima é uma composição para prevenir a aglomeração de fertilizantes sólidos.
[0025] A presente invenção compreende um componente (a) que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia (comumente conhecidos como mono-esterquat (mono-EQ), di-esterquat (di-EQ), tri- esterquat (tri-EQ)) de fórmula (I1), (I2), (I3):
[0026] em que nas fórmulas (I1), (I2) e (I3):
[0027] R2 e R3 representam, cada um independentemente -H ou - OH,
[0028] X1 representa um grupo hidroxialquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono ou um grupo alquila que contém um grupo aromático;
[0029] R1 é um grupo alquila linear ou ramificada que contém 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e entre 1 a 3 ligações duplas. Nas fórmulas (I1), (I2) e (I3), cada R1 pode representar independentemente a mesma cadeia ou uma cadeia diferente de alquila linear ou ramificada;
[0030] A-representa um ânion;
[0031] L representa um grupo
,em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a+b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26;
[0032] m, n, p representam, cada um independentemente, um número dentro do intervalo de 0 a 4, q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26; em que no dito componente (a), o percentual em peso da soma de do composto de éster de amônia di e tri- quaternário ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso e mais preferivelmente entre 85 a 100% em peso.
[0033] O percentual em peso da soma de di-EQ e tri-EQ é calculado com relação ao peso total de espécies quaternizadas compreendidas no componente (a). As espécies quaternizadas compreendidas no componente (a) são compostos quaternários de mono-, di- e tri-éster de amônia assim como alcanolamina quaternizada.
[0034] Os compostos quaternários de éster de amônia da invenção podem ser etoxilados e/ou propoxilados, já que a e b podem ser maiores do que 0. A ordem da sequência dos grupos de óxido de etileno e óxido de propileno não é crítica para a invenção.
[0035] No caso em que q é 2 ou maior, cada grupo L pode ser o mesmo ou diferente. Os grupos (L) contidos nos diferentes ramos dentro dos compostos de fórmula (I1), (I2) e (I3) também podem representar, independentemente, diferentes significados.
[0036] A soma de a + b representa de preferência o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 10, mais preferencialmente de 0 a 6, o mais preferido é 0.
[0037] De preferência, X1 é um grupo alquila; mais preferencialmente X1 é um grupo metila.
[0038] Preferivelmente, A-é selecionado entre um haleto, fosfato ou sulfato de alquila.
[0039] Dentro do presente pedido de patente, quando um intervalo numérico é indicado, todos os números individuais incluídos no referido intervalo são pretendidos estar incluídos. Por exemplo, um intervalo de 0 a 10 incluirá todos os números individuais 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 e 10. O mesmo se aplica a qualquer outro intervalo indicado.
[0040] O percentual em peso da soma do composto quaternário de di-éster de amônia (di-EQ} representado pela fórmula (I2) e o composto quaternário de tri-éster de amônia (tri-EQ) representado pela fórmula (I3) é de 70 a 100% em peso, de preferência de 80 a 100% em peso e mais preferencialmente de 85 a 100% em peso, com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a) como definido acima.
[0041] No caso em que o percentual em peso de tri-EQ é 0, o percentual em peso da soma de di-EQ e tri-EQ corresponde ao percentual em peso de composto de di-EQ.
[0042] A soma do percentual em peso dos compostos quaternários de éster de amônia das fórmulas (I2) e (I3) pode ser determinada de acordo com métodos convencionais de RMN conhecidos por aqueles versados na técnica.
[0043] Em uma modalidade particularmente preferida, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos, um composto quaternário de mono-éster de amônia de fórmula (I1), pelo menos um composto quaternário de di-éster de amônia de fórmula (I2) e pelo menos um composto quaternário de tri-éster de amônia de fórmula (I3), em que m = n. = p = 2; R1-C (0) - é um grupo acil linear em que R1 é uma alquila linear ou uma alquenila linear contendo de 11 a 21 átomos de carbono, preferencialmente derivados de ácido graxo de sebo (hidrogenado ou não hidrogenado); R2 e R3 representam cada um -OH, q é 0 (isto é, o composto não é alcoxilado); x é um grupo metila e A-é selecionado entre um haleto, fosfato ou sulfato de alquila, de preferência sulfato de alquila. O percentual em peso da soma de composto quaternário de di-éster de amônia de fórmula (I2) e composto quaternário de tri-éster de amônia, de fórmula (I3) é de 80 a 100% em peso, com base no peso total de espécies quaternizadas compreendidas no componente (a) e mais preferencialmente de 85 a 100% em peso. Tal composto pode ser produzido pela esterificação de ácido graxo de sebo e trietanolamina e subsequente metilação da esteramina assim obtida.
[0044] Em outra modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster de amônia representados pela fórmula (I1), (I2), (I3) como definidas acima, em que
[0045] R2 e R3 representam independentemente -OH;
[0046] m, n e p representam cada um o número 2.
[0047] O restante das variáveis tem os significados indicados acima para a fórmula (I1), (I2), (I3).
[0048] Em outra modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster de amônia representados pela fórmula (I1), (I2), (I3) como definidas acima, em que
[0049] R2 representa -H, R3 representa -OH
[0050] m e p representam cada um o número 2 e n representa o número 1.
[0051] O restante das variáveis tem os significados indicados acima para a fórmula (I1), (I2), (I3).
[0052] Em uma outra modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos, um ou mais compostos quaternários de mono, di ou tri-éster de amônia representados pela fórmula (I1), (I2), (I3), em que
[0053] R2 e R3 representam -H
[0054] m representa o número 2 e n e p representam cada um o número 1
[0055] Em outra modalidade da presente invenção, R1 é uma alquila linear ou ramificada contendo 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear contendo 5 a 23 átomos de carbono e de 1 a 3 ligações duplas; de preferência, o grupo alquila ou alquenila contém de 11 a 21 átomos de carbono.
[0056] Como usada aqui, a expressão "alquila" se refere a uma cadeia de hidrocarboneto linear ou ramificada contendo de 5 a 23 átomos de carbono.
[0057] Como usada aqui, a expressão "alquenila" se refere a uma cadeia de hidrocarboneto linear contendo de 5 a 23 átomos de carbono e de uma a 3 insaturações.
[0058] Exemplos de grupos alquila linear ou ramificada ou alquenila linear são alquilas ou alquenilas derivadas de óleos e gorduras de plantas e animais, tais como palma, coco, girassol, soja, oleína de palma, oliva, canola, óleo de resina ou sebo, possivelmente total ou parcialmente hidrogenados e purificados ou ácidos graxos sintéticos, tais como ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaidinico, ácido petroselínico, ácido linoleico, ácido linolenico, ácido esteárico, ácido mirístico, ácido gadoleico, ácido beenico e ácido erúcico ou suas misturas. De preferência, são utilizados óleo de palma, óleo de coco, sebo e ácido graxo de sebo hidrogenado, mais preferencialmente o sebo e o ácido graxo de sebo hidrogenado.
[0059] Como usada aqui, a expressão "grupo alquila contendo um grupo aromático"se refere ao grupo alquila como definido acima, substituído por um grupo aromático, em que "grupo aromático"se refere a um grupo arila ou heteroarila.
[0060] "Arila" se refere a sistemas de anéis aromáticos compreendendo 6 a 14 átomos de carbono, mais particularmente 6 a 10, ainda mais particularmente 6 átomos de carbono. Exemplos de grupos arila são os radicais fenila, naftila, indenila, fenantrila ou antracila, de preferência os radicais fenila ou naftila. O dito radical arila pode ser opcionalmente substituído por um ou mais substituintes tais como hidróxi, mercapto, halo, alquila, fenila, alcoxila, haloalquila, nitro, ciano, dialquilamino, aminoalquila, acila e alcoxicarbonila, como aqui definido.
[0061] "Alcoxila" se refere a um grupo alquila como definido acima ligado a um átomo de oxigênio (R-O-).
[0062] Exemplos de átomos de halogêneo são Br, CI, I e F.
[0063] A expressão "heteroarila" significa um anel aromático monocíclico ou policíclico que compreende átomos de carbono, átomos de hidrogénio e um ou mais heteroátomos, de preferência 1 a 3 heteroátomos, independentemente selecionados entre nitrogênio, oxigênio e enxofre. O grupo heteroarila tem de 3 a 15 membros e preferivelmente 4 a 8 membros. Exemplos ilustrativos de grupos heteroarila incluem, mas não estão limitados a piridinila, piridazinila, pirimidila, pirazila, triazinila, pirrolila, pirazolila, imidazolila, (1,2,3) e (1,2,4) -triazolila , pirazinila, pirimidinila, tetrazolila, furila, tienila, isoxazolila, tiazolila, fenila, isoxazolila e oxazolila. Um grupo heteroarila pode ser não substituído ou substituído com um ou dois substituintes adequados tais como hidróxi, mercapto, halo, alquila, fenila, alcoxila, haloalquila, nitro, ciano, dialquilamino, aminoalquila, acila e alcoxicarbonila, como aqui definidos. Preferivelmente, um grupo heteroarila é um anel monocíclico, em que o anel compreende 2 a 5 átomos de carbono e 1 a 3 heteroátomos.
[0064] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o componente (a) compreende pelo menos uma mistura de um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3), em que
[0065] R2 e R3 representam, independentemente, -OH,
[0066] m, n e p representam, cada um, o número 2.
[0067] Em outra modalidade da presente invenção, o componente (a) pode compreender ainda uma mistura de pelo menos uma ou mais mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3):
[0068] Em que, na fórmula II1, II2 e II3
[0069] R1 é um grupo alquila linear ou ramificada com 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e de 1 a 3 ligações duplas.
[0070] R2 e R3 representam cada um independentemente -H ou - OH
[0071] L representa um grupo -(OCH2CH2)a-(OCHR4CH2)b-, em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a + b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26,
[0072] m, n, p, representam, cada um, independentemente um número dentro do intervalo de 1 a 4 e q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26. No caso onde q é 2 ou maior, cada grupo L pode ser igual ou diferente. Os grupos (L) q contidos nos diferentes ramos dentro dos compostos de fórmula (II1), (II2), (II3) também podem representar independentemente diferentes significados.
[0073] Os compostos de esteramina da invenção podem ser etoxilados e/ou propoxilados, uma vez que a e b podem ser superiores a 0. A ordem de sequência dos grupos de óxido de etileno e óxido de propileno não é crítica para a invenção
[0074] A soma de a + b representa preferivelmente o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 10, mais preferencialmente de 0 a 6, o mais preferido é 0.
[0075] Em outra modalidade da presente invenção, na mistura de pelo menos uma ou mais de mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3) contidas no componente (a) da composição de acordo com para a presente invenção, as variáveis nela contida possuem os seguintes significados: R2 e R3 representam, independentemente, -OH, m, n e p representam, cada um, o número 2.
[0076] O restante das variáveis têm os significados indicados acima para as fórmulas (II1), (II2), (II3).
[0077] Em outra modalidade da presente invenção, na mistura de pelo menos uma ou mais de mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3) contidas no componente (a), as variáveis nela contidas contém os seguintes significados.
[0078] R2 e R3 representam -H,
[0079] m representa o número 2 e n e p representam cada um o número 1.
[0080] Em outra modalidade da presente invenção, R1 é um grupo alquila linear ou ramificado ou um grupo alquenila linear ou ramificado contendo 11 a 21 átomos de carbono, em que nas fórmulas (II1), (II2), (II3), cada R1 pode representar independentemente a mesmo ou uma cadeia de alquila linear ou ramificada.
[0081] Exemplos de grupos alquila ou alquenila lineares ou ramificados são produtos obtidos a partir de óleos e gorduras de plantas e animais, tais como palma, coco, girassol, soja, oleína de palma, oliva, canola, óleo de resina ou sebo, possivelmente total ou parcialmente hidrogenados e purificados ou ácidos graxos sintéticos, tais como ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaidinico, ácido petroselínico, ácido linoleico, ácido linolenico, ácido esteárico, ácido mirístico, ácido gadoleico, ácido beenico e ácido erúcico ou suas misturas. De preferência, são utilizados óleo de palma, óleo de coco, sebo e ácido graxo de sebo hidrogenado, mais preferencialmente o sebo e o ácido graxo de sebo hidrogenado.
[0082] O componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster de amônia de acordo com a invenção. Esta mistura pode ser preparada pela i) esterificação, reagindo um ácido graxo {por exemplo, mas não limitado a ácido oleico, óleo de palma, sebo, possivelmente totalmente ou parcialmente hidrogenado) com uma alcanolamina (por exemplo, mas não limitada a trietanolamina, metildietanolamina ou dimetiletanolamina) para obter uma mistura que contém uma esteramina e ii) subsequentemente quaternizar a mistura comum agente de alquilação.
[0083] A reação entre o ácido graxo e a alcanolamina é uma esterificação e pode ser conduzida de uma maneira conhecida, como descrito, por exemplo, no documento ES-A-2021900. Preferivelmente, a reação de esterificação é realizada a uma temperatura entre 120°C e 220°C, durante um período de 2-10 horas, de preferência sob pressão reduzida de cerca de 0,0005 a 0,02 MPa (5 a 200 mbar) e na presença de um dos catalisadores conhecidos para esterificação, como ácido hipofosforoso ou ácido paratoluenosulfônico e também na presença de qualquer um dos estabilizadores e antioxidantes usuais, como tocoferóis, BHT, BHA, etc. A proporção de ácido graxo para amina é de 0,60 a 1 mol de ácido graxo por 1 mol de grupo hidroxila da alcanolamina, de preferência de 0,80 a 1 mol de ácido graxo por 1 mol de grupo hidroxila da alcanolamina.
[0084] Em uma modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3), em que m = n = p; R1-C (O) - é um grupo acila linear em que R1 é um grupo alquila ou alquenila que contém de 11 a 21 átomos de carbono, preferivelmente derivado de ácido graxo de sebo (hidrogenado ou não hidrogenado); R2 e R3 representam, cada um, - OH, q é 0 (isto é, o composto não é etoxilado); Xx é um grupo metila; e A-é selecionado entre um haleto, fosfato ou sulfato de alquila, de preferência sulfato de alquila. Tal composto pode ser produzido por esterificação de ácido graxo de sebo e trietanolamina, em que a proporção de ácido graxo de sebo para amina é de 0,83 moles de ácido graxo de sebo por 1 mol de grupo hidroxila da trietanolamina e subsequentemente metilando a esteramina obtida desse modo.
[0085] Em outra modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de amónio mono-, di-ou ti-éster de fórmula (I1), (I2), (I3) em que m = p , R1-C (O) - é um grupo acila linear em que R1 é uma alquila ou alquenila linear que contém de 11 a 21 átomos de carbono, preferivelmente derivado de ácido graxo de sebo (hidrogenado ou não hidrogenado); R2 representa -H, R3 representa -OH, q é 0 (isto é, o composto não é etoxilado); X1 é um grupo metila; e A-é selecionado entre um haleto, fosfato ou sulfato de alquila, de preferência sulfato de alquila. Tal composto pode ser produzido por esterificação de ácido graxo de sebo e metildietanolamina, em que a proporção de ácido graxo de sebo para amina é 1 moles de ácido graxo de sebo por 1 mol de grupo hidroxila da metildietanolamina e subsequentemente metilando a esteramina obtida desse modo.
[0086] O produto resultante da reação de esterificação compreende uma mistura de mono-, di e triésteres de ácidos graxos. O produto também pode conter uma alcananolamina livre e ácido graxo livre. O progresso da reação pode ser monitorado utilizando técnicas convencionais, por exemplo, TLC ou HPLC. A reação pode, por exemplo, ser monitorada pelo consumo do ácido graxo.
[0087] A quaternização do produto da reação de esterificação de alcanolamina com o ácido graxo é conduzida de uma maneira conhecida, como descrito, por exemplo, no WO-A-910I295. Os agentes de alquilação preferidos incluem, mas não estão limitados a cloreto de metila, sulfato de dimetila ou suas misturas.
[0088] A quaternização pode ocorrer em massa ou em solvente, a temperaturas que variam de 40°C a 100°C. Se um solvente for utilizado, os materiais de partida e/ou o produto devem ser solúveis no solvente na medida necessária para a reação (possíveis solventes podem ser os mesmos solventes usados como componente (b) como definido abaixo). A quaternização pode ser realizada em temperaturas entre 40°C e 100°C. A composição que resulta do processo de quaternização compreende compostos éster quaternizados que possuem um grupo (mono-esterquat), dois (di-esterquat) ou três grupos (tri-esterquat) de éster. O produto também pode conter alcanolamina quaternizada, esteramina e pequenas quantidades do ácido graxo não reagido.
[0089] Em uma modalidade da presente invenção, a composição que resulta do processo de quaternização compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos mono-, di- ou tri - esteramina.
[0090] Em outra modalidade da presente invenção, a composição que resulta do processo de quaternização compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono-, di ou tri- esteramina, em que a mistura de compostos de esteramina é obtida a partir da quaternização parcial de o produto da reação de esterificação. A reação de quaternização pode ocorrer em um grau de 25% a 95% da totalidade da reação.
[0091] Em outra modalidade da presente invenção, a composição que resulta do processo de quaternização compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono-, di ou tri- esteramina, em que a mistura de compostos de esteramina é adicionada à mistura após a processo de quaternização. A mistura de compostos de esteramina adicionada à mistura após a etapa de quaternização pode ser obtida utilizando as mesmas condições de reação descritas anteriormente para obter a mistura de precursores de esteramina para a mistura de compostos quaternários de éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3).
[0092] Em uma modalidade da presente invenção, a mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri- éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3) é obtida a partir de uma mistura de esteramina obtida por esterificação de trietanolamina e sebo ou ácido graxo de sebo hidrogenado, em que o grau de quaternização está entre 25 a 95%.
[0093] Em outra modalidade da presente invenção, a mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri- éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3) é obtida a partir de uma mistura de esteramina obtida por esterificação de metildietanolamina e sebo ou ácido graxo de sebo hidrogenado, em que o grau de quaternização é de 25 a 95%.
[0094] A preparação do componente (a) pode ser feita pela seleção das proporções adequadas de reagentes ou pela seleção das quantidades adequadas de ingredientes de acordo com a pessoa versada na técnica.
[0095] A presente invenção compreende um componente (b), o dito componente compreendendo pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado entre óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem animal, e em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
[0096] Em outra modalidade da invenção, os solventes preferidos são óleos minerais, especialmente preferidos são óleos de parafina ou misturas de óleos de parafina com parafinas macrocristalinas e parafinas microcristalina; e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, tais como óleo de colza, óleo de palma ou sebo.
[0097] Óleos minerais, parafinas e ceras adequados de petróleo de acordo com a presente invenção são:
[0098] - óleos aromáticos, que são uma mistura de óleos minerais de petróleo com alto conteúdo de componentes com anéis de tipo aromático
[0099] - óleos minerais brancos, que são derivados de petróleo altamente refinados, geralmente utilizados como transportadores, excipientes e lubrificantes em diferentes aplicações industriais
[00100] - óleos de parafina, que são derivados de petróleo ricos em componentes de parafina e têm baixa densidade e uma para a viscosidade variável,
[00101] - parafinas macrocristalinas, que são derivados de petróleo que contêm cadeias de carbono principalmente lineares com um peso molecular compreendido entre 250 e 500 e, embora sejam sólidas em temperatura ambiente, elas têm baixos pontos de fusão, geralmente compreendidos entre 40°C e 70°C.
[00102] - parafinas microcristalinas, que são derivados de petróleo e são principalmente hidrocarbonetos saturados, nos quais as cadeias lineares com ramificações curtas (isoparafinas) são predominantes. Elas geralmente têm pesos moleculares médios compreendidos entre 500 e 800 e são sólidas em temperatura ambiente, com pontos de fusão compreendidos entre 70°C e 100°C.
[00103] As gorduras e óleos de origem animal e vegetal adequados de acordo com a presente invenção são ésteres de ácidos alcanocarboxílicos lineares e/ou ramificados, saturados e/ou insaturados com um comprimento de cadeia de 1 até 30 átomos de carbono e álcoois lineares e/ou ramificados, saturados e/ou insaturados com um comprimento de cadeia de 1 até 30 átomos de carbono, do grupo de ésteres de ácidos carboxílicos aromáticos e álcoois lineares e/ou ramificados, saturados e/ou insaturados com um comprimento de cadeia de 1 até 30 átomos de carbono. Estes óleos podem ser vantajosamente selecionados do grupo que consiste em miristato de isopropila, palmitato de isopropila, estearato de isopropila, oleato de isopropila, estearato de n-butila, laurato de n-hexila, oleato de n-decila, estearato de isooctila, estearato de isononila, isononanoato de isononila, 2- laurato de etilhexila, palmitato de 2-etil- hexila, cocoato de 2-etil-hexila, estearato de 2 -hexildecila, isoestearato de 2-etil-hexila, palmitato de 2-octildodecila, palmitato de cetila, oleato de oleila, erucato de oleila, oleato de erucila, erucato de erucila, assim como misturas sintéticas, semisintéticas e naturais de tais ésteres, tais como o óleo de jojoba (uma mistura natural de ésteres de ácidos monocarboxílicos monoinsaturados com uma cadeia C18-C24 com monoalcoóis monoinsaturados e com uma cadeia longa C18-C24). Outros óleos adequados do tipo de ésteres de ácidos alcanocarboxílicos saturados e álcoois são ésteres metílicos de ácidos graxos, de preferência ésteres metílicos de ácidos graxos C6-C24 de gorduras e óleos de origem animal e vegetal tais como óleo de algodão, cártamo, coco, colza, linhaça, palmeira, óleo de palmiste, girassol, oleína, oliva, bagaço de azeitona, óleo de rícino, sebo, soja, óleo de resina, etc., possivelmente totalmente ou parcialmente hidrogenados, assim como ácidos graxos purificados ou sintéticos tais como ácido caproico, ácido caprílico, ácido caprico, ácido laurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido palmitoleico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido 2- etilhexanóico, ácido oleico, ácido ricinoleico, ácido elaidico, ácido petroselínico, ácido linoleico, ácido linolênico, ácido araquídico, ácido gadoleico, ácido beenico e ácido erúcico ou suas misturas.
[00104] Outras gorduras e óleos de origem animal ou vegetal adequados de acordo com a presente invenção são triglicerídeos de ácidos graxos, especificamente ésteres de triglicerina de ácidos alcanocarboxílicos lineares e/ u ramificados, saturados e/ou insaturados com um comprimento de cadeia de 6 até 24 átomos de carbono, de preferência de 10 até 18 átomos de carbono. Os ácidos graxos que esterificam as diferentes posições de glicerina podem ser diferentes, dando origem uma grande quantidade de combinações possíveis, incluindo combinações posicionais. A posição dos diferentes ácidos graxos nos triglicerídeos naturais não é aleatória, mas depende da origem da gordura. Os triglicerídeos mais simples são aqueles os constituídos por um único ácido graxo.
[00105] Os triglicerídeos de ácido gordo podem ser selecionados, por exemplo, do grupo constituído por óleos sintéticos, semissintéticos e naturais, como, por exemplo, gorduras e óleos animais, como o sebo de vaca, banha de porco, óleo de osso, gorduras e óleos de animais aquáticos (peixe, como arenque, bacalhau ou sardinha, cetáceos, etc.); e gorduras e óleos vegetais, como óleo de abacate, óleo de amêndoa, óleo de avelã, óleo de palmeira de babaçu, óleo de borragem, óleo de amendoim, óleo de canola, óleo de cânhamo, óleo de cardo de leite, óleo de chufa, óleo de coco, óleo de colza, óleo de cominho preto, óleo de germe de trigo, óleo de girassol, óleo de linhaça, óleo de noz de macadâmia, óleo de milho, óleo de noz, óleo de oliva e seus derivados, como óleo de bagaço de azeitona, óleo de palma e suas frações, como oleína de palma e estearina de palma, óleo de primavera, óleo de roseira, óleo de rícino, óleo de farelo de arroz, óleo de semente de damasco, óleo de semente de algodão, óleo de sementes de abóbora, óleo de palmeira e suas frações, como oleína de semente de palmeira e estearina de semente de palmeira, óleo de semente de uva, óleo de sésamo, óleo de soja, manteiga de cacau, manteiga de karité e semelhantes.
[00106] Do ponto de vista ambiental, as gorduras e óleos de origem animal e vegetal são preferidos como solventes, uma vez que o uso de derivados de petróleo é assim evitado. Apesar de ser evidente para aquele versado na técnica, alternativamente, as gorduras e óleos de origem animal e vegetal também podem ser combinados com óleos minerais, parafinas e ceras de petróleo, de modo que o solvente resultante tenha propriedades adequadas do ponto de vista ambiental (biodegradabilidade, ecotoxicidade, etc.).
[00107] A composição de acordo com a presente invenção pode conter outros componentes.
[00108] Em uma modalidade preferida da invenção, a composição compreende:
[00109] (a) uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3), em que no dito componente (a) a soma de percentual em peso de composto quaternários de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), de preferência entre 80 a 100% em peso e mais preferencialmente entre 85 a 100% em peso; e em que o componente (a) compreende ainda pelo menos uma mistura de uma ou mais mono-, di- ou triesteramina de fórmula (II1), (II2), (II3),
[00110] (b) pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
[00111] De preferência, as composições definidas acima destinam- se a evitar a aglomeração de fertilizantes sólidos.
[00112] Como indicado acima, a composição da presente invenção compreende
[00113] - um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri- éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3); em que no dito componente a soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri- éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso com base no peso total do componente (a);
[00114] - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
[00115] Em uma modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula ((II1), (II2), (II3) que resultaram do processo de quaternização parcial para obter a mistura de composto quaternário de mono-, di- ou tri-amônia de fórmula (I1), (I2), (I3).
[00116] Em outra modalidade da presente invenção, o componente (a) compreende ainda uma mistura de pelo menos uma ou mais mono, di- ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3), que foram adicionadas a mistura após o processo de quaternização realizado para obter a mistura de mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula (I1), (I2), (I3).
[00117] Em outra modalidade da invenção, a composição compreende
[00118] - um componente (a) que compreende pelo menos uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster-de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3); em que no dito componente a soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso com base no peso total do componente (a);
[00119] - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição;
[00120] em que a quantidade de água da composição é de 1% em peso ou menos, de preferência 0,5% em peso ou menos.
[00121] Em outra modalidade da invenção, a composição compreende
[00122] - um componente (a) que compreende pelo menos uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster-de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3); em que no dito componente a soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso com base no peso total do componente (a); e em que o componente (a) compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono, di ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3);
[00123] - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição;
[00124] em que a quantidade de água da composição é de 1% em peso ou menos, de preferência 0,5% em peso ou menos.
[00125] Em uma modalidade preferida, a composição da presente invenção consiste em
[00126] - um componente (a) que compreende pelo menos uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster-de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3); em que no dito componente a soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso com base no peso total do componente (a); e mais preferivelmente entre 85 a 100% em peso;
[00127] - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
[00128] Em outra modalidade preferida, a composição da presente invenção consiste em
[00129] - um componente (a) que compreende pelo menos uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di ou tri-éster-de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3); em que no dito componente a soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a), preferivelmente entre 80 a 100% em peso com base no peso total do componente (a); e mais preferivelmente entre 85 a 100% em peso; e em que o componente (a) compreende ainda uma mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono, di ou tri- esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3);
[00130] - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
[00131] Em uma modalidade particularmente preferida, o componente (a) compreende uma mistura de pelo menos um composto quaternário de mono-éster de amônia de fórmula (I1), pelo menos um composto quaternário de di-éster de amônia de fórmula (I2) e pelo menos pelo menos um composto quaternário de tri-éster de amônia de fórmula (I3), em que m = n = p = 2; R1-C (O) - é um grupo acila linear em que R1 é uma alquila ou alquenila linear contendo de 11 a 21 átomos de carbono, preferivelmente derivado de ácido graxo de sebo (hidrogenado ou não hidrogenado); R2 e R3 representam, cada um, -OH, q é 0 (isto é, o composto não é alcoxilado), X1 é um grupo metila; e A-é selecionado a partir de um haleto, fosfato ou sulfato de alquila, de preferência sulfato de alquilo. Tal composto pode ser produzido por esterificação de ácido gordo de sebo e trietanolamina, em que a proporção de ácido graxo de sebo para amina é 0,83 moles de ácido graxo de sebo por 1 mol de grupo hidroxila da trietanolamina e subsequentemente metilando a esteramina obtida desse modo, em que o grau de quaternização está entre 25 a 95%. Essa mistura é preferivelmente combinada com um solvente selecionado entre gorduras e óleos de origem animal e vegetal e também pode ser combinada com óleos minerais, parafinas e ceras derivados de petróleo.
[00132] As composições de acordo com a invenção para prevenção da formação de aglomeração e de crostas em fertilizantes sólidos compreendem de preferência os componentes individuais nas seguintes quantidades, expressas como percentual em peso, em relação ao peso total da composição:
[00133] - 5 a 35% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono, di ou tri-éster de amônia de componente (a)
[00134] - 5 a 95% de componente (b).
[00135] Preferivelmente, a mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono, di ou tri-éster de amônia de componente (a) está contida em uma quantidade, expressa como percentual em peso, de 10% a 30%, mais preferivelmente de 15% a 25%.
[00136] Preferivelmente, o componente (b) está contido em uma quantidade, expressa como percentual em peso, de 55% a 90%, mais preferivelmente de 65% a 85%.
[00137] Em uma modalidade preferida da invenção, o componente (b) compreende óleos minerais, parafinas, ceras de petróleo ou suas misturas.
[00138] Em outra modalidade preferida da invenção, a composição, compreende o componente (b) que compreende gorduras e óleos de origem animal e vegetal.
[00139] Em uma modalidade preferida da invenção, a composição compreende, nas quantidades indicadas expressas como percentual em peso em relação ao peso total da composição:
[00140] - 5% a 35% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster amônia do componente (a) e até 25% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3) do componente (a);
[00141] - 50% a 95% do componente (b)
[00142] Preferivelmente, a mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia do componente (a) está contida em uma quantidade, expressa em percentual em peso, de 10% a 30%, mais preferencialmente de 15 % a 25%,
[00143] Preferivelmente, a mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono-, di- ou tri-esteramina de fórmula ((II1), (II2), (II3) está contida em uma quantidade, expressa como percentual em peso, de até 15% , mais preferencialmente de até 10%.
[00144] Preferivelmente, o componente (b) está contido em uma quantidade, expressa como percentual em peso, de 55% a 90%, mais preferencialmente de 65% a 85%.
[00145] Em outra modalidade da invenção, a composição compreende, nas quantidades indicadas expressas como percentual em peso em relação ao peso total da composição:
[00146] - 5% a 35% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia do componente (a) e até 25% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos de mono-, di- ou tri- esteramina de fórmula (II1), (II2), (II3) do componente (a);
[00147] - 50% a 95% do componente (b)
[00148] em que a quantidade de água na composição é de 1% em peso ou menos, de preferência 0,5% em peso ou menos
[00149] Em outra modalidade preferida da invenção, na composição da invenção que compreende os componentes (a) e (b), o componente (b) compreende óleos minerais, parafinas e/ou ceras de petróleo.
[00150] Em outra modalidade da invenção, a composição preferida é a que compreende o componente (b) que compreende gorduras e óleos de origem animal e vegetal.
[00151] As composições da presente invenção podem ser obtidas com um processo convencional de misturação dos diferentes componentes, bem conhecido por aquele versado na técnica. Por exemplo, os diferentes componentes podem ser misturados em estado fundido e, uma vez que a mistura tenha sido homogeneizada, é embalada e possivelmente resfriada.
[00152] As composições objeto da presente invenção têm, em relação aos fertilizantes sólidos, um amplo campo de aplicações, uma vez que são eficazes para fertilizantes granulares simples e granulares complexos. Eles são adequados para fertilizantes granulares simples e granulares complexos do tipo N, NP, NK e NPK, sendo especialmente preferíveis para fertilizantes granulares complexos do tipo NPK e AN.
[00153] O uso de composições objeto desta invenção em fertilizantes sólidos, fornece os referidos fertilizantes com uma resistência eficiente contra a aglomeração, fazendo com que os fertilizantes mostrem excelentes propriedades em relação à sua ruptura, mesmo após o período de transporte e armazenamento. O dito uso também faz parte da invenção.
[00154] Outro objetivo da invenção é o processo para a aplicação das composições antiaglomerantes. Estes processos são bem conhecidos por aqueles versados na técnica e consistem, por exemplo, mas não se limitados a aplicação das composições de acordo com a invenção, em estado fundido, por meio de técnica de pulverização, na superfície do fertilizante sólido, uma vez que tal fertilizante tenha sido fabricado.
[00155] A quantidade de aditivo a ser aplicada na superfície do fertilizante dependerá em cada caso das condições de umidade, tempo de armazenamento e temperatura esperadas para o armazenamento do fertilizante, embora bons resultados possam ser obtidos quando as referidas composições são aplicadas no fertilizante em proporções compreendidas entre 500 e 5000 ppm em relação ao peso do fertilizante, de preferência entre 700 e 3000 ppm.
[00156] Composições de fertilizantes, nas quais os fertilizantes sólidos são revestidos por aplicação na superfície de uma composição de acordo com a invenção são também uma parte da invenção. Uma composição de acordo com a invenção pode ser aplicada a ambos os tipos de fertilizantes, fertilizantes simples granulares e fertilizantes complexos granulares, sendo especialmente preferível para fertilizantes complexos granulares de tipo NPK e do tipo do nitrato de amônia.
[00157] Os exemplos a seguir são dados a fim de prover a pessoa versada na técnica com uma explicação suficientemente clara e completa da presente invenção, mas não devem ser considerados como limitantes dos aspectos essenciais do assunto em questão, como descrito nas partes precedentes dessa descrição.
[00158] A primeira parte da seção Exemplos se refere à preparação das composições da presente invenção.
[00159] A segunda parte da seção de Exemplos se refere ao desempenho da propriedade antiaglomerante das composições da presente invenção.
[00160] 453, 6 g de ácido de sebo foram introduzidos em uma atmosfera inerte em um reator e 124,6 g de trietanolamina foram adicionadas com agitação. A mistura foi aquecida durante pelo menos 4 horas a 160-180°C para remover a água da reação. O progresso da reação foi monitorado por um ensaio de valor de ácido que determina a acidez residual para se obter uma esterificação de pelo menos 90 a 95% dos ácidos graxos.
[00161] 548 g de produto foram obtidas e 99, 9 g de sulfato de dimetila foram adicionados à mistura com agitação em uma temperatura de 40 a 90°C. Após três horas de digestão, 648,0 g de produto foram obtidas. A composição do produto é determinada com 1H Ressonância Nuclear Magnética (1H RMN) a 500 MHz, utilizando como a piridina como solvente e TMS como referência. Os percentuais, em peso, dos di e triesterquats medidos em amostras são normalizados com base em 100%. A soma do percentual em peso do composto quaternário de di-éster e tri-éster de amônia é de 87,6%.
[00162] Todos os outros componentes (a2 a a5) utilizados para preparar as composições antiaglomerantes na Tabela 1 foram preparados analogamente a a1. Se o processo de quaternização requer um solvente para melhorar a sua trabalhabilidade, o produto esterificado é diluído no mesmo solvente usado no composto (b) da composição antiaglomerante na medida necessária para permitir a reação.
[00163] A Tabela 1 resume a soma dos percentuais em peso e a proporção de mol de ácido graxo por mol de grupo hidroxila da alcanolamina de todos os compostos quaternários de amônia preparados a1 a a5: TABELA 1
[00164] Preparação das composições antiaglomerantes A, B, C, D, E, F, G, H
[00165] As composições A, B, C, D, E, F, G e H de acordo com a presente invenção estão detalhadas na Tabela 2. As quantidades dos componentes indicados são expressas como partes em peso de cada componente adicionado a cada composição e foram preparadas de acordo com o seguinte método geral:
[00166] O solvente é carregado em um recipiente fornecido com agitação, na temperatura necessária para alcançar uma boa fluidez no produto final, no máximo 90°C. A agitação é mantida e o componente a correspondente (a1, a2, a3, a4 , a5) é adicionado, mantendo a mesma temperatura. A mistura é deixada sob agitação durante 30 minutos na mesma temperatura. O descarregamento e a embalagem são subsequentemente realizados. TABELA 2 Composições antiaglomerantes
[00167] Uma porção de fertilizante à base de ureia (complexo NPK granular (18.5.7)), foi tratada com as composições E e H descritas na Tabela 2 (tipo comprimido) por meio da pulverização das ditas composições fundidas no fertilizante, em um misturador rotativo, em uma dose de 1000 ppm em relação ao peso do fertilizante (1 Kg/MT).
[00168] As respectivas amostras representativas de fertilizante tratadas com as composições antiaglomerantes de acordo com a invenção, e de fertilizante não tratado, foram submetidas a um teste de aglomeração acelerada. O teste consistiu nas seguintes etapas: primeiro, foram introduzidos 90 g de fertilizante em tubos de teste cilíndricos de metal perfurado com uma altura de 60 mm e um diâmetro de 45 mm, que podem ser abertos longitudinalmente para a extração das amostras, sendo 2 tubos de teste usados para cada amostra de fertilizante. Uma vez que as amostras foram introduzidas nos tubos, elas foram submetidas a uma pressão de 1,26 Kg/cm2num dinamômetro INSTRON, modelo 1011. Os tubos de teste foram mantidos na pressão previamente indicada, a uma umidade relativa (R.H.) de 80% e em uma temperatura de 20°C durante um período de 7 horas em uma câmara climática HERAEUS, modelo HC 2057. As condições climáticas foram posteriormente alteradas, passando para um R.H. de 20% e 40°C por um período de 3 dias.
[00169] Finalmente, os tubos de ensaio foram deixados em temperatura e umidade ambientes.
[00170] O primeiro aspecto que foi avaliado é a aglomeração do fertilizante. A média de aglomeração em porcentagem é uma medida da extensão da aglomeração experimentada pela amostra. A segunda medida é a resistência à ruptura. Esta última é medida no dinamômetro já indicado, em uma taxa de 10 mm/minuto. O resultado obtido é expresso como a resistência média à ruptura em kg.
[00171] Os resultados são apresentados na Tabela 3. TABELA 3 Resultados dos testes de aglomeração
[00172] Método de avaliação da atividade antiaglomeração: Teste da Aglomeração Acelerada
[00173] Outras composições de acordo com a presente invenção foram testadas de acordo com o método descrito no Exemplo 10, desta vez com um fertilizante granulado NPK com a seguinte composição: 13,6% de N; 4,1% de P2O5 (solúvel em água); 20,2% de K2O (solúvel em água) uma dose de 2000 ppm em relação ao peso do fertilizante (2 Kg/MT). Os tubos de teste foram mantidos, n pressão indicada no Exemplo 10, em uma umidade relativa (HR) de 80% e em uma temperatura de 20°C durante um período de 15 horas em uma câmara climática HERAEUS, modelo HC 2057. As condições climáticas foram posteriormente alteradas, passando para um R.H. de 20% e 40°C por um período de 3 dias.
[00174] Foram testadas algumas composições descritas nos Exemplos 1 a 9. O resultado obtido é expresso como a média de aglomeração em porcentagem e se a aglomeração foi completa, também como a resistência média à ruptura em kg.
[00175] Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 4. TABELA 4 Resultados dos testes de aglomeração
[00176] A partir dos resultados obtidos, é deduzido como no Exemplo 10, que algumas composições da invenção proporcionam bons resultados como agentes antiaglomeração. As composições B e D são especialmente preferidas para este fertilizante.
[00177] Outras composições de acordo com a presente invenção foram testadas de acordo com o método descrito no Exemplo 10, desta vez com nitrato de amônia granular com 33,5% de nitrogênio da indústria Tertre (Bélgica) da antiga empresa KEMIRA GROWHOW em uma dose de 2000 ppm em relação ao peso do fertilizante (2 Kg/MT).
[00178] Os tubos de teste foram mantidos na pressão indicada no Exemplo 2, em uma umidade relativa (R.H.) de 80% e em uma temperatura de 20°C durante um período de 15 horas em uma câmara climática HERAEUS, modelo HC 2057. As condições climáticas foram posteriormente alteradas, passando para uma R.H. de 20% e 40°C por um período de 3 dias.
[00179] Algumas composições já descritas nos Exemplos 1 a 9, foram testadas. O resultado obtido é expresso como a média de aglomeração em porcentagem e se a aglomeração foi completa, também como a resistência média à ruptura em kg.
[00180] Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 5. TABELA 5 Resultados dos testes de aglomeração
[00181] A partir dos resultados obtidos, pode ser visto que as composições da presente invenção podem ser utilizadas como agentes antiaglomerantes para fertilizantes sólidos, proporcionando bons resultados em seu desempenho.
[00182] As modificações que não afetam, alteram, mudam ou modificam os aspectos essenciais das composições descritas estão incluídas do escopo da presente invenção.
Claims (12)
1. Composição para a prevenção da aglomeração de fertilizantes sólidos, caracterizada pelo fato de compreender - um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri- éster de amônia de fórmulas (I1), (I2), (I3)
em que, nas fórmulas (I1), (I2) e (I3): R2 e R3 representam, cada um independentemente -H ou -OH, X1 representa um grupo hidroxialquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono ou um grupo alquila que contém um grupo aromático; R1 é um grupo alquila linear ou ramificado que contém 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e entre 1 a 3 ligações duplas; L representa um grupo -(OCH2CH2)a-(OCHR4CH2)b-, em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a+b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26; m, n, p representam, cada um independentemente, um número dentro do intervalo de 1 a 4, q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26 e A-representa um ânion; em que soma de percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a); - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o solvente é selecionado a partir de óleos minerais, parafinas e ceras derivadas de petróleo e gorduras e óleos de origem vegetal e animal, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I1) e (I2), R2 e R3 representam independentemente -OH.
3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I1), (I2), (I3), m, n e p representam o número 2.
4. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I1) e (I2), R2 representa -H.
5. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 e 4, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I1), (I2), (I3), m e p representam o número 2 e n representa o número 1.
6. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que, nas fórmulas (I1), (I2), (I3), R1 é um grupo alquila linear ou ramificado ou um grupo alquenila linear que contém 11 a 21 átomos de carbono.
7. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o componente (a) compreende ainda uma mistura de pelo menos uma ou mais mono-, di- ou tri-esteramina de fórmulas (II1), (II2), (II3):
em que, nas fórmulas II1, II2 e II3 R2 e R3 representam cada um independentemente -H ou -OH R1 é um grupo alquila linear ou ramificada com 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e de 1 a 3 ligações duplas. L representa um grupo -(OCH2CH2)a-(OCHR4CH2)b-, em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a + b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26, preferivelmente entre 0 a 10, mais preferivelmente entre 0 a 6 e o mais preferido 0, m, n, p, representam, cada um, independentemente um número dentro do intervalo de 1 a 4 e q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26.
8. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que os componentes estão compreendidos nas seguintes quantidades, expressas como percentual em peso com relação ao peso total da composição: 5% a 35% de uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono, di ou tri-éster de amônia de fórmula (I1), (I2), (I3) de componente (a) 5 a 95% de componente (b).
9. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a composição compreende a mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia de fórmulas (I1), (I2), (I3) do componente (a), compreende ainda até 25% em peso de pelo menos um ou mais compostos de mono-, di- ou tri-esteramina de fórmulas (II1), (II2), (II3), como definida na reivindicação 7 e o componente (b).
10. Composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a quantidade de água da composição é de 1% em peso ou menos.
11. Uso de uma composição, caracterizado pelo fato de ser para prevenção da aglomeração de fertilizantes sólidos, em que a composição compreende - um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri-éster de amônia de fórmulas (I1), (I2), (I3)
em que, nas fórmulas (I1), (I2) e (I3): R2 e R3 representam, cada um independentemente -H ou - OH, X1 representa um grupo hidroxialquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono ou um grupo alquila que contém um grupo aromático; R1 é um grupo alquila linear ou ramificado que contém 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e entre 1 a 3 ligações duplas; L representa um grupo -(OCH2CH2)a-(OCHR4CH2)b-, em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a+b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26; m, n, p representam, cada um independentemente, um número dentro do intervalo de 1 a 4, q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26 e A-representa um ânion; em que soma do percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a); - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
12. Método para obtenção de fertilizantes sólidos resistentes à aglomeração, caracterizado pelo fato de que as partículas de fertilizante sólido - são revestidas ou - são misturadas com uma composição que compreende: - um componente (a), que compreende uma mistura de pelo menos um ou mais compostos quaternários de mono-, di- ou tri- éster de amônia de fórmulas (I1), (I2), (I3)
em que, nas fórmulas (I1), (I2) e (I3): R2 e R3 representam, cada um independentemente -H ou - OH, X1 representa um grupo hidroxialquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono ou um grupo alquila que contém um grupo aromático; R1 é um grupo alquila linear ou ramificado que contém 5 a 23 átomos de carbono ou um grupo alquenila linear que contém 5 a 23 átomos de carbono e entre 1 a 3 ligações duplas; L representa um grupo -(OCH2CH2)a-(OCHR4CH2)b-, em que R4 representa um grupo alquila que contém 1 a 4 átomos de carbono, a representa um número dentro do intervalo de 0 a 20, b representa um número dentro do intervalo de 0 a 6 e a soma de a+b representa o grau médio de alcoxilação que corresponde a um número de 0 a 26; m, n, p representam, cada um independentemente, um número dentro do intervalo de 1 a 4, q representa um número dentro do intervalo de 0 a 26 e A-representa um ânion; em que soma do percentual em peso de composto quaternário de di- e tri-éster de amônia ((I2) e (I3)) está entre 70 a 100% em peso com base no peso total das espécies quaternizadas compreendidas no componente (a); - um componente (b) que compreende pelo menos um solvente, em que o conteúdo de solvente é de 50% em peso ou mais, com base no peso total da composição.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 07/07/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |