ES2210517T5 - Mezclas de emulsionantes y su empleo para la fabricacion de emulsiones pit. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A NUEVAS MEZCLAS DE EMULSIONANTES QUE CONTIENEN ACIDOS GRASOS ETOXIDADOS Y GLICERIDO PARCIALES PARA PREPARAR EMULSIONES ESTABLES POR EL PROCEDIMIENTO DE LA TEMPERATURA DE INVERSION DE FASE (TIF). LAS MEZCLAS DE EMULSIONANTE PERMITEN QUE LAS EMULSIONES TIF SE PREPAREN A DETERMINADAS TEMPERATURAS DE INVERSION DE FASE UTILIZANDO SUSTANCIAS OLEOSAS DE CUALQUIER POLARIDAD.
Description
Mezclas de emulsionantes y su empleo para la
fabricación de emulsiones PIT.
La invención se refiere al empleo de mezclas de
emulsionantes a base de tensioactivos no iónicos, seleccionados,
para la fabricación de emulsiones PIT.
Para la fabricación de emulsiones finamente
divididas mediante el procedimiento de la temperatura de inversión
de las fases (PIT), se emplean, usualmente, mezclas constituidas por
emulsionantes hidrófilos y por co-emulsionantes
hidrófobos (véanse las publicaciones DE-A1 38 19
193, DE-A1 40 10 393, DE-A1 4 140
562, DE-A1 43 18 171, DE-A1 43 37
041, DE-A1 44 11 557 [Henkel]). Según el estado de
la técnica se verifica que, para la tecnología de la emulsión PIT,
deben adaptarse las proporciones del emulsionante y del
co-emulsionante, respectivamente, al carácter
oleaginoso - expresado por medio del índice denominado ACN -. Por lo
tanto, no se conocían mezclas de
emulsionante/co-emulsionante, que fuesen capaces de
emulsionar cuerpos oleaginosos diferentes bajo las mismas
condiciones de temperatura, según el procedimiento PIT. Es evidente
que tales mezclas facilitarían considerablemente la fabricación de
emulsiones estables. La tarea de la invención consistía, por lo
tanto, en poner a disposición mezclas de emulsionantes para la
fabricación de emulsiones PIT, que no presentasen los inconvenientes
citados.
El objeto de la invención es el empleo de
mezclas de emulsionantes, constituidas por
- (a)
- etoxilatos de ácidos grasos y
- (b)
- glicéridos parciales, para la obtención de emulsiones PIT, empleándose los componentes (a) y (b) en la proporción en peso desde 40:60 hasta 60:40.
Sorprendentemente se ha encontrado, que estas
mezclas permiten la fabricación de emulsiones PIT a una temperatura
dada para la inversión de las fases, independientemente del índice
ACN, es decir de la polaridad de los cuerpos oleaginosos. Así pues,
las mezclas son adecuadas para emulsionar una amplia paleta de
cuerpos oleaginosos, independientemente del carácter oleaginoso,
bajo condiciones idénticas.
Los etoxilatos de ácidos grasos, que entran en
consideración a modo de componentes emulsionantes (a), siguen,
preferentemente, la fórmula (I),
(I)R^{1}COO(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H
en la que R^{1}CO significa un
resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono
y n significa números desde 5 hasta 50 y, preferentemente, desde 15
hasta 35. Ejemplos típicos son los productos de adición de 20 hasta
30 moles de óxido de etileno sobre ácido láurico, ácido
isotridecanoico, ácido miristico, ácido palmitico, ácido
palmoleico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido oleico, ácido
elaidínico, ácido petroselínico, ácido linoleico, ácido linolénico,
ácido elaeoesteárico, ácido araquínico, ácido gadoleico, ácido
behénico y ácido erúcico así como sus mezclas, que se obtienen, por
ejemplo, en la disociación a presión de grasas y aceites naturales o
en la reducción de aldehídos en la oxosíntesis de Roelen.
Preferentemente se emplearán productos de adición de 20 hasta 30
moles de óxido de etileno sobre ácidos grasos con 16 hasta 18 átomos
de
carbono.
Los glicéridos parciales, que entran en
consideración a modo de componentes emulsionantes (b), siguen,
preferentemente, la fórmula (II),
(II)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{z} --- H}}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{x} --- COR ^{2} }}H --- O(CH_{2}CH_{2}O)_{y}H
en la que R^{2}CO significa un
resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono
y x, y y z significan, en suma, 0 o números desde 1 hasta 50,
preferentemente desde 15 hasta 35. Ejemplos típicos de glicéridos
parciales, adecuados en el sentido de la invención, son
monoglicérido del ácido láurico, monoglicérido de los ácidos grasos
de coco, monoglicérido del ácido palmitico, monoglicérido del ácido
esteárico, monoglicérido del ácido isoesteárico, ácido oleico con
hasta 30 moles de óxido de etileno. Preferentemente se emplearán
monoglicéridos o bien mezclas industriales de mono/diglicéridos con
una proporción preponderante en monoglicéridos de la formula (II),
en la que R^{2}CO significa un resto acilo lineal con 16 hasta 18
átomos de
carbono.
Con ayuda de las mezclas emulsionantes pueden
fabricarse emulsiones PIT estables, con cuerpos oleaginosos con
polaridad diferente. Así pues, la invención se refiere al empleo de
las mezclas de emulsionantes para la fabricación de emulsiones PIT,
empleándose las mezclas, por regla general, en cantidades desde 1
hasta 10, preferentemente desde 3 hasta 8% en peso - referido a las
emulsiones -.
Como cuerpos oleaginosos entran en
consideración, por ejemplo, alcoholes de Guerbet a base de alcoholes
grasos con 6 hasta 18, preferentemente 8 hasta 10 átomos de carbono,
ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono con
alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de
ácidos carboxilícos ramificados con 6 a 13 átomos de carbono con
alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de
ácidos grasos lineales con 6 a 18 átomos de carbono con alcoholes
ramificados, especialmente 2-etilhexanol, ésteres
de ácidos grasos lineales y/o ramificados con alcoholes polivalentes
(tales como, por ejemplo dimerdiol o trimertriol) y/o alcoholes de
Guerbet, triglicéridos a base de ácidos grasos con 6 a 10 átomos de
carbono, aceites vegetales, alcoholes primarios ramificados,
ciclohexanos substituidos, carbonatos de Guerbet, dialquiléteres y/o
hidrocarburos alifáticos o bien nafténicos, que se emplean,
usualmente, en cantidades desde 10 hasta 50, preferentemente desde
15 hasta 35% en peso - referido a las emulsiones -.
Las emulsiones PIT pueden emplearse para una
pluralidad de finalidades, preferentemente, sin embargo, para la
fabricación de agentes para el cuidado de la piel y del cabello,
tales como, por ejemplo, champúes para el cabello, lociones
capilares, baños de espuma, cremas, lociones y ungüentos. Además
pueden contener, a modo de otros productos auxiliares y aditivos,
tensioactivos, co-emulsionantes, agentes de
reengrasado, estabilizantes, ceras, generadores de consistencia,
agentes espesantes, polímeros catiónicos, compuestos de silicona,
productos activos biógenos, agentes anticaspa, formadores de
película, agentes conservantes, hidrótropos, solubilizantes,
absorbedores de los UV, colorantes y productos odorizantes y
similares.
Ejemplos típicos de tensioactivos
adecuados, son poliglicolétersulfatos de alcoholes grasos,
monoglicéridosulfatos, mono- y/o dialquilsulfosuccinatos,
isetionatos de ácidos grasos, sarcosinatos de ácidos grasos,
tauridos de ácidos grasos, ácidos etercarboxílicos,
alquiloligoglucósidos, glucamidas de ácidos grasos,
alquilamidobetaínas y/o, preferentemente, condensados de ácidos
grasos de proteína, vegetales.
Como co-emulsionantes
entran en consideración, por ejemplo, tensioactivos no iónicos
pertenecientes al menos a uno de los grupos siguientes:
- (b 1)
- productos de adición de 2 hasta 30 moles de óxido de etileno y/o 0 hasta 5 moles de óxido de propileno sobre alcoholes grasos lineales con 8 hasta 22 átomos de carbono y sobre alquilfenoles con 8 hasta 15 átomos de carbono en el grupo alquilo;
- (b 2)
- monoésteres y diésteres de glicerina y monoésteres y diésteres de sorbitán de ácidos grasos saturados e insaturados con 6 hasta 22 átomos de carbono y sus productos de adición con óxido de etileno;
- (b 3)
- alquilmonoglicósidos y -oligoglicósidos con 8 hasta 22 átomos de carbono en el resto alquilo y sus análogos etoxilados;
- (b 4)
- productos de adición de 15 hasta 60 moles de óxido de etileno sobre aceite de ricino y/o aceite de ricino endurecido;
- (b 5)
- ésteres de poliol- y, especialmente, de poliglicerina tales como, por ejemplo, polirricinoleato de poliglicerina o poli-12-hidroxiestearato de poliglicerina. Del mismo modo son adecuadas mezclas de compuestos pertenecientes a varias de estas clases de substancias;
- (b 6)
- productos de adición de 2 hasta 15 moles de óxido de etileno sobre aceite de ricino y/o aceite de ricino endurecido;
- (b 7)
- ésteres parciales a base de ácidos grasos lineales, ramificados, insaturados o bien saturados con 12/22 átomos de carbono, ácido ricinoleico así como ácido 12-hidroxiesteárico y glicerina, poliglicerina, pentaeritrita, dipentaeritrita, alcoholes sacáricos (por ejemplo sorbita), así como poliglucósidos (por ejemplo celulosa);
- (b 8)
- fosfatos de trialquilo;
- (b 9)
- alcoholes de lanolina;
- (b 10)
- copolímeros de polisiloxano-polialquil-poliéter o bien derivados correspondientes;
- (b 11)
- ésteres mixtos de pentaeritrita, ácidos grasos, ácido cítrico y alcoholes grasos según la DE-PS 11 65 574 así como,
- (b 12)
- polialquilenglicoles.
Los productos de adición de óxido de etileno y/o
de óxido de propileno sobre alcoholes grasos, alquilfenoles,
monoésteres y diésteres de glicerina así como monoésteres y
diésteres de sorbitán de ácidos grasos o sobre aceite de ricino son
productos conocidos, obtenibles en el comercio. Se trata en este
caso de mezclas de homólogos, cuyo grado medio de alcoxilación
corresponde a la proporción entre las cantidades de productos de
óxido de etileno y/o de óxido de propileno y de substrato, con los
cuales se lleva a cabo la reacción de adición.
Se conocen los alquilmono- y -oligoglicósidos
con 8/18 átomos de carbono, su obtención y su empleo a modo de
productos tensioactivos, por ejemplo, por las publicaciones US
3,839,318, US 3,707,535, US 3,547,828, DE-OS 19 43
689, DE-OS 20 36 472 y DE-A1 30 01
064 así como EP-A 0 077 167. Su obtención se
verifica, especialmente, por reacción de glucosa o de
oligosacáridos con alcoholes primarios con 8 hasta 18 átomos de
carbono. En lo que se refiere al resto glucósido se cumple que son
adecuados tanto los monoglicósidos, en los que un resto sacárico,
cíclico, está enlazado, de forma glicosídica, sobre el alcohol
graso, como también los glicósidos oligómeros con un grado de
oligomerización de, preferentemente, hasta 8 aproximadamente. El
grado de oligomerización es, en este caso, un valor medio
estadístico, que está basado en una distribución usual de los
homólogos para tales productos industriales.
Además, pueden emplearse tensioactivos
zwitteriónicos como emulsionantes. Como tensioactivos zwitteriónicos
se designan aquellos compuestos tensioactivos que portan en la
molécula al menos un grupo de amonio cuaternario y al menos un
grupo carboxilato o un grupo sulfonato. Los tensioactivos
zwitteriónicos, especialmente adecuados, son las denominadas
betaínas tales como los glicinatos de
N-alquil-N,N-dimetilamonio,
por ejemplo el glicinato de cocoalquildimetilamonio, los glicinatos
de
N-acilaminopropil-N,N-dimetilamonio,
por ejemplo el glicinato de cocoacilaminopropildimetilamonio, y las
2-alquil-3-carboximetil-3-hidroxietilimidazolinas
con, respectivamente, 8 hasta 18 átomos de carbono en los grupos
alquilo o acilo así como el glicinato de
cocoacilaminoetilhidroxietilcarboximetilo. Es especialmente
preferente el derivado de amida de ácido graso conocido bajo la
designación CTFA Cocamidopropyl Betaine. Igualmente son
emulsionantes adecuados los tensioactivos anfolíticos. Se entenderán
por tensioactivos anfolíticos aquellos compuestos tensioactivos que
contienen, además de un grupo alquilo o acilo con 8/18 átomos de
carbono en la molécula, al menos un grupo amino libre y al menos un
grupo -COOH- o -SO_{3}H y que son capaces de formar sales
internas. Ejemplos de tensioactivos anfolíticos adecuados son
N-alquilglicinas, ácidos
N-alquilpropiónicos, ácidos
N-alquilaminobutíricos, ácidos
N-alquiliminodipropiónicos,
N-hidroxietil-N-alquilamidopropilglicina,
N-alquiltaurinas,
N-alquilsarcosinas, ácidos
2-alquilaminopropiónicos y ácidos
alquilaminoacéticos con, respectivamente, aproximadamente 8 hasta
18 átomos de carbono en el grupo alquilo. Los tensioactivos
anfolíticos especialmente preferentes son el
N-cocoalquilaminopropionato, el
cocoacilaminoetilaminopropionato y la acilsarcosina con 12/18
átomos de carbono. Además de los emulsionantes anfolíticos entran en
consideración también emulsionantes cuaternarios, siendo
especialmente preferentes aquellos del tipo de los ésterquats,
preferentemente sales de ésteres de trietanolamina de ácidos
digrasos metilcuaternizadas.
Como agentes de reengrasado pueden
emplearse substancias tales como, por ejemplo, lanolina y lecitina
así como derivados de lanolina y de lecitina polietoxilados o
acilados, ésteres de poliol de ácidos grasos, y alcanolamidas de
ácidos grasos, sirviendo estas últimas al mismo tiempo como
estabilizantes de la espuma. Como generadores de
consistencia entran en consideración, en primer lugar, alcoholes
grasos con 12 hasta 22 y preferentemente 16 hasta 18 átomos de
carbono. Es preferente una combinación de estos productos con
alquiloligoglucósidos y/o N-metilglucamidas de
ácidos grasos con la misma longitud de cadena y/o
poli-12-hidroxiestearatos de
poliglicerina. Los agentes espesantes adecuados son, por
ejemplo, polisacáridos, especialmente goma xantano,
guar-guar, agar-agar, alginatos y
tilosas, carboximetilcelulosa e hidroxietilcelulosa, además,
monoésteres y diésteres de polietilenglicol de elevado peso
molecular de ácidos grasos, poliacrilatos, alcohol polivinílico y
polivinilpirrolidona, tensioactivos, tales como, por ejemplo,
glicéridos de ácidos grasos etoxilados, ésteres de ácidos grasos con
polioles tales como por ejemplo pentaeritrita o trimetilolpropano,
etoxilatos de alcoholes grasos con una distribución estrechada de
los homólogos o alquiloligoglucósidos así como electrolitos tales
como sal común y cloruro de amonio.
Los polímeros catiónicos adecuados son,
por ejemplo, derivados catiónicos de la celulosa, almidones
catiónicos, copolímeros de sales de dialilamonio y acrilamidas,
polímeros de vinilpirrolidona/vinilimidazol cuaternizados tal como
por ejemplo Luviquat® (BASF AG, Ludwigshafen/RFA), productos de
condensación de poliglicoles y aminas, polipéptidos de colágeno
cuaternizados tal como, por ejemplo, colágeno hidrolizado de
hidroxipropillaurildimonio (Lamequat®L, Grünau, GmbH), polipéptidos
de trigo cuaternizados, polietilenimina, polímeros catiónicos de
silicona tal como por ejemplo amidometicona, o Dow Corning, Dow
Corning Co./US, copolímeros del ácido adípico y
dimetilaminohidroxipropildietilentriamina (Cartaretine®, Sandoz/CH),
poliaminopoliamidas tales como las que se han descrito, por ejemplo,
en la FR-A 22 52 840 así como sus polímeros solubles
en agua, reticulados, derivados catiónicos de quitina tal como por
ejemplo quitosano cuaternizado, en caso dado distribuidos de manera
microcristalina, productos de condensación de dihalógenoalquileno
tal como, por ejemplo, dibromobutano con bisdialquilaminas tal como
por ejemplo
bis-dimetilamino-1,3-propano,
goma guar catiónica tal como por ejemplo Jaguar® CBS, Jaguar®
C-17, Jaguar® C-16 de la firma
Celanese/US, polímeros cuaternarios de sales de amonio tales como,
por ejemplo Mirapol® A-15, Mirapol®
AD-1, Mirapol® AZ-1 de la firma
Miranol/US.
Los compuestos de silicona adecuados son, por
ejemplo, dimetilpolisiloxanos,
metil-fenilpolisiloxanos, siliconas cíclicas así
como compuestos de silicona modificados con amino, con ácidos
grasos, con alcohol, con poliéter, con epoxi, con flúor y/o con
alquilo, que pueden presentarse a temperatura ambiente tanto en
estado líquido como también en forma de resina. Ejemplos típicos de
grasas son glicéridos, como ceras entran en consideración,
entre otras, cera de abejas, cera de parafina o microceras en caso
dado en combinación con ceras hidrófilas, por ejemplo,
cetilestearilalcohol. Como ceras de brillo perlado pueden emplearse,
especialmente, monoésteres y diésteres de ácidos digrasos de
polialquilenglicoles, glicéridos parciales o ésteres de alcoholes
grasos con ácidos carboxílicos polivalentes o bien con ácidos
hidroxicarboxílicos. Como estabilizantes pueden emplearse
sales metálicas de ácidos grasos, tales como, por ejemplo estearato
de magnesio, de aluminio y/o de cinc. Se entenderán por productos
activos biógenos, por ejemplo, bisabolol, alantoína, fitantriol,
pentenol, ácidos AHA, extractos vegetales y complejos vitamínicos.
Como agentes anticaspa pueden emplearse Climbazol, Octopirox
y Zinkpyrethion. Los formadores de película empleables son,
por ejemplo, quitosano, quitosano microcristalino, quitosano
cuaternizado, polivinilpirrolidona, copolímeros de
vinilpirrolidona-acetato de vinilo, polímeros de la
serie del ácido acrílico, derivados cuaternarios de la celulosa,
colágeno, ácido hialurónico o bien sus sales y compuestos
similares. Para mejorar el comportamiento al extendido pueden
emplearse hidrótropos tales como, por ejemplo, etanol,
alcohol isopropílico, propilenglicol o glucosa. Como agentes
conservantes son adecuados, por ejemplo, fenoxietanol,
solución de formaldehído, parabenos, pentanodiol o ácido sórbico
Como colorantes pueden emplearse las substancias adecuadas y
admitidas para finalidades cosméticas, como las que se han reunido
en la publicación "Kosmetische Färbemittel" der
Farbstoffkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Verlag
Chemie, Weinheim, 1984, página 81-106. Estos
colorantes se emplean, usualmente, en concentraciones desde 0,001
hasta 0,1% en peso, referido al conjunto de la mezcla.
La proporción total de los productos auxiliares
y aditivos puede estar comprendida desde un 1 hasta un 50,
preferentemente desde un 5 hasta un 40% en peso - referido a las
emulsiones -.
Se prepararon emulsiones a base de cuerpos
oleaginosos, de polaridad diferente, según el método PIT, con empleo
de las mezclas de emulsionantes (R1 hasta R3) y de una mezcla
comparativa (R4). Las emulsiones se almacenaron durante 4 semanas a
40ºC y, seguidamente se ensayaron a simple vista en cuanto a su
estabilidad. Los resultados están reunidos en la tabla 1.
Puede verse que, cuando se intercambia el
etoxilato de ácido graso por el etoxilato del alcohol graso ya no se
forma una emulsión PIT estable
Claims (6)
1. Empleo de mezclas de emulsionantes, que
contienen
- (a)
- etoxilatos de ácidos grasos y
- (b)
- glicéridos parciales para la fabricación de emulsiones PIT,
empleándose los componentes (a) y
(b) en la proporción en peso desde 40:60 hasta
60:40.
2. Empleo según la reivindicación 1,
caracterizado porque se utilizan etoxilatos de ácidos grasos
de la fórmula (I),
(I)R^{1}COO(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H
en la que R^{1}CO significa un
resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono
y n significa números desde 5 hasta
50.
3. Empleo según las reivindicaciones 1 y/o 2,
caracterizado porque se utilizan glicéridos parciales de la
fórmula (II),
(II)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{z} --- H}}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O(CH _{2} CH _{2} O) _{x} --- COR ^{2} }}H --- O(CH_{2}CH_{2}O)_{y}H
en la que R^{2}CO significa un
resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono
y x, y y z significan, en suma, 0 o números desde 5 hasta 50,
preferentemente desde 15 hasta
35.
4. Empleo según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las mezclas de
emulsionantes se utilizan en cantidades desde un 1 hasta un 10% en
peso - referido a las emulsiones -.
5. Empleo según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, para la
fabricación de las emulsiones PIT, se utilizan cuerpos oleaginosos,
elegidos del grupo formado por alcoholes de Guerbet a base de
alcoholes grasos con 6 hasta 18, ésteres de ácidos grasos lineales
con 6 a 20 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a
20 átomos de carbono, ésteres de ácidos carboxilícos ramificados con
6 a 13 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a 20
átomos de carbono, ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 18
átomos de carbono con alcoholes ramificados, ésteres de ácidos
grasos lineales y/o ramificados con alcoholes polivalentes y/o
alcoholes de Guerbet, triglicéridos a base de ácidos grasos con 6 a
10 átomos de carbono, aceites vegetales, alcoholes primarios
ramificados, ciclohexanos substituidos, carbonatos de Guerbet,
dialquiléteres y/o hidrocarburos alifáticos o bien nafténicos.
6. Empleo según la reivindicación 5,
caracterizado porque se utilizan los cuerpos oleaginosos en
cantidades desde un 10 hasta un 50% en peso - referido a las
emulsiones -.
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