ES2251908T3

ES2251908T3 - Uso de compuestos cationicos.

Info

Publication number: ES2251908T3
Application number: ES00110420T
Authority: ES
Inventors: Manlio Gallotti; George Nunes
Original assignee: Clariant International Ltd
Current assignee: Clariant International Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2006-05-16
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: US6897187B2; BR0110835A; JP2003533587A; DE60024233D1; BR0110835B1; US20040023832A1; DE60024233T2; EP1158040B1; EP1158040A1; WO2001088073A1; MXPA02011250A

Abstract

Uso de compuestos catiónicos de la fórmula en la que R1 es alquilo de C8-C22 o alquenilo de C8-C22, R2 y R3 son metilo, R4 es hidroxietilo y X es un anión, en una composición que comprende agua y agentes tensioactivos aniónicos, para proporcionar un aumento de la detergencia y un aumento de la viscosidad.

Description

Uso de compuestos catiónicos.

El invento se refiere al uso de compuestos catiónicos para proporcionar un aumento de la detergencia y un aumento de la viscosidad.

Los modernos agentes limpiadores domésticos y detergentes para el lavado de vajillas deben satisfacer unos exigentes requisitos: Deben tener una buena detergencia frente a la suciedad y a la grasa, pero también deben ser compatibles con el medio ambiente.

Las crecientes incompatibilidades con la piel y reacciones alérgicas requieren el desarrollo de nuevos agentes tensioactivos y mezclas de agentes tensioactivos y/o el uso de sustancias alternativas, en particular para agentes limpiadores que se usan diariamente y entran en contacto con la piel. Con el fin de reducir al mínimo los costos de transporte, almacenamiento y envasado, y también para mejorar la manipulación por el consumidor, están disponibles comercialmente modernos agentes limpiadores y detergentes para el lavado de vajillas, que tienen altas concentraciones de sustancias detersivas. Sin embargo, las formulaciones concentradas en alto grado requieren el uso de disolventes y/o agentes hidrótropos que llevan a disolución a los diversos constituyentes, efectúan una formulación transparente y homogénea con apropiadas viscosidades, y se afirma también que evitan la formación de geles durante la preparación o el almacenamiento de la composición. Usualmente, se usan para esta finalidad disolventes orgánicos no activos superficialmente, tales como etanol, glicol, poliglicoles o solubilizantes, por ejemplo alquil-benceno-sulfonatos que tienen bajas longitudes de cadenas, tales como, por ejemplo, el tolueno- o xileno-sulfonato. Es deseable prescindir de compuestos que exhiban poca o ninguna capacidad detersiva.

Por otra parte, las formulaciones en baja concentración son muy difíciles de espesar y usualmente requieren el uso de grandes cantidades de agentes espesantes, aumentando el costo de los productos finales y no ayudando a la detergencia.

Se ha encontrado ahora que el uso de compuestos de amonio cuaternario en formulaciones líquidas para servicio ligero, tales como detergentes para lavado manual de vajillas y agentes limpiadores domésticos, proporciona un mejoría sinérgica en las propiedades físicas y químicas de la mezcla, tales como un aumento de la detergencia y un mejor aumento de la viscosidad.

Acerca de las formulaciones que no están en forma de geles, el uso de compuestos de amonio cuaternario permite prescindir, o reducir de una manera significativa la cantidad, de disolventes orgánicos, tales como etanol o glicoles, y de agentes hidrótropos, pero no obstante permite conseguir un favorable ajuste de la viscosidad (de 100 cps a 4.000 cps). No hay peligro aquí de una formación de geles durante un almacenamiento prolongado, como resultado de una lenta evaporación del solubilizante. En el caso de formulaciones en forma de geles, la adición de compuestos de amonio cuaternario permite reducir de una manera significativa la cantidad, o incluso prescindir, de espesantes (p. ej. polielectrólitos), puesto que la asociación aniónica / catiónica proporciona un aumento de la viscosidad. Este efecto es importante, puesto que reduce el peligro de que las formulaciones resulten enturbiadas debido al uso de menores cantidades de electrólitos.

El invento proporciona el uso de compuestos catiónicos de la fórmula

R^{2} ---

\melm{\delm{\para}{R ^{4} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{1} }}

^{\oplus} --- R^{3} \hskip0,5cm X^{\circleddash}

en la que R^{1} es alquilo de C_{8}-C_{22} o alquenilo de C_{8}-C_{22}, R^{2} y R^{3} son metilo, R^{4} es hidroxietilo y X es un anión,

en una composición que comprende agua y agentes tensioactivos aniónicos, para proporcionar un aumento de la detergencia y un aumento de la viscosidad.

Agentes tensioactivos aniónicos preferidos son alquil-benceno-sulfonatos lineales, olefina-sulfonatos, alquil-éter-sulfatos y alcano-sulfonatos secundarios, y sus asociaciones.

Los preferidos alquil-benceno-sulfonatos contienen cadenas lineales que tienen de 9 a 25 átomos de carbono, de modo preferido de 10 a 13 átomos de carbono, el catión es sodio, potasio, amonio, mono-, di- o tri-etanol-amonio, calcio o magnesio, y sus mezclas. El grupo alquilo puede ser o bien saturado o insaturado, ramificado o lineal, y opcionalmente puede estar sustituido con un grupo hidroxilo.

Los olefina-sulfonatos pueden contener también de 9 a 25, de modo preferido de 10 a 13 átomos de carbono, siendo el catión el mismo que para los alquil-benceno-sulfonatos.

\newpage

Los alquil-éter-sulfatos, usados en las composiciones, son sales o ácidos solubles en agua de la fórmula RO(A)_{m}
SO_{3}M, en la que R es un radical alquilo de C_{10}-C_{24} o hidroxialquilo de C_{10}-C_{24} sin sustituir, de modo preferido un radical alquilo de C_{12}-C_{20} o hidroxialquilo de C_{12}-C_{20}, de manera particularmente preferible un radical alquilo de C_{12}-C_{18} o hidroxialquilo de C_{12}-C_{18}. "A" es una unidad etoxi o propoxi, m es un número mayor que cero, comprendido de modo preferido entre 0,5 y aproximadamente 6, de modo particularmente preferido entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 3, y M es un átomo de hidrógeno o un catión, tal como, por ejemplo, un catión de un metal (p. ej. de sodio, potasio, litio, calcio, magnesio, etc.) y cationes de amonio o de amonio sustituido. Ejemplos específicos de cationes de amonio sustituido son cationes de metil-amonio, dimetil-amonio, trimetil-amonio, mono-, di- o tri-etanol-amonio y de amonio cuaternario, tales como cationes de tetrametil-amonio y de dimetil-piperidinio, y también los que se derivan de alquil-aminas, tales como etil-amina, dietil-amina y trietil-amina. Ejemplos de estos alquil-éter-sulfatos que se pueden mencionar, son sulfatos de compuestos polietoxilados (1,0) de alquilo de C_{12}-C_{18}, (C_{12}-C_{18}-E(1,0)M), sulfatos de compuestos polietoxilados (2,25) de alquilo C_{12}-C_{18} (C_{12}-C_{18}-E(2,25)M), sulfatos de compuestos polietoxilados (3,0) de alquilo C_{12}-C_{18}, (C_{12}-C_{18}-E(3,0)M) y sulfatos de compuestos polietoxilados (4,0) de alquilo C_{12}-C_{18} (C_{12}-C_{18}-E(4,0)M).

En el caso de los alcano-sulfonatos secundarios, el grupo alquilo puede ser indistintamente saturado o insaturado, ramificado o lineal, y puede estar opcionalmente sustituido con un grupo hidroxilo. El grupo sulfo está distribuido aleatoriamente a lo largo de toda la cadena de carbonos, realizándose que los grupos metilo primarios situados al comienzo de la cadena y al final de la cadena no tienen grupos sulfonato. Los preferidos alcano-sulfonatos secundarios contienen cadenas de alquilo lineales que tienen de 9 a 25 átomos de carbono, de modo preferido de 10 a 20 átomos de carbono, y de modo particularmente preferido de 13 a 17 átomos de carbono. El catión es de sodio, potasio, amonio, mono-, di- o tri-etanolamonio, calcio o magnesio y de mezclas de ellos. Por razones de simplicidad, se prefiere como catión el de sodio.

Además, o en vez, de estos agentes tensioactivos aniónicos preferidos, también se pueden usar otros tipos de agentes tensioactivos aniónicos dentro de los límites que arriba se señalan, tales como, por ejemplo, alquil-sulfatos,
-carboxilatos y -fosfatos, y mezclas de dichos compuestos. Cationes apropiados son, por ejemplo, los de sodio, potasio, calcio o magnesio, y también los de amonio y compuestos de amonio sustituido, incluyendo cationes de mono-, di- o tri-etanol-amonio, y también mezclas de estos cationes. Los agentes tensioactivos aniónicos, que son apropiados para el presente invento, tienen propiedades tensioactivas y son solubles en agua o dispersables en agua.

Los alquil-sulfatos son sales o ácidos solubles en agua de la fórmula ROSO_{3}M, en la que R es de modo preferido un radical hidrocarbilo de C_{10}-C_{24}, de modo preferido un radical alquilo o hidroxialquilo que tiene componentes alquilo de C_{10}-C_{20}, de modo particularmente preferido un radical alquilo o hidroxialquilo de C_{12}-C_{18}. M es hidrógeno o un catión, p. ej. de sodio, potasio, litio o bien de amonio o amonio sustituido, p. ej. cationes de metil-, dimetil- y trimetil-amonio, y cationes de amonio cuaternario, tales como cationes de tetrametil-amonio y dimetil-piperidinio y cationes de amonio cuaternario que se derivan de alquil-aminas, tales como etil-amina, dietil-amina, trietil-amina y mezclas de ellas. En lugar de alquil-sulfatos, se pueden usar también los correspondientes alquenil-sulfatos o bien sulfatos con grupos alquilo y alquenilo mixtos.

Otros agentes tensioactivos aniónicos apropiados son carboxilatos, p. ej. jabones de ácidos grasos y agentes tensioactivos comparables. Estos jabones pueden ser saturados o insaturados, y pueden contener diversos sustituyentes, tales como grupos hidroxilo o grupos de alfa-sulfonato. Se da la preferencia a radicales hidrocarbilo lineales, saturados o insaturados, como componente hidrófobo en los jabones. Usualmente, los componentes hidrófobos contienen de 6 a 30 átomos de carbono, de modo preferido de 10 a 18 átomos de carbono.

Otros agentes tensioactivos aniónicos son sales de ácidos acilaminocarboxílicos, que se forman por reacción de cloruros de ácidos grasos con sarcosinato de sodio en un medio alcalino (acil-sarcosinatos) y también productos de condensación de proteínas con ácidos grasos, que se obtienen por reacción de cloruros de ácidos grasos con oligopéptidos. Las sales de ácidos alquilsulfamidocarboxílicos y las sales de ácidos alquil- y alquilaril-éter- carboxílicos tienen también un carácter tensioactivo.

Otros agentes tensioactivos aniónicos, que son útiles para su uso en detergentes y agentes limpiadores, son ácidos policarboxílicos sulfonados que se preparan por sulfonación de los productos de pirólisis de citratos de metales alcalino-térreos, como se describen, por ejemplo, en el documento de patente británica GB 1.082.179, alquil-glicerol- sulfatos, (acil graso)-glicerol-sulfatos, oleil-glicerol-sulfatos, alquilfenol-éter-sulfatos, parafina-sulfonatos primarios, alquil-fosfatos, alquil-éter-fosfatos, isetionatos tales como acil-isetionatos, N-acil-tauridas, alquil-succinamatos, sulfo-succinatos, monoésteres de los sulfo-succinatos (particularmente monoésteres de C_{12}-C_{18} saturados e insaturados) y diésteres de sulfo-succinatos (particularmente diésteres de C_{12}-C_{18} saturados e insaturados), acil-sarcosinatos, sulfatos de alquil-polisacáridos tales como sulfatos de alquil-glicósidos, alquil-sulfatos primarios ramificados y alquil-polietoxi-carboxilatos, tales como los de la fórmula RO(CH_{2}CH_{2})_{k}CH_{2}COO^{-}M^{+}, en la que R es un alquilo de C_{8}-C_{22}, k es un número de 0 a 10 y M es un catión que forma que forma una sal soluble. Se pueden usar similarmente ácidos resínicos o ácidos resínicos hidrogenados, tales como colofonia o colofonia hidrogenada, o resinas de aceite de tall (producto residual aislado a partir de las aguas negras de la producción de celulosa según el procedimiento al sulfato) y ácidos de resinas de aceite de tall. Otros ejemplos se describen en la obra "Surface Active Agents and Detergents" [Agentes activos superficialmente y detergentes] (volúmenes I y 11, Schwartz, Perry y Berch). Se describen también un gran número de tales agentes tensioactivos en el documento de patente de los EE.UU. US 3.929.678.

Ejemplos típicos de agentes tensioactivos aniónicos son también alquil-éter-sulfonatos, glicerol-éter-sulfonatos, sulfo-ácidos grasos, (alcohol graso)-éter-sulfatos, glicerol-éter-sulfatos, hidroxil-éter-sulfatos mixtos, (amidas de ácidos grasos)-(éter)-sulfatos, mono- y di-alquil-sulfosuccinatos, mono- y di-alquil-sulfosuccinamatos, sulfo-triglicéridos, jabones de amidas, alquil-oligoglucósido-sulfatos, alquilamino-azúcar- sulfatos y alquil(éter)fosfatos. Si los agentes tensioactivos aniónicos contienen cadenas de poliglicol-éteres, éstos pueden tener una distribución convencional o bien estrechada de compuestos homólogos.

La proporción del agente tensioactivo aniónico o de la mezcla de agentes tensioactivos aniónicos en las composiciones es de modo preferido de 1 a 40, de modo preferente de 3 a 20% en peso.

Las composiciones pueden contener el compuesto de amonio en una proporción de 0,1 a 10, de modo preferido de 0,2 a 5% en peso.

Además, las composiciones pueden contener de 0,1 a 15, de modo preferido de 0,2 a 10% en peso de agentes tensioactivos no iónicos y/o anfóteros. Los agentes tensioactivos no iónicos o anfóteros pueden ser un alquil-poli(alquilenglicol), un alquilaril-poli(alquilenglicol), un óxido de alquil-dimetil-amina, un óxido de dialquil-metil-amina, un óxido de alquil-amidopropil-amina, alquil-glucamidas, alquil-poliglicósidos, ácidos grasos oxialquilados, ésteres de ácidos grasos oxialquilados, alquil-aminas, alquil-amidopropil- betaínas, alquil-dimetil-betaínas, alquil-dimetil-betaínas, anfo-acetatos o -diacetatos de alquilo. Los grupos alquilo de estos compuestos, que pueden estar reemplazados parcial o totalmente por grupos alquenilo, pueden contener de 8 a 22 átomos de carbono, y pueden ser lineales o ramificados. Los grupos de poli(alquilenglicol) pueden contener de 1 a 20 unidades de etoxi y/o propoxi.

Dependiendo del uso pretendido, las composiciones comprenden, además de dichos agentes tensioactivos y de agua, aditivos y agentes auxiliares que son convencionales y específicos en cada caso, por ejemplo mejoradores de detergencia, sales, solubilizantes, enzimas, espesantes, conservantes, perfumes y colorantes, agentes nacarantes, emulsionantes y agentes secuestrantes.

Apropiados mejoradores de detergencia orgánicos e inorgánicos son sales neutras o, en particular, alcalinas, que son capaces de precipitar iones de calcio o fijar iones de calcio para formar un complejo. Se usan de modo preferente sustancias mejoradoras de detergencia, apropiadas y particularmente aceptables desde el punto de vista ecológico, tales como zeolitas hidratadas sintéticas, finamente cristalinas, de modo preferido del tipo NaA, que tienen una capacidad para fijar calcio situada en el intervalo de 100 a 200 mg de CaO/g. Pueden estar presentes en la composición zeolitas y filosilicatos, en una proporción hasta de 20% en peso. Mejoradores de detergencia orgánicos que se pueden usar son, por ejemplo, los ácidos percarboxílicos que se usan preferentemente en la forma de sus sales de sodio, tales como las de ácido cítrico, y un nitrilotriacetato (NTA), ácido etilendiaminatetraacético, con tal de que dicho uso no sea indeseable por razones ecológicas. De manera análoga a esto, es también posible usar carboxilatos poliméricos y sus sales. Éstos incluyen, por ejemplo, las sales de poliacrilatos y polimetacrilatos homopoliméricos o copoliméricos, y en particular, copolímeros de ácido acrílico con ácido maleico, y también poli(vinil-pirrolidonas) y uretanos. La masa molecular relativa de los homopolímeros está situada generalmente entre 1.000 y 100.000, la de los copolímeros está situada entre 2.000 y 200.000, de modo preferido entre 50.000 y 120.000, basada en el ácido libre, en particular son también apropiados los poliacrilatos solubles en agua que han sido reticulados, por ejemplo, con aproximadamente 1% de un azúcar-polialil-éter y que tienen una masa molecular relativa situada por encima de un millón. Ejemplos de éstos son los polímeros obtenibles bajo el nombre Carbopol® 940 y 941. Los poliacrilatos reticulados se usan en unas proporciones que no superan un 1% en peso, de modo preferido en unas proporciones de 0,2 a 0,7% en peso. Las sustancias mejoradoras de detergencia se pueden usar en unas proporciones hasta de 5% en peso.

La deseada viscosidad de las composiciones se ajusta añadiendo agua y/o disolventes orgánicos, o añadiendo una combinación de disolventes orgánicos y agentes espesantes.

En principio, son disolventes orgánicos apropiados cualesquiera alcoholes mono- o polivalentes. Se da la preferencia a usar alcoholes que tengan de 1 a 4 átomos de carbono, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol de cadena lineal y ramificada, glicerol y mezclas de dichos alcoholes. Otros alcoholes preferidos son unos poli(etilenglicoles) que tienen una masa molecular relativa situada por debajo de 2.000. En particular, se prefiere el uso de un poli(etilenglicol) que tiene una masa molecular relativa comprendida entre 200 y 600, en unas proporciones hasta de 45% en peso, y de un poli(etilenglicol) que tiene una masa molecular relativa comprendida entre 400 y 600 en unas proporciones de 5 a 25% en peso. También se pueden usar los éteres de alquilo inferior de etilenglicol, propilenglicol, un poli(etilenglicol) y un poli(propilenglicol). Una ventajosa mezcla de disolventes consiste en un alcohol monomérico, por ejemplo etanol, y en un poli(etilenglicol) en la relación de 0,5 : 1 a 1,2 : 1.

Otros apropiados disolventes son, por ejemplo, triacetina (triacetato de glicerol) y 1-metoxi-2-propanol.

Agentes espesantes preferidos son aceite de ricino hidrogenado, sales de ácidos grasos de cadena larga, que se usan de modo preferido en unas proporciones de 0 a 5% en peso, y en particular en unas proporciones de 0,5 a 2% en peso, por ejemplo los estearatos de sodio, potasio, aluminio, magnesio y titanio, o las sales de sodio y/o potasio de ácido behénico, y polisacáridos, en particular goma de xantano, guar guar, agar agar, alginatos y tilosas, carboximetil-celulosa e hidroxietil-celulosa, y también poli(etilenglicol)-mono- y di-ésteres de ácidos grasos de peso molecular relativamente alto, poliacrilatos, un poli(alcohol vinílico) y una poli(vinil-pirrolidona), y también electrólitos tales como cloruro de sodio y cloruro de amonio.

Enzimas apropiadas son las de las clases de las proteasas, lipasas, amilasas y sus mezclas. Su proporción puede ser de 0,2 a 1% en peso. Las enzimas pueden estar adsorbidas a sustancias de vehículo y/o embebidas en sustancias de revestimiento.

Conservantes apropiados son, por ejemplo, fenoxi-etanol, una solución de formaldehído, pentanodiol o ácido sórbico.

Apropiados agentes nacarantes son, por ejemplo, ésteres diesteáricos de glicerol, tales como diestearato de etilenglicol, pero también ésteres de monoglicoles con ácidos grasos.

Sales o agentes extendedores que se adecuan son, por ejemplo, sulfato de sodio, carbonato de sodio, silicato de sodio (vidrio soluble) o sulfato de magnesio.

Típicos ejemplos individuales de otros aditivos son borato de sodio, un almidón, sacarosa, una polidextrosa, RAED, compuestos de estilbeno, metil-celulosa, un tolueno-sulfonato, un cumeno-sulfonato, jabones y siliconas.

Los productos de acuerdo con el invento son notables por su muy buena estabilidad en almacenamiento y también por su detergencia.

Los siguientes ejemplos sirven para describir el invento con mayor detalle, sin limitarlo a ellos.

Ejemplos I) Detergente líquido para el lavado de vajillas % (p/p = peso/peso)

A)	4,73 de ácido dodecil-benceno-sulfónico (97% a.m.)
B)	21,8 de laureth-2-sulfato de sodio (27% a.m.) Genapol LRO®
C)	6,66 de cocoamido-propil-betaína (30% a.m.) Genagen CAB®)
D)	1,25 de cloruro de (alquil de C_{12}/C_{14})-dimetil-hidroxietil-amonio (40% a.m.) Praepagen HY®
E)	6,15 de NaOH (10% sol.)
F)	Agua c.s.p. 100
G)	Perfume c.s.
H)	Colorante c.s.
I)	Conservante c.s.

Procedimiento

I.	Mezclar a la temperatura ambiente A + E + F
II.	Añadir B \amp{1} C y mezclar
III.	Añadir D y mezclar
IV.	Añadir G, H \amp{1} I y mezclar

\vskip1.000000\baselineskip

II) Detergente líquido para el lavado de vajillas % (p/p)

A)	1,93 de un alcano-sulfonato secundario (60% a.m.) Hostapur SAS®
B)	8,15 de laureth-2-sulfato de sodio (27% a.m.) Genapol LRO®
C)	2,13 de cocoamido-propil-betaína (30% a.m.) Genagen CAB®
D)	1,25 de cloruro de (alquil de C_{12}/C_{14})-dimetil-hidroxietil-amonio (40% a.m.) Praepagen HY®
E)	Agua c.s.p. 100
F)	Perfume c.s.
G)	Colorante c.s.
H)	Conservante c.s.

Procedimiento

I.	Mezclar a la temperatura ambiente A + E
II.	Añadir B \amp{1} C y mezclar
III.	Añadir D y mezclar
IV.	Añadir F, G \amp{1} H y mezclar

III) Detergente líquido para el lavado de vajillas % (p/p)

A)	12,5 de un alcano-sulfonato secundario (60% a.m.) Hostapur SAS®
B)	70,15 de laureth-2-sulfato de sodio (27% a.m.) Genapol LRO®
C)	8,32 de cloruro de (alquil de C_{12}/C_{14})-dimetil-hidroxietil-amonio (40% a.m.) Praepagen HY®
D)	Agua c.s.p. 100
E)	Perfume c.s.
F)	Colorante c.s.
G)	Conservante c.s.

Procedimiento

I.	Mezclar a la temperatura ambiente A + D
II.	Añadir B y mezclar
III.	Añadir C y mezclar
IV.	Añadir E, F \amp{1} G y mezclar.

Claims

1. Uso de compuestos catiónicos de la fórmula

R^{2} ---

\melm{\delm{\para}{R ^{4} }}{N}{\uelm{\para}{R ^{1} }}

^{\oplus} --- R^{3} \hskip0,5cm X^{\circleddash}

2. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que los agentes tensioactivos aniónicos son alquil-benceno-sulfonatos, olefina-sulfonatos, alquil-éter-sulfatos o alcano-sulfonatos secundarios y mezclas de ellos.

3. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que los agentes tensioactivos aniónicos están presentes en una proporción de 1 a 40, preferentemente de 3 a 20% en peso.

4. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el compuesto catiónico está presente en una proporción de 0,1 a 10, preferentemente de 0,2 a 5% en peso.

5. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se usan uno o más agentes tensioactivos no iónicos y/o betaína.

6. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se usa de 0,1 a 15% en peso de uno o más agentes tensioactivos no iónicos y/o betaína.

7. Uso como se reivindica en la reivindicación 1, en el que se usan adicionalmente otros aditivos y coadyuvantes.