ES2320109T3 - Polimero de tri(hidroximetil) acrilamidometano, latex inverso y micro-latex que lo contiene, utilizacion de dichos polimeros, latex inverso y micro-latex inverso. - Google Patents
Polimero de tri(hidroximetil) acrilamidometano, latex inverso y micro-latex que lo contiene, utilizacion de dichos polimeros, latex inverso y micro-latex inverso. Download PDFInfo
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Abstract
Composición que comprende una fase de aceite, una fase acuosa, por lo menos un agente emulsionante de tipo agua en aceite (E/H), por lo menos un agente emulsionante de tipo aceite en agua (H/E), en forma de ya sea un látex inverso auto-invertible que comprende de 20% a 70% en peso, y de preferencia de 25% a 40% en peso, de un polímero lineal o reticulado, caracterizado porque es susceptible de ser obtenido ya sea por homopolimerización del N-[2hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]-propenamida o por copolimerización del N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]propenamida con uno o varios monómeros escogidos entre los monómeros catiónicos, los monómeros que comprenden al menos una función ácida fuerte, parcialmente salificados o totalmente salificados, los monómeros que comprenden al menos una función ácida débil, parcialmente salificados o totalmente salificados o los monómeros neutros o ya sea de un micro-látex inverso auto-invertible que comprende de 10% a 50% en peso, y de preferencia de 10% a 30% en peso de dicho polímero.
Description
Polímero de
tri(hidroximetil)acrilamidometano, látex inverso y
micro-látex que lo contiene, utilización de dichos
polímeros, látex inverso y micro-látex inverso.
La presente solicitud de patente se refiere a
nuevos polímeros, látex inversos y micro-látex
inversos agua en aceite que los contienen su procedimiento de
preparación y su utilización como agentes espesantes floculantes,
súper absorbentes, o modificadores de reología.
Con motivo de la investigación sobre el
desarrollo de nuevos espesantes floculantes o súper absorbentes con
una prolongada estabilidad en el tiempo, el solicitante se interesó
en los polímeros de N-[2-hidroxi
1,1-bis(hidroximetil)etil]propenamida,
denominado también tri(hidroximetil)acrilamidometano o
THAM:
El THAM es descrito en la solicitud de patente
europea publicada con el número EP 0 900 786.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, la misma tiene como objeto un polímero lineal o
reticulado, caracterizado porque es susceptible de ser obtenido ya
sea por homopolimerización del
N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]-propenamida
o por copolimerización del
N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]-propenamida
con uno o varios monómeros escogidos entre los monómeros
catiónicos, los monómeros que comprenden al menos una función ácida
fuerte, parcialmente salificados o totalmente salificados, los
monómeros que comprenden al menos una función ácida débil,
parcialmente salificados o totalmente salificados o los monómeros
neutros.
Por polímero reticulado, se designa un polímero
no lineal que se presenta en estado de red tridimensional insoluble
en agua, pero hinchable en el agua y que conduce por lo tanto a la
obtención de un gel químico.
Por salificado, se designa para las funciones de
los ácidos fuertes o débiles, las sales de metales alcalinos tales
como la sal de sodio, la sal de potasio o las sales de base
nitrogenada, tales como la sal de amonio o la sal de monoetanolamina
(HO-CH_{2}-CH_{2}-NH_{3}^{+}).
Por copolimerización, se entiende que la
reacción de polimerización utiliza dos monómeros diferentes. Es
posible utilizar tres o más monómeros diferentes.
Cuando la reacción de polimerización que conduce
al copolímero objeto de la presente invención, utiliza uno o varios
monómeros que comprenden una función ácida fuerte, por lo general se
trata de la función de ácido sulfónico o de la función de ácido
fosfónico, dichas funciones siendo parcialmente o totalmente
salificadas. Dicho monómero puede ser, por ejemplo, el ácido
estirenosulfónico, el metacrilato de (2-sulfo
etilo), el ácido estirenofosfónico, parcialmente o totalmente
salificado o de preferencia el ácido 2-metil
2-[(1-oxo 2-propenil)amino]
1-propanosulfónico parcialmente o totalmente
salificado bajo la forma de una sal de metal alcalino, como por
ejemplo, la sal de sodio o la sal de potasio, sal de amonio, una sal
de un amino alcohol tal como por ejemplo la sal de monoetanolamina o
una sal de aminoácido tal como, por ejemplo, la sal de lisina.
Cuando la reacción de polimerización que conduce
al copolímero objeto de la presente invención, utiliza uno o varios
monómeros que comprenden una función ácida débil se trata
generalmente de la función de ácido carboxílico; dichos monómeros
son más particularmente escogidos entre el ácido acrílico, el ácido
metacrílico, el ácido itacónico, el ácido maleico parcialmente o
totalmente salificado o el ácido
3-metil-3-[(1-oxo
2-propenil)amino]butanoico,
parcialmente salificado o totalmente salificado.
Cuando la reacción de polimerización que conduce
al copolímero objeto de la presente invención, utiliza uno o varios
monómeros neutros, los mismos son más particularmente escogidos
entre la acrilamida, la metacrilamida, la vinilpirrolidona, la
diacetonaacrilamida, el acrilato de (2-hidroxi
etilo), el acrilato de (2,3-dihidroxi propilo), el
metacrilato de (2-hidroxi etilo), el metacrilato de
(2,3-dihidroxi propilo) o un derivado etoxilado de
peso molecular comprendido entre 400 y 1000, de cada uno de estos
ésteres.
Cuando la reacción de polimerización que conduce
al copolímero objeto de la presente invención, utiliza uno o varios
monómeros catiónicos, se trata más particularmente de monómeros que
comprendan uno o varios grupos de amonio o precursores aminados de
estos monómeros; como, por ejemplo, el cloruro de
2,N,N,N-tetrametil 2-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio
(AMPTAC), el cloruro de 2,N,N-trimetil
2-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio, el
cloruro de N,N,N-trimetil 3-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio (APTAC),
el cloruro de dialil dimetilamonio (DADMAC), el cloruro de
N,N,N-trimetil 2-[(1-oxo
2-propenil)]etanamonio, el cloruro de
N,N,N-trimetil 2-[(1-oxo
2-metil 2-propenil)]etanamonio, el
N-[2-(dimetilamino) 1,1-dimetil]acrilamida,
el N-[2-(metilamino) 1,1-dimetil]acrilamida,
el acrilato de 2-(dimetilamino)etilo, el metacrilato de
2-(dimetilamino)etilo o el
N-[3-(dimetilamino)propil]acrilamida.
La invención tiene más particularmente como
objeto, los polímeros siguientes:
los homopolímeros de THAM, los copolímeros de
THAM y de ácido 2-metil 2-[(1-oxo
2-propenil)amino]
1-propanosulfónico parcialmente o totalmente
salificado bajo la forma de sal de sodio o de sal de amonio, los
copolímeros de THAM y de ácido acrílico parcialmente salificado
bajo la forma de sal de sodio o de sal de amonio, los copolímeros
de THAM y de ácido metacrílico parcialmente salificado bajo la forma
de sal de sodio o de sal de amonio, los terpolímeros de THAM, de
ácido acrílico y de acrilamida parcialmente salificado bajo la forma
de sal de sodio o de sal de amonio, los copolímeros de THAM y de
ácido 2-metil 2-[(1-oxo
2-propenil)amino]
1-propanosulfónico parcialmente o totalmente
salificado bajo la forma de sal de sodio o de sal de amonio, los
copolímeros de THAM y de AMPTAC, los copolímeros de THAM y de
APTAC, los copolímeros de THAM y de DADMAC, los copolímeros de THAM
y de acrilato de 2-(dimetilamino)etilo, los copolímeros de
THAM y de metacrilato de 2-(dimetilamino) etilo, los terpolímeros
de THAM y de AMPTAC y de acrilamida, los terpolímeros de THAM, y de
AMPTAC y de diacetonaacrilamida, los terpolímeros de THAM, de APTAC
y de acrilamida, los terpolímeros de THAM, de DADMAC y de
diacetonaacrilamida, los terpolímeros de THAM, de acrilato de
2-(dimetilamino)etilo y de acrilamida o los terpolímeros de
THAM, de metacrilato de 2-(dimetilamino)etilo y de
diacetonaacrilamida.
De acuerdo con un aspecto particular de la
presente invención, los polímeros tales como los definidos
anteriormente son polímeros lineales.
De acuerdo con otro aspecto particular de la
presente invención, los polímeros, tales como los definidos
anteriormente son polímeros reticulados por un agente de
reticulación seleccionado entre los compuestos polietilénicos o
dietilénicos, y más particularmente entre el ácido dialiloxiacético
o de una de las sales y específicamente son la sal de sodio, la
trialilamina, el trimetilol propanotriacrilato, el dimetacrilato de
etileno glicol, el diacrilato de dietileno glicol, el dialilurea o
el metileno bis(acrilamida). El agente de reticulación se
utiliza generalmente en la proporción molar expresada en relación
con los monómeros utilizados, de 0,005% a 1%, en especial de 0,01% a
0,2% y más particularmente de 0,01% a 0,1%.
Los polímeros tales como los definidos
anteriormente, tienen una proporción molar, expresada en relación
con los monómeros utilizados, de monómero THAM generalmente superior
o igual a 5%, más particularmente superior o igual a 10% y,
particularmente superior o igual a 20%.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, la misma se refiere a una composición que comprende una
fase de aceite, una fase acuosa, por lo menos un agente emulsionante
de tipo agua en aceite (E/H), por lo menos un agente emulsionante
de tipo aceite en agua (H/E), en forma de un látex inverso
auto-invertible que comprende de 20% a 70% en peso,
y de preferencia de 25% a 40% en peso, de un polímero, tal como el
definido anteriormente.
El látex inverso de acuerdo con la invención
contiene generalmente de 2,5% a 15% en peso, y de preferencia de 4%
a 9% en peso de agentes emulsionantes, entre los cuales de 20% a
50%, en particular de 25% a 40% del peso total de los agentes
emulsionantes presentes son de tipo agua en aceite (E/H) y en los
cuales de 80% a 50%, en particular de 75% a 60% del peso total de
los agentes emulsionantes, son de tipo aceite en agua (H/E).
En el látex inverso, tal como el definido
anteriormente, la fase aceite representa generalmente de 15% a 50%,
de preferencia de 20% a 25% de su peso total. El látex inverso
contiene entre 5% y 60% en peso de agua y más particularmente,
entre 20% y 50% en peso de agua. El látex de acuerdo con la
invención también puede contener diferentes aditivos tales como
agentes formadores de complejos o agentes limitadores de la
cadena.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente
invención, la misma tiene por objeto una composición que comprende
una fase de aceite, una fase acuosa, por lo menos un agente
emulsionante de tipo agua en aceite (E/H), por lo menos un agente
emulsionante de tipo aceite en agua (H/E), en forma de un
micro-látex inverso auto-invertible
que comprende de 10% a 50% en peso, y de preferencia de 10% a 30% en
peso de un polímero, tal como el definido anteriormente.
El micro-látex inverso de
acuerdo con la invención típicamente contiene de 5% a 10% en peso de
una mezcla de tensioactivos de tipo (E/H) y de tipo (H/E) con un
número HLB global superior o igual 9. La fase de aceite representa
generalmente de 15% a 50%, de preferencia de 20% al 25% de su peso
total.
Por "agente emulsionante de tipo agua en
aceite" se designan los agentes emulsionantes que poseen un valor
HLB suficientemente bajo para proporcionar emulsiones de agua en
aceite, tales como los polímeros tensioactivos comercializados bajo
el nombre de HYPERMER^{TM} o tales como los ésteres de sorbitán
como el monooleato de sorbitán comercializado por la Sociedad
SEPPIC bajo el nombre de MONTANE^{TM} 80, el isoestearato de
sorbitán comercializado por SEPPIC bajo el nombre de MONTANE^{TM}
70 o el sesquioleato de sorbitán comercializado por SEPPIC bajo el
nombre de MONTANA^{TM} 83. Cuando se trata de una mezcla de
agentes emulsionantes de tipo agua en aceite, el valor HLB a tomar
en consideración es aquel de dicha mezcla.
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Por "agente emulsionante de tipo aceite en
agua", se designan los agentes emulsionantes que poseen un valor
HLB lo suficientemente alto para proporcionar emulsiones de aceite
en agua tales como, por ejemplo, los ésteres de sorbitán etoxilados
como el oleato de sorbitán etoxilado con 20 moles de óxido de
etileno, el aceite de ricino etoxilado con 40 moles de óxido de
etileno, el laurato de sorbitán etoxilado con 20 moles de óxido de
etileno comercializados par la Sociedad SEPPIC respectivamente bajo
los nombres MONTANOX^{TM} 80 SIMULSOL^{TM} OL 50 y
MONTANOX^{TM} 20, lauril alcohol etoxilado con 7 moles de óxido de
etileno comercializado por la sociedad SEPPIC bajo el nombre de
SIMULSOL^{TM} P7, el alcohol oleocetílico decaetoxilado de etileno
comercializado por la sociedad SEPPIC bajo el nombre de
SIMULSOL^{TM} OC 710 o los hexaoleatos de sorbitán polietoxilados
comercializados por la sociedad ATLAS chemical Industries bajo los
nombres G-1086 y G-1096, los
nonilfenol etoxilatos o los alquil poliglucósidos de fórmulas
(I):
(I)R_{1}-O-(G)_{x}-H
tales como SIMULSOL^{TM} SL 8,
comercializado por la sociedad SEPPIC, que es una solución acuosa
que contiene entre aproximadamente 35% y 45% en peso de una mezcla
de alquil poliglucósidos que consiste de entre 45% en peso y 55% en
peso de un compuesto de fórmula (I), en la cual x es igual a
aproximadamente 1,45 y R_{1} representa un radical decilo, y
entre 45% en peso y 55% en peso de un compuesto de fórmula (I), en
la cual x es igual a aproximadamente 1,45 y R_{1} es un radical
octilo; el SIMULSOL^{TM} SL10, comercializado por la sociedad
SEPPIC, que es una solución acuosa que contiene entre
aproximadamente 50% en peso y 60% en peso de una mezcla de alquil
poliglucósidos, que consiste en aproximadamente 85% en peso de un
compuesto de fórmula (I), en la cual x es igual a aproximadamente
1,45 y R_{1} representa un radical decilo, aproximadamente 7,5%
en peso de un compuesto de fórmula (I), en la cual x es igual a
aproximadamente 1,45 y R_{1} representa un radical dodecilo y
aproximadamente 7,5% en peso de un compuesto de fórmula (I), en la
cual x es igual a aproximadamente 1,45 y R_{1} representa un
radical tetradecilo; el SIMULSOL^{TM} SL11, comercializado por la
sociedad SEPPIC, que es una solución acuosa que contiene entre 50%
en peso y 60% en peso de una mezcla de alquil poliglucósidos
fórmula (I), en la cual x es igual a aproximadamente 1,45 y R_{1}
representa un radical undecilo o el SIMULSOL^{TM} SL26,
comercializado por la sociedad SEPPIC, que es una solución acuosa
que contiene entre aproximadamente 50% en peso y 60% en peso de una
mezcla de alquil poliglucósidos que consiste en aproximadamente 70%
en peso de un compuesto de fórmula (I), en la cual x es igual a
aproximadamente 1,45 y R_{1} representa un radical dodecilo,
aproximadamente 25% en peso de un compuesto de fórmula (I), en la
cual x es igual a aproximadamente 1,45 y R_{1} representa un
radical tetradecilo y aproximadamente 5% en peso de un compuesto de
fórmula (I), en la cual x es igual a aproximadamente 1,45 y R_{1}
representa un radical
hexadecilo.
La fase de aceite del látex inverso o del
micro-látex inverso descrita anteriormente, está
constituida ya sea:
por un aceite mineral comercial que contiene
hidrocarburos saturados de tipo parafina, isoparafina,
cicloparafina, que presentan a temperatura ambiente, una densidad
entre 0.7 y 0.9 y un punto de ebullición superior a 180ºC, como por
ejemplo, el ISOPAR^{TM} M, el ISOPAR^{TM} L, el ISOPAR^{TM} E,
o el ISOPAR^{TM} G, el EXXOL^{TM} D 100 S comercializado por
EXXON o los aceites minerales blancos, de conformidad con las
regulaciones de la FDA 21 CFR 172.878 y FR 178.3620(a),
tales como el MARCOL^{TM} 52 o el MARCOL^{TM} 82, también
comercializados por Exxon.
ya sea por el poliisobuteno hidrogenado,
comercializado en Francia por la sociedad Ets B. Rossow et Cie bajo
el nombre de PARLEAM-POLYSYNLANE^{TM} y citado en
Michel e Irene Ash; Thesaurus of Chemical Products, Chemical
Publishing Co, Inc. 1986 Volumen I, página 211 (ISBN 0 7131 3603
0);
ya sea por el isohexadecano que se identifica en
el Chemical Abstracts por el número RN =
93685-80-4, y que es una mezcla de
isoparafinas, C_{12}, C_{16} y C_{20} que contiene al menos
97% de isoparafinas C_{16}, entre las cuales el principal
componente es el 2,2,4,4,6,8,8-heptametil nonano (RN
= 4390-04-9). Se comercializa en
Francia por la sociedad Bayer;
ya sea por el isododecano comercializado en
Francia por la sociedad Bayer.
ya sea el escualano que se identifica en el
Chemical Abstracts por el número RN =
111-01-3 y es una mezcla de
hidrocarburos que contienen más de 80% en peso de
2,6,10,15,19,23-hexametil tetracosano. Se
comercializa en Francia por la sociedad SOPHIM, bajo el nombre
PHYTOSQUALANE^{TM};
ya sea entre los ésteres de ácidos grasos de la
fórmula (II):
(II)R_{1}-(C=O)-O-[[CH_{2}-CH[O-[C(=O)]_{m}-R_{2}]-CH_{2}-O]_{n}-[C(=O)]_{p}]_{q}-R_{3}
en la que R_{1} representa una
cadena de hidrocarburos saturada o insaturada, lineal o ramificada
que contiene de 7 a 30 átomos de carbono, R_{2} representa
independientemente de R_{1}, un átomo de hidrógeno, una cadena de
hidrocarburos saturada o insaturada lineal o ramificada que contiene
de 7 a 30 átomos de carbono, R_{3} representa independientemente
de R_{1} o de R_{2}, un átomo de hidrógeno o una cadena de
hidrocarburos saturada o insaturada, lineal o ramificada que
contiene de 1 a 30 átomos de carbono, m, n, p y q son,
independientemente uno del otro igual a 0 ó 1, siempre que, cuando
R_{3} representa un átomo de hidrógeno, q es diferente de 0. Como
los compuestos de fórmula (II), existen más particularmente los
compuestos de fórmula
(IIa):
(IIa)R_{1}-(C=O)-O-CH_{2}-CH[O-[C(=O)]_{m}-R_{2}]-CH_{2}-O-[C(=O)]_{p}-R_{3}
correspondiente a la fórmula (II),
según lo definido anteriormente en la que q y n son iguales a 1, o
una mezcla de compuestos de fórmula (IIa); en este caso se trata de
preferencia,
\global\parskip1.000000\baselineskip
o bien de un compuesto de fórmula
(IIa_{1}):
(IIa_{1})R_{1}-(C=O)-O-CH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-OH
correspondiente a la fórmula (IIa),
tal como se definió anteriormente, en la que m y p son iguales a 0 y
R_{2} y R_{3} representan un átomo de
hidrógeno,
\vskip1.000000\baselineskip
o bien un compuesto de fórmula
(IIa_{2}):
(IIa_{2})R_{1}-(C=O)-O-CH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-OC(=O)-R_{3}
correspondiente a la fórmula (IIa),
tal como se definió anteriormente en la que p es igual a 1, m es 0 y
R_{2} representa un átomo de
hidrógeno,
\vskip1.000000\baselineskip
o bien un compuesto de fórmula
(IIa3):
(IIa_{3})R_{1}-(C=O)-O-CH_{2}-CH[O-C(=O)-R_{2}]-CH_{2}-O-C(=O)-R_{3}
correspondiente a la fórmula (IIa),
tal como se definió anteriormente en la que m y p son iguales a
1,
\vskip1.000000\baselineskip
o bien una mezcla de compuestos de
fórmulas (IIa_{1}), (IIa_{2}) y/o (IIa_{3}).
Como ejemplos de compuestos de fórmulas
(IIa_{1}), (IIa_{2}) o (IIa_{3}), están por ejemplo, los
triglicéridos de ácidos grasos o de mezclas de ácidos grasos, tales
como la mezcla de triglicéridos de ácidos grasos que contiene de 6
a 10 átomos de carbono, comercializada bajo el nombre
SOFTENOL^{TM} 3819, la mezcla de triglicéridos de ácidos grasos
que contiene de 8 a 10 átomos de carbono, comercializada bajo el
nombre SOFTENOL^{TM} 3108, la mezcla de triglicéridos de ácidos
grasos que contiene de 8 a 18 átomos de carbono, comercializada bajo
el nombre SOFTENOL^{TM} 3178, la mezcla de triglicéridos de
ácidos grasos que contiene de 12 a 18 átomos de carbono,
comercializada bajo el nombre SOFTENOL^{TM} 3100, la mezcla de
triglicéridos de ácidos grasos que contiene 7 átomos de carbono
comercializada bajo el nombre SOFTENOL^{TM} 3107, la mezcla de
triglicéridos de ácidos grasos que contiene 14 átomos de carbono
comercializada bajo el nombre SOFTENOL^{TM} 3114 o la mezcla de
triglicéridos de ácidos grasos que contiene 18 átomos de carbono
comercializada bajo el nombre de SOFTENOL^{TM} 3118, el dilaurato
de glicerol, el dioleato de glicerol, el isoestearato de glicerol,
el diestearato de glicerol, el monolaurato de glicerol, el
monooleato de glicerol, el monoisoestearato de glicerol, el
monoestearato de glicerol, o una mezcla de estos compuestos.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, la misma también tiene por objeto un procedimiento de
preparación del látex inverso tal como se definió anteriormente,
caracterizado porque:
a) se emulsiona una solución acuosa que contiene
los monómeros y los eventuales aditivos, en una fase de aceite en
presencia de uno o varios agentes emulsionantes de tipo agua en
aceite,
b) se inicia la reacción de polimerización
mediante la introducción en la emulsión formada en a), de un
iniciador de radicales libres y eventualmente de un
co-iniciador y, a continuación, se deja
desarrollar,
c) cuando la reacción de polimerización es
terminada, se introduce uno o varios agentes emulsionantes de tipo
aceite en agua a una temperatura inferior a 50ºC.
De acuerdo con una variante de este
procedimiento, el medio de reacción salido de la etapa b), se
concentra por destilación, antes de la utilización en la etapa
c).
De acuerdo con una realización preferida del
procedimiento, tal como se definió anteriormente, la reacción de
polimerización se inicia por un par óxido-reductor
generador de iones de hidrógenosulfito (HSO_{3}-), tal como el
par hidroperóxido de cumeno-metabisulfito de sodio
(Na_{2}S_{2}O_{5}) o el par hidroperóxido de
cumeno-cloruro de tionilo (SOCl_{2}) a una
temperatura igual o inferior a 10ºC, si se desea, junto con un
agente co-iniciador de la polimerización, como por
ejemplo el azo-bis(isobutironitrilo), el
dilaurilperóxido o el persulfato de sodio y luego conducida de
manera casi adiabática hasta una temperatura igual o superior a
50ºC, o mediante el control de la temperatura.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, la misma también tiene por objeto un procedimiento de
preparación de un micro-látex inverso, tal como el
definido anteriormente, caracterizado porque:
a) se emulsiona una solución acuosa que contiene
los monómeros y los eventuales aditivos, en una fase de aceite en
presencia de uno o varios agentes emulsionantes de manera de formar
una microemulsión,
b) se inicia la reacción de polimerización
mediante la introducción en la emulsión formada en a), de un
iniciador de radicales libres y de eventualmente un
co-iniciador y, a continuación, se deja
desarrollar,
el polímero, tal como el definido anteriormente,
puede ser aislado del látex inverso o del
micro-látex inverso precedentes por los diferentes
procedimientos conocidos por la persona experta en el arte, como la
técnica de precipitación que consiste en colar el látex o el
micro-látex en un gran exceso de disolvente tal como
la acetona, el isopropanol o el etanol, o como la técnica de secado
por atomización, llamada "Spray drying", que se describe en la
publicación internacional WO 00/01757.
El polímero, el látex inverso de polímero o el
micro-látex inverso de polímero objetos de la
presente invención pueden ser utilizados como por ejemplo como
espesante para composiciones cosméticas o farmacéuticas, como
espesante de pastas de impresión para la industria textil, como
espesantes para detergentes industriales o domésticos, como
aditivos para la recuperación asistida de petróleo, como modificador
de reología para los lodos de perforación o también como floculantes
para el tratamiento de las aguas.
Los siguientes ejemplos ilustran la presente
invención sin limitarla.
\vskip1.000000\baselineskip
(Comparativo)
Se cargan en un vaso bajo agitación:
- 80 g de agua permutada,
- 211,6 g de una solución acuosa de 50% en peso
de acrilamida,
- 93 g de una solución acuosa de hidróxido de
sodio de 48% en peso,
- 308,4 g de ácido
2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]-1-propanosulfónico
(comercializado en Francia por CIM chemicals), y
- 0,47 g de una solución comercial de 40% en
peso de dietilenotriamina pentaacetato de sodio.
\vskip1.000000\baselineskip
Paralelamente, se prepara una fase orgánica
introduciendo sucesivamente en un vaso y bajo agitación:
- 220 g de ISOPAR^{TM} M
- 27,5 g de MONTANE^{TM} 80 VG (monooleato de
sorbitán comercializado por la sociedad SEPPIC).
\vskip1.000000\baselineskip
La fase acuosa se introduce progresivamente en
la fase orgánica y posteriormente es sometida a una agitación
mecánica violenta de tipo ULTRA TURRAX^{TM}, comercializado por
IKA. La emulsión obtenida se transfiere entonces a un reactor de
polimerización y es sometida a un burbujeo de nitrógeno importante,
para eliminar el oxígeno. Se introducen entonces 5 ml de una
solución de 0,3% en peso de hidroperóxido de cumeno en el
ISOPAR^{TM} M.
Después de un tiempo suficiente para una buena
homogenización de la solución, se introducen 25 ml de una solución
acuosa de 0,3% en peso de sodio metabisulfito de sodio a una tasa de
0,5 ml/minuto, dejando subir la temperatura hasta la estabilización
de esta última. El medio de reacción se mantiene a esta temperatura
durante 90 minutos, y luego el conjunto se enfría hasta
aproximadamente 30ºC y, por último, se añaden 50 g de
SIMULSOL^{TM} P7 (alcohol laurico polietoxilado 7OE), para obtener
la emulsión deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Viscosidad a 25ºC del látex a 1% en el agua
(Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 11200 mPas;
Viscosidad a 25ºC del látex a 1% en el agua +
0,1% de NaCl (Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 6320
mPas;
\vskip1.000000\baselineskip
\global\parskip0.900000\baselineskip
(De acuerdo con la
invención)
Se cargan en un vaso bajo agitación:
- 356,2 g de agua permutada,
- 221,4 g de una solución de 55% en peso de
2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]-1-propanosulfonato
de sodio,
- 100,5 g de N-[2-hidroxi
1,1-bis(hidroximetil)etil]propenamida
y
- 0,45 g de una solución comercial de 40% en
peso de dietilenotriamina pentaacetato de sodio,
\vskip1.000000\baselineskip
Paralelamente, se prepara una fase orgánica
introduciendo sucesivamente en un vaso y bajo agitación:
- 218 g de ISOPAR^{TM} M y
- 24,2 g de MONTANE^{TM} 80 VG.
\vskip1.000000\baselineskip
La fase acuosa se introduce progresivamente en
la fase orgánica y posteriormente es sometida a una agitación
mecánica violenta de tipo ULTRA TURRAX^{TM}. La emulsión obtenida
se transfiere a un reactor de polimerización, se somete a un
importante burbujeo de nitrógeno para eliminar el oxígeno. Se
introducen entonces 5 ml de una solución de 0,3% en peso de
hidroperóxido de cumeno en el ISOPAR^{TM} M.
Después de un tiempo suficiente para una buena
homogenización de la solución, se introducen 25 ml de una solución
acuosa de 0,3% en peso de metabisulfito de sodio a una tasa de 0,5
ml/minuto, dejando subir la temperatura hasta la estabilización de
esta última. El medio de reacción se mantiene a esta temperatura
durante 90 minutos, y luego el conjunto se enfría hasta
aproximadamente 30ºC y por último se añaden 50 g de SIMULSOL^{TM}
P7, para obtener la emulsión deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Viscosidad a 25ºC del látex a 1% en el agua
(Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 52 600 mPas;
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua +
0,1% de NaCl (Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 18 000
mPas.
\vskip1.000000\baselineskip
(Comparativo)
Se cargan en un vaso bajo agitación:
- 80 g de agua permutada,
- 211,6 g de una solución acuosa de 50% en peso
de acrilamida,
- 93 g de una solución acuosa de hidróxido de
sodio de 48% en peso,
- 308,4 g de ácido
2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]-1-propanosulfónico
(comercializado en Francia por CIM chemicals),
- 0,016 g de metileno bis(acrilamida)
(MBA) y
- 0,47 g de una solución comercial de 40% en
peso de dietilenotriamina pentaacetato de sodio
\global\parskip1.000000\baselineskip
Paralelamente, se prepara una fase orgánica
introduciendo sucesivamente en un vaso y bajo agitación:
- 220 g ISOPAR^{TM} M
- 27,5 g MONTANE^{TM} 80 VG,
\vskip1.000000\baselineskip
La fase acuosa se introduce progresivamente en
la fase orgánica y posteriormente es sometida a una agitación
mecánica violenta por ULTRA TURRAX^{TM}. La emulsión obtenida se
transfiere a un reactor de polimerización, se somete a un
importante burbujeo de nitrógeno para eliminar el oxígeno. Se
introducen entonces 5 ml de una solución de 0,3% en peso de
hidroperóxido de cumeno en el ISOPAR^{TM} M.
Después de un tiempo suficiente para una buena
homogenización de la solución, se introducen 25 ml de una solución
acuosa de 0,3% en peso de metabisulfito de sodio a una tasa de 0,5
ml/minuto, dejando subir la temperatura hasta la estabilización de
esta última. El medio de reacción se mantiene a esta temperatura
durante 90 minutos, y luego el conjunto se enfría hasta
aproximadamente 30ºC y por último se añaden 50 g de SIMULSOL^{TM}
P7, para obtener la emulsión deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua
(Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 40 000 mPas;
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua +
0,1% de NaCl (Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 7 200
mPas;
\vskip1.000000\baselineskip
(De acuerdo con la
invención)
Se cargan en un vaso bajo agitación:
- 356,2 g de agua permutada,
- 221,4 g de una solución de 55% en peso de
2-metil-2-[(1-oxo-2-propenil)amino]-1-propanosulfonato
de sodio,
- 100,5 g de N-[2-hidroxi
1,1-bis(hidroximetil)etil]propenamida
- 0,016 g de metileno bis(acrilamida)
(MBA) y
- 0,45 g de una solución comercial de 40% en
peso de dietilenotriamina pentaacetato de sodio
\vskip1.000000\baselineskip
Paralelamente, se prepara una fase orgánica
introduciendo sucesivamente en un vaso y bajo agitación:
- 218 g de ISOPAR^{TM} M y
- 24,2 g de MONTANE^{TM} 80 VG.
\vskip1.000000\baselineskip
La fase acuosa se introduce progresivamente en
la fase orgánica y posteriormente es sometida a una agitación
mecánica violenta por ULTRA TURRAX^{TM}. La emulsión obtenida se
transfiere a un reactor de polimerización, se somete a un
importante burbujeo de nitrógeno para eliminar el oxígeno. Se
introducen entonces 5 ml de 0,3% en peso de hidroperóxido de cumeno
en el ISOPAR^{TM} M.
Después de un tiempo suficiente para una buena
homogenización de la solución, se introducen 25 ml de una solución
acuosa de 0,3% en peso de metabisulfito de sodio a una tasa de 0,5
ml/minuto, dejando subir la temperatura hasta la estabilización de
esta última. El medio de reacción se mantiene a esta temperatura
durante 90 minutos, y luego el conjunto se enfría hasta
aproximadamente 30ºC y, por último, se añaden 50g SIMULSOL^{TM}
P7, para obtener la emulsión deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua
(Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 65 400 mPas;
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua +
0,1% de NaCl (Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 14 000
mPas.
\vskip1.000000\baselineskip
(De acuerdo con la
invención)
Se cargan en un vaso bajo agitación:
- 114,8 g de agua permutada,
- 67,2 g de una solución de 55% en peso de
2-metil-2-[(1-oxo
2-propenil)amino]-1-propanosulfonato
de sodio,
- 30,5 g de N-[2-hidroxi
1,1-bis(hidroximetil)etil]propenamida
y
- 0,025 g de metileno bis(acrilamida)
(MBA).
\vskip1.000000\baselineskip
Paralelamente, se prepara una fase orgánica
introduciendo sucesivamente en un vaso y bajo agitación:
- 212,5 g de ISOPAR^{TM} M,
- 30,6 g de MONTANE^{TM} 83 (sesquioleato de
sorbitán) y
- 45,4 g de MONTANOX^{TM} 80 (oleato de
sorbitán polietoxilado 20 OE).
\vskip1.000000\baselineskip
La fase acuosa se introduce progresivamente en
la fase orgánica y posteriormente es sometida a una agitación
mecánica violenta por ULTRA TURRAX^{TM}. La emulsión obtenida se
transfiere a un reactor de polimerización, se somete a un importante
burbujeo de nitrógeno para eliminar el oxígeno. Se introducen
entonces 5 ml de una solución de 0,3% en peso de hidroperóxido de
cumeno en el ISOPAR^{TM} M.
Después de un tiempo suficiente para una buena
homogenización de la solución, se introducen 25 ml de una solución
acuosa de 0,3% en peso de metabisulfito de sodio, a razón de 0,5
ml/minuto, dejando subir la temperatura hasta la estabilización de
esta última. La mezcla de reacción se mantiene a esta temperatura
durante 90 minutos, y luego el conjunto se enfría hasta
aproximadamente 30ºC, para obtener la emulsión deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua
(Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 65 400 mPas;
Viscosidad a 25ºC, del látex a 1% en el agua +
0,1% de NaCl (Brookfield RVT, Móvil 6, velocidad 5): \eta = 14 000
mPas.
\vskip1.000000\baselineskip
Las viscosidades, medidas a 25ºC (Brookfield
RVT, Móvil 6, velocidad 5; en mPas) se registran en la siguiente
tabla; la comparación de las mismas permite demostrar que la mejora
de la resistencia a la sal de los látex inversos de acuerdo con la
invención, es inherente a la presencia del monómero THAM en el
polímero.
\newpage
Esto demuestra que de forma inesperada, incluso
los polímeros de THAM no reticulados desarrollan una viscosidad en
solución acuosa:
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (10)
1. Composición que comprende una fase de aceite,
una fase acuosa, por lo menos un agente emulsionante de tipo agua en
aceite (E/H), por lo menos un agente emulsionante de tipo aceite en
agua (H/E), en forma de ya sea un látex inverso
auto-invertible que comprende de 20% a 70% en peso,
y de preferencia de 25% a 40% en peso, de un polímero lineal o
reticulado, caracterizado porque es susceptible de ser
obtenido ya sea por homopolimerización del
N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]-propenamida
o por copolimerización del
N-[2-hidroxi-1,1-bis(hidroximetil)-etil]-propenamida
con uno o varios monómeros escogidos entre los monómeros catiónicos,
los monómeros que comprenden al menos una función ácida fuerte,
parcialmente salificados o totalmente salificados, los monómeros que
comprenden al menos una función ácida débil, parcialmente
salificados o totalmente salificados o los monómeros neutros o ya
sea de un micro-látex inverso
auto-invertible que comprende de 10% a 50% en peso,
y de preferencia de 10% a 30% en peso de dicho polímero.
2. Composición, tal como se define en la
reivindicación 1, para la cual, el monómero que comprende un función
ácida fuerte, es escogido entre el ácido estirenosulfónico, el
metacrilato de (2-sulfo etilo), el ácido
estirenofosfónico, parcialmente o totalmente salificado o de
preferencia el ácido
2-metil-2-[(1-oxo
2-propenil)amino]-1-propanosulfónico
parcialmente o totalmente salificado en forma de una sal de metal
alcalino, de sal de amonio, de una sal de un amino alcohol o de una
sal de aminoácido.
3. Composición, tal como se define en cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2, para la cual, el monómero que
comprende una función de ácido débil es escogida entre el ácido
acrílico, el ácido metacrílico, el ácido itacónico, el ácido
maleico, parcialmente o totalmente salificado o el ácido
3-metil 3-[(1-oxo
2-propenil)amino]butanoico,
parcialmente salificado o totalmente salificado.
4. Composición, tal como se define en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3, para la cual, el monómero neutro, es
escogido entre la acrilamida, la metacrilamida, la vinilpirrolidona,
la diacetonaacrilamida, el acrilato de (2-hidroxi
etilo), el acrilato de (2,3-dihidroxi propilo), el
metacrilato de (2-hidroxi etilo), el metacrilato de
(2,3-dihidroxi propilo), o un derivado etoxilado de
peso molecular entre 400 y 1000, de cada uno de estos ésteres.
5. Composición, tal como se define en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, para la cual, el monómero catiónico
es escogido entre el cloruro de 2,N,N,N-tetrametil
2-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio
(AMPTAC), el cloruro de 2,N,N-trimetil
2-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio, el
cloruro de N,N,N trimetil 3-[(1-oxo
2-propenil)amino]propanamonio (APTAC),
el cloruro de dialil dimetilamonio (DADMAC), el cloruro de
N,N,N-trimetil 2-[(1-oxo
2-propenil)]etanamonio, el cloruro de
N,N,N-trimetil 2-[(1-oxo
2-metil-2-propenil)]etanamonio,
el N-[2-(dimetilamino)
1,1-dimetil]acrilamida, el N-[2-(metilamino)
1,1-dimetil]acrilamida, el acrilato de
2-(dimetilamino)etilo, el metacrilato de
2-(dimetilamino)etilo o el
N-[3-(dimetilamino)propil]acrilamida.
6. Composición, tal como se define en una de las
reivindicaciones 1 a 5, para la cual, el polímero es escogido entre
los polímeros siguientes:
los homopolímeros de THAM,
los copolímeros de THAM y de ácido
2-metil 2-[(1-oxo
2-propenil)amino]
1-propanosulfónico parcialmente o totalmente
salificados, en forma de sal de sodio o de sal de amonio,
los copolímeros de THAM y de ácido acrílico
parcialmente salificados en forma de sal de sodio o sal de
amonio,
los copolímeros de THAM y de ácido metacrílico
parcialmente salificados en forma de sal de sodio o de sal de
amonio,
los terpolímeros de THAM, de ácido acrílico y de
acrilamida parcialmente salificados en forma de sal de sodio o sal
de amonio,
los copolímeros de THAM y de ácido
2-metil 2-[(1-oxo
2-propenil)amino]
1-propanosulfónico parcialmente o totalmente
salificados, en forma de sal de sodio o sal de amonio,
los copolímeros de THAM y de AMPTAC,
los copolímeros de THAM y de APTAC,
los copolímeros de THAM y de DADMAC,
los copolímeros de THAM y de acrilato de
2-(dimetilamino)etilo,
los copolímeros de THAM y de metacrilato de
2-(dimetilamino)etilo,
los copolímeros de THAM, de AMPTAC y de
acrilamida,
los terpolímeros de THAM, de AMPTAC y de
diacetonaacrilamida,
los terpolímeros de THAM, de APTAC y de
acrilamida,
los terpolímeros de THAM, de DADMAC y
diacetonaacrilamida,
los terpolímeros de THAM, de acrilato de
2-(dimetilamino)etilo y acrilamida, o
los terpolímeros de THAM, de metacrilato de
2-(dimetilamino)etilo y de diacetonaacrilamida.
7. Polímero lineal, tal como se define en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Procedimiento de preparación del látex
inverso, tal como se define en una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque:
a) se emulsiona una solución acuosa que contiene
los monómeros y los eventuales aditivos, en una fase de aceite en
presencia de uno o varios agentes emulsionantes de tipo agua en
aceite,
b) se inicia la reacción de polimerización
mediante la introducción en la emulsión formada en a), de un
iniciador de radicales libres y eventualmente de un
co-iniciador y, a continuación, se deja
desarrollar,
c) cuando la reacción de polimerización es
terminada, se introduce uno o varios agentes emulsionantes de tipo
aceite en agua a una temperatura inferior a 50ºC.
9. Procedimiento de preparación del látex
inverso, tal como se define en una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque:
a) se emulsiona una solución acuosa que contiene
los monómeros y los eventuales aditivos, en una fase de aceite en
presencia de uno o varios agentes emulsionantes de manera de formar
una microemulsión,
b) se inicia la reacción de polimerización
mediante la introducción en la emulsión formada en a), de un
iniciador de radicales libres y de eventualmente un
co-iniciador y, a continuación, se deja
desarrollar.
10. Utilización del látex inverso de polímero o
del micro-látex inverso de polímero, tal como se
define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, como espesante
para composiciones cosméticas o farmacéuticas, como espesante de
pastas de impresión para la industria textil, como espesantes para
detergentes industriales o domésticos, como aditivos para la
recuperación asistida de petróleo, como modificador de reología para
los lodos de perforación o como floculantes para el tratamiento de
las aguas.
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