ES2288646T3 - Composiciones de ester-quat concentradas facilmente dispersables. - Google Patents
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Abstract
Una composición de éster-quat constituida esencialmente por: a) al menos 50% en peso de un compuesto éster-quat de la fórmula 1 en donde: A es un grupo de las fórmulas -(CH2)n-Q-T1 o Q es -O-C(O)- o -C(O)-O-; R1 es (CH2)n-Q-T2 o T3 o R3; R2 es (CH2)m-Q-T4 o T5 o R3; R3 es H, alquilo C1-C6, alquenilo C2-C6 o hidroxialquilo C1-C6; T1, T2, T3, T4, T5 son independientemente alquilo C8-C22 o alquenilo C8-C22; n y m son enteros de 1 a 6; y X es un anión, b) 5-30% en peso de un disolvente orgánico, c) 5-20% en peso de agua y d) un modificador de pH seleccionado del grupo de trietanolamina, monoetanolamina, etilenodiamina, dial- quil-aminas, dialquil-metil-aminas, alquil-aminas etoxiladas y metil-propanol-alquil-amina.
Description
Composiciones de éster-quat
concentradas fácilmente dispersables.
Esta invención se refiere a una composición de
éster-quat que se utiliza para producción de
suavizantes de telas a temperaturas más bajas, cuando se comparan
con el proceso convencional.
Es bien sabido que los productos textiles que se
han lavado, sea en procesos de lavado automáticos o manuales, y
particularmente los fabricados a base de fibras celulósicas,
presentan un tacto muy desagradable después del secado. Esta
sensación endurecida indeseable puede resolverse por tratamiento de
las prendas de vestir después del lavado en un baño de aclarado con
compuestos catiónicos que contienen dos radicales alifáticos largos
en la estructura.
Basándose en esta idea, los suavizantes de telas
comerciales actuales disponibles en el mercado están compuestos
básicamente por una dispersión de sustancias dialquílicas
catiónicas, en la mayoría de los casos sales de
dialquildimetil-amonio y
diéster-quats de trietanol-amina,
dietanolamina o glicerina.
La dispersión de compuestos catiónicos,
principalmente los adecuados para la aplicación en suavizantes de
telas, es una tarea difícil de conseguir a una temperatura próxima a
la del ambiente, debido a la deficiente solubilidad/dispersabilidad
de estas materias primas en agua fría.
La presente invención expone una nueva opción
para trabajar con éster-quats en la producción de
suavizantes de telas, que consiste básicamente en una composición
de éster-quat de alta concentración dispersable en
agua a temperaturas de aproximadamente 35ºC.
Debido a su inestabilidad bien conocida frente a
la reacción de hidrólisis, los éster-quats se
formulan rara vez como productos concentrados en presencia de agua,
especialmente cuando la composición resultante se somete a
almacenamiento antes de la aplicación final. Sin embargo, en la
presente patente pueden explorarse todas las ventajas de la
asociación agua/éster-quat, que promueve la fácil
dispersabilidad de la mezcla final, dado que la hidrólisis se
mantiene particularmente bajo control por la presencia de un
modificador seleccionado del pH.
En general, los éster-quats
presentan problemas concernientes a la producción de suavizantes
viscosos, que obligan al uso de espesantes para alcanzar una
viscosidad alta en el producto final. Un aumento importante en la
viscosidad de las formulaciones suavizantes es otra ventaja
interesante que proviene de la dispersión, a temperaturas
inferiores, de la composición descrita en esta memoria, que permite
una reducción significativa o incluso la eliminación completa de
espesantes de las formulaciones finales. Esta característica es
especialmente importante para algunos países, más frecuentemente en
América Latina y Asia, donde los consumidores relacionan todavía la
buena calidad de un producto con su viscosidad alta.
Un concentrado de éster-quat,
con 75-95% de contenido activo y etanol y/o glicoles
hasta 100%, se reivindica en el documento EP 0 902 008. En dicha
patente se reivindica también una formulación cosmética final,
preparada específicamente a partir del concentrado, pero para ser
un producto final, la cantidad mínima de agua requerida es superior
al máximo tolerado en la presente invención, y no se menciona la
adición de cualquier otro aditivo para mantener la hidrólisis bajo
control. En el documento US 5.811.385, se describen soluciones
acuosas concentradas de éster-quat adecuadas para
preparar detergentes de lavandería y cosméticos. No está presente
disolvente orgánico alguno en esta solución acuosa concentrada. El
documento US 2003 158068 describe composiciones de
acondicionamiento de telas basadas en éster-quats,
con contenido activo total máximo de 25%. En dicho documento, está
siempre presente un ácido graso insaturado como estabilizador de la
viscosidad. Composiciones suavizantes acuosas finales con
concentración de éster-quat máxima de 30% se
reivindican también en EP 0 669 391. La invención descrita en esta
memoria se refiere a una composición de éster-quat
de alta concentración, que contiene al menos 50% de materia activa,
indicada como materia prima, para la producción fácil de suavizantes
comerciales de telas a temperaturas reducidas.
El propósito de esta invención es proporcionar
composiciones de éster-quat concentradas que
contienen agua y por tanto pueden diluirse fácilmente incluso a
temperaturas relativamente bajas. Al mismo tiempo, la influencia
perjudicial del agua que causa la hidrólisis del
éster-quat se minimiza por la adición de un
denominado modificador del pH.
La invención se refiere a una composición de
éster-quat constituida esencialmente por:
a) al menos 50% en peso de un compuesto
éster-quat de la fórmula 1
en
donde:
A es un grupo de las fórmulas
-(CH_{2})_{n}-Q-T^{1}
o
\vskip1.000000\baselineskip
Q es -O-C(O)- o
-C(O)-O-;
R1 es
(CH_{2})_{n}-Q-T2_{ }o
T3 o R3;
R2 es
(CH_{2})_{m}-Q-T4_{ }o
T5 o R3;
R^{3} es H, alquilo
C_{1}-C_{6}, alquenilo
C_{2}-C_{6} o hidroxialquilo
C_{1}-C_{6};
T1, T2, T3, T4, T5 son independientemente
alquilo C_{8}-C_{22} o alquenilo
C_{8}-C_{22};
n y m son enteros de 1 a 6; y
X es un anión,
b) 5-30% en peso de un
disolvente orgánico,
c) 5-20% en peso de agua y
d) un modificador de pH seleccionado del grupo
de trietanolamina, monoetanolamina, etilenodiamina, dialquilaminas,
dialquil-metil-aminas,
alquil-aminas etoxiladas y
metil-propanol-alquil-amina.
Compuestos éster-quat preferidos
de fórmula 1 son aquéllos en los cuales:
Q es -O-C(O)-;
R^{1} es
(CH_{2})_{n}-Q-T^{2} o
T^{3};
R^{2} es
(CH_{2})_{m}-Q-T^{4} o
T^{5} o R^{3};
R^{3} es alquilo
C_{1}-C_{6}, especialmente metilo, alquenilo
C_{2}-C_{6} o hidroxialquilo
C_{1}-C_{6}, especialmente
hidroxi-etilo;
T^{1}, T^{2}, T^{3}, T^{4}, T^{5} son
independientemente alquilo C_{8}-C_{22} o
alquenilo C_{8}-C_{22};
n y m son 1 ó 2.
Compuestos éster-quat muy
preferidos son diéster-quats de trietanolamina y
diéster-quats de dietanolamina, lo que significa
compuestos de la fórmula 1 en donde A, R^{1} y R^{2} son un
grupo de la fórmula -CH_{2}CH_{2}OCO-T^{1},
R^{2} puede ser adicionalmente un grupo R^{3}, seleccionándose
R^{2} y R^{3} independientemente y siendo R^{3} y X como se
define en la fórmula 1. Todos los compuestos
éster-quat mencionados pueden contener cualquier
clase de anión, que sea compatible con el
éster-quat, siendo los preferidos cloruro, bromuro,
acetato, lactato, sulfato, hidrogenosulfato o metilsulfato.
La composición reivindicada puede contener estos
compuestos catiónicos en una cantidad de 50 a 90%, más precisamente
de 65 a 75% en peso de la composición total.
En principio, disolventes orgánicos adecuados
son cualesquiera alcoholes cortos mono- o polivalentes. Se da
preferencia a la utilización de alcoholes que tienen de 1 a 4 átomos
de carbono, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol,
butanol de cadena lineal y ramificado, glicerol y mezclas de dichos
alcoholes. Otros disolventes preferidos son
polietilen-glicoles que tienen un peso molecular
relativo inferior a 2000. Se prefiere particularmente el uso de
polietilen-glicol que tiene un peso molecular
relativo entre 200 y 600, y de polietilen-glicol
que tiene un peso molecular relativo entre 400 y 600. Asimismo,
puede utilizarse el alquiléter inferior de etilenglicol,
propilenglicol, polietilenglicol y polipropilenglicol. Otros
disolventes adecuados son, por ejemplo, triacetina (triacetato de
glicerol),
1-metoxi-2-propanol,
y hexilenglicol.
La composición reivindicada contiene estos
disolventes orgánicos o incluso mezclas de los mismos en una
cantidad de 5 a 30%, más precisamente de 15 a 25% en peso de la
composición total.
En la presente invención, su presencia en el
concentrado es esencial para la buena dispersabilidad a temperaturas
bajas. De acuerdo con ello, está presente agua en una cantidad de 5
a 20%, de modo más preciso de 7 a 15% en peso de la composición
total.
Cuando se utilizan éster-quats
como compuestos catiónicos, la presencia de agua en el concentrado
es un problema real, dado que los enlaces éster se rompen por el
proceso de hidrólisis. El mejor procedimiento para evitarlo
consiste en utilizar una dosis controlada de un modificador del pH
para aumentar el pH y ralentizar así significativamente la
hidrólisis.
Los modificadores de pH indicados especialmente
para la presente composición son compuesto amínicos seleccionados
del grupo de trietanolamina, monoetanolamina, etilenodiamina,
dialquilaminas,
dialquil-metil-aminas,
alquil-aminas etoxiladas y
aminometil-propanol.
La composición reivindicada puede contener un
modificador de pH en una cantidad de 0,1 a 3% en peso de la
composición total.
Dependiendo del uso propuesto, las composiciones
de acuerdo con la invención comprenden, además de los compuestos
mencionados, aditivos y adyuvantes que son habituales y específicos
en cada caso, tales como por ejemplo electrólitos, perfumes,
vehículos de perfume, colorantes, hidrotropos, agentes
antiespumantes, agentes polímeros u otros agentes espesantes,
opacificadores y agentes anti-corrosión.
Las composiciones de acuerdo con la invención
son notables por una estabilidad satisfactoria al almacenamiento, y
por permitir la producción de un suavizante de telas por dilución
con agua a temperatura próxima a la del ambiente.
Las composiciones de acuerdo con la presente
invención pueden producirse por fusión del compuesto
éster-quat y adición del disolvente orgánico al
éster-quat "monter".
El agua y el modificador del pH se mezclan por
separado y esta mixtura se añade a la mixtura del
éster-quat y el disolvente orgánico, mixtura que ha
sido enfriada hasta aproximadamente 40 a 50ºC.
1) Estabilidad Hidrolítica de las
Composiciones de Éster-Quat Concentradas Fácilmente
Dispersables: La tabla siguiente muestra los beneficios de la
presencia de un modificador de pH seleccionado en cuanto a la
hidrólisis del Concentrado de Éster-Quat. El ensayo
se condujo a 35ºC, que es una de las temperaturas indicadas para la
dispersión del producto.
El éster-quat utilizado en este
ensayo era metilsulfato de
C_{16}-C_{18}-dialquenoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio
en isopropanol (90% a.m.). El modificador de pH era trietanolamina
(99%).
A partir de la tabla, está claro que el
modificador de pH juega un papel definitivo en el mantenimiento de
la hidrólisis bajo control durante el almacenamiento, principalmente
a temperaturas más altas.
\global\parskip0.950000\baselineskip
- A)
- 80,00 de metilsulfato de C_{16}-C_{18}-dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio en isopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ)
- B)
- 10,00 isopropanol (99,5%)
- C)
- 0,72 trietanolamina (99%)
- D)
- 9,28 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 50ºC), con agitación.
- II.
- Añadir B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 40ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 40ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
- A)
- 80,00 de metilsulfato de (C_{16}-C_{18}-dialcanoil-oxietil-hidroxietil-metil-amonio en etanol (85% a.m.) (Praepagen® TQL-E)
- B)
- 10,00 etanol
- C)
- 0,68 trietanolamina (99%)
- D)
- 9,32 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 60ºC), con agitación.
- II.
- Añadir B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 50ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 50ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
- A)
- 0,00 de metilsulfato de (C_{16}-C_{18}-dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio en isopropanol (85% a.m.) (Praepagen® TQL)
- B)
- 0,00 isopropanol
- C)
- 0,68 trietanolamina (99%)
- D)
- 9,32 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 60ºC), con agitación.
- II.
- Añadir, con agitación, y enfriar a aproximadamente 50ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 50ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- A)
- 80,00 de metilsulfato de (C_{16}-C_{18}-dialcanoiloxi-etil-hidroxietil-metil-amonio en isopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ)
- B)
- 15,00 isopropanol
- C)
- 0,72 trietanolamina (99%)
- D)
- 4,32 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 50ºC), con agitación.
- II.
- Añadir B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 40ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 40ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
- A)
- 80,00 de metilsulfato de (C_{16}-C_{18}-dialcanoil-oxietil-hidroxietil-metil-amonio en isopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ)
- B)
- 15,00 isopropanol
- C)
- 0,72 aminometil-propanol
- D)
- 4,32 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 50ºC), con agitación.
- II.
- Añadir B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 40ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 40ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
- A)
- 80,00 de metilsulfato de (C_{16}-C_{18}-dialcanoiloxi-etil-hidroxietil-metil-amonio en etanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ-E)
- B)
- 10,00 etanol (99,5%)
- C)
- 0,72 trietanolamina (99%)
- D)
- 9,28 agua.
- I.
- Calentar A a fin de obtener un material fundido (aprox. 50ºC), con agitación.
- II.
- Añadir B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 40ºC (mixtura 1).
- III.
- Mezclar, en un recipiente separado, C y D a la temperatura ambiente (mixtura 2).
- IV.
- Añadir la mixtura 2 a la mixtura 1, con agitación a 40ºC.
- V.
- Agitar durante aproximadamente 5 minutos.
La tabla siguiente muestra algunos resultados
comparativos de viscosidad entre suavizantes preparados con un
éster-quat (Praepagen® TQ), como está disponible
normalmente en el mercado, y con el Concentrado de
Éster-Quat de acuerdo con la presente
invención.
El espesante utilizado en el ejemplo anterior
era un almidón de maíz modificado. Procedimientos:
Procedimiento
1
- A)
- Fundir el éster-quat (Praepagen TQ) a aprox. 65ºC.
- B)
- Mezclar el agua y el espesante (cuando está presente) y calentar a aprox. 70ºC.
- C)
- Añadir el éster-quat (Praepagen TQ) al agua (o mezcla con espesante), con agitación.
- D)
- Agitar durante 45 minutos con enfriamiento.
Procedimiento
2
- A)
- Fundir el Concentrado de Éster-Quat a aprox. 35ºC.
- B)
- Mezclar el agua y el espesante (cuando está presente), a la temperatura ambiente.
- C)
- Añadir el Concentrado de Éster-Quat al agua (o mezcla con espesante), con agitación.
- D)
- Agitar durante 30 minutos.
Es evidente a partir de los datos de viscosidad
proporcionados anteriormente que un concentrado de
éster-quat de acuerdo con la presente invención
aumenta significativamente la viscosidad de la composición
suavizante final en comparación con un éster-quat
convencional.
Claims (10)
1. Una composición de éster-quat
constituida esencialmente por:
a) al menos 50% en peso de un compuesto
éster-quat de la fórmula 1
en
donde:
A es un grupo de las fórmulas
-(CH_{2})_{n}-Q-T^{1}
o
Q es -O-C(O)- o
-C(O)-O-;
R^{1} es
(CH_{2})_{n}-Q-T2_{ }o
T3 o R3;
R^{2} es
(CH_{2})_{m}-Q-T4_{ }o
T5 o R3;
R^{3} es H, alquilo
C_{1}-C_{6}, alquenilo
C_{2}-C_{6} o hidroxialquilo
C_{1}-C_{6};
T^{1}, T^{2}, T^{3}, T^{4}, T^{5} son
independientemente alquilo C_{8}-C_{22} o
alquenilo C_{8}-C_{22};
n y m son enteros de 1 a 6; y
X es un anión,
b) 5-30% en peso de un
disolvente orgánico,
c) 5-20% en peso de agua y
d) un modificador de pH seleccionado del grupo
de trietanolamina, monoetanolamina, etilenodiamina,
dial-quil-aminas,
dialquil-metil-aminas,
alquil-aminas etoxiladas y
metil-propanol-alquil-amina.
2. Una composición de éster-quat
concentrada de acuerdo con la reivindicación 1, en donde en la
fórmula 1
Q es -O-C(O)-;
R^{1} es
(CH_{2})_{n}-Q-T^{2} o
T^{3};
R^{2} es
(CH_{2})_{m}-Q-T^{4} o
T^{5} o R^{3};
R^{3} es alquilo
C_{1}-C_{2} o hidroxialquilo
C_{1}-C_{6};
T1, T2, T3, T4, T5 son independientemente
alquilo C_{8}-C_{22} o alquenilo
C_{8}-C_{22};
n y m son 1 ó 2.
3. Una composición de éster-quat
concentrada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, en donde están presentes dos o más tipos diferentes de
los compuestos éster-quat de fórmula 1 como se
define en la reivindicación 1.
4. Una composición de éster-quat
concentrada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
anteriores, en donde el compuesto éster-quat es un
compuesto de fórmula 1 en la cual A, R^{1}, y R^{2} son un grupo
de la fórmula -CH_{2}CH_{2}OCO-T^{1}, R^{2}
puede ser adicionalmente un grupo R^{3}, seleccionándose R^{2}
y R^{3} independientemente, y siendo R^{3} y X como se define en
la fórmula 1.
5. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el compuesto
éster-quat está presente en una cantidad de 50 a
90%, preferiblemente de 65 a 75% en peso de la composición
total.
6. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el disolvente orgánico se
selecciona del grupo de alcoholes cortos, preferiblemente metanol,
etanol, propanol, isopropanol o una mezcla de los mismos.
7. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el disolvente orgánico, o
una mezcla de disolventes orgánicos, está presente en una cantidad
de 15 a 25% en peso de la composición total.
8. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el agua está presente en
una cantidad de 7 a 15% en peso de la composición total.
9. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la cual el modificador de pH está
presente en una cantidad de 0,1 a 3% en peso de la composición
total.
10. Una composición concentrada de
éster-quat de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que contiene adicionalmente
cualesquiera otros aditivos o adyuvantes.
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