ES2556968T3

ES2556968T3 - Espesante que contiene al menos un polímero catiónico que puede prepararse mediante polimerización en emulsión inversa

Info

Publication number: ES2556968T3
Application number: ES12781114.9T
Authority: ES
Inventors: Reinhold J. Leyrer; Christofer Arisandy; Ouidad Benlahmar
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2016-01-21
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: CO6950495A2; RU2621711C2; MX2014005026A; VN38880A1; RU2014123618A; WO2013068387A1; PL2776479T3; BR112014011161B1; PH12014500893A1; BR112014011161A2; RU2621711C9; EP2776479A1; EP2776479B1

Abstract

Espesante que puede prepararse de acuerdo con un procedimiento caracterizado porque se obtiene un polímero catiónico mediante una polimerización en emulsión inversa de a) al menos un monómero etilénicamente insaturado, soluble en agua, que comprende al menos un monómero catiónico, dado el caso al menos un monómero aniónico y/o dado el caso al menos un monómero no iónico, b) al menos un monómero asociativo etilénicamente insaturado, c) dado el caso al menos un reticulante, d) dado el caso al menos un agente de transferencia de cadena, manteniéndose la temperatura constante durante la polimerización en emulsión inversa y ascendiendo al menos a 40 °C, preferentemente a de 50 a 90 °C y después de finalizar la polimerización en emulsión inversa tiene lugar la adición de activador con la obtención del espesante y conteniendo el espesante al menos un activador y siendo el activador un tensioactivo.

Description

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EO y PO juntos en una molécula. En este contexto, es posible usar copolímeros de bloque con unidades de bloque de EO-PO o unidades de bloque de PO-EO, pero también copolímeros de EO-PO-EO o copolímeros de PO-EO-PO. Cabe apreciar que también es posible usar tensioactivos no iónicos de alcoxilación mixta en los que unidades EO y PO no están presentes en bloques sino en una distribución aleatoria. Dichos productos son obtenibles por acción simultánea de óxido de etileno y óxido de propileno en alcoholes grasos.

Además, como tensioactivos no iónicos adicionales pueden usarse también alquilglucósidos o alquilpoliglucósidos. Por alquilglucósidos o alquilpoliglucósidos se entienden en general por un experto en la técnica compuestos formados al menos de un fragmento alquilo y al menos un fragmento de azúcar o poliazúcar. Los fragmentos alquilo preferentemente se derivan de alcoholes grasos que tienen un número de átomos de carbono de 12 a 22, y las fracciones de azúcar preferentemente de glucosa, sacarosa o sorbitán.

Por ejemplo, pueden usarse alquilglucósidos de Fórmula general (1)

R1O(G)x (1)

en la que R1 representa un resto alifático primario de cadena lineal o ramificado con metilo, en particular ramificado con metilo en la posición 2 con 8 a 22, preferentemente 12 a 18 átomos de C, y G representa una unidad glucósido con 5 o 6 átomos de C, preferentemente representa glucosa. El grado de oligomerización x, que especifica la distribución de monoglucósidos y oligoglucósidos, es cualquier número entre 1 y 10; x es preferentemente de 1,2 a 1,4.

Una clase adicional de tensioactivos no iónicos usados con preferencia, que se usan ya sea como el único agente tensioactivo no iónico o en combinación con otros tensioactivos no iónicos, es el de ésteres alquílicos de ácido graso alcoxilados, preferentemente etoxilados o etoxilados y propoxilados, preferentemente con 1 a 4 átomos de carbono en la cadena de alquilo, especialmente ésteres metílicos de ácido graso, tal como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente japonesa JP 58/217598, o que preferentemente se preparan mediante un procedimiento descrito en la solicitud internacional de patente WO-A-90/13533.

Los tensioactivos no iónicos del tipo óxido de amina también pueden ser adecuados, por ejemplo óxido de Ncocoalquil-N,N-dimetilamina y óxido de N-seboalquil-N,N-dihidroxietilamina, y del tipo de alcanolamida de ácido graso. La cantidad de estos tensioactivos no iónicos es preferentemente no más que el de los alcoholes grasos etoxilados, especialmente no más que la mitad de los mismos.

Tensioactivos adecuados adicionales son amidas de ácido polihidroxigraso de Fórmula (2),

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en la que R2C(=O) representa un resto acilo alifático con 6 a 22 átomos de carbono, R3 representa hidrógeno, un resto alquilo o hidroxialquilo con 1 a 4 átomos de carbono, y [Z] representa un resto polihidroxialquilo lineal o ramificado con 3 a 10 átomos de carbono y 3 a 10 grupos hidroxilo. Las amidas de ácido polihidroxigraso son sustancias conocidas, que pueden prepararse habitualmente mediante aminación reductiva de un azúcar reductor con amoniaco, una alquilamina o una alcanolamina, y acilación subsiguiente con un ácido graso, un éster alquílico de ácido graso o un cloruro de ácido graso.

Al grupo de las amidas de ácido polihidroxigraso también pertenecen compuestos de Fórmula (3)

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en la que R4 representa un resto alquilo o alquenilo lineal o ramificado con 7 a 12 átomos de carbono, R5 representa un resto alquileno lineal, ramificado o cíclico con 2 a 8 átomos de carbono o un resto arileno con 6 a 8 átomos de carbono, y R6 representa un resto alquilo lineal, ramificado o cíclico, o un resto arilo, o un resto oxialquilo con 1 a 8 átomos de carbono, dándose preferencia a restos alquilo C1-C4 o fenilo, y [Z]1 representa un resto polihidroxialquilo lineal, cuya cadena de alquilo es sustituida al menos por dos grupos hidroxilo, o derivados alcoxilados, preferentemente etoxilados o propoxilados, de este resto. [Z]1 se obtiene preferentemente mediante aminación reductiva de un azúcar, por ejemplo glucosa, fructosa, maltosa, lactosa, galactosa, mañosa o xilosa. Los compuestos N-alcoxi-o N-ariloxi-sustituidos entonces pueden ser convertidos en las amidas de ácido polihidroxigraso deseadas, por ejemplo, de acuerdo con el documento WO-A-95/07331 mediante reacción con

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t-butilo, peróxido de dilauroílo, peróxido de dicapriloílo, peróxido de diestearoílo, peróxido de dibenzoílo, peroxidicarbonato de diisopropilo, peroxidicarbonato de didecilo, peroxidicarbonato de dieicosilo, perbenzoato de dit-butilo, azobisisobutironitrilo, 2,2’-azo-bis-2,4-dimetilvaleronitrilo, persulfato de amonio, persulfato de potasio, persulfato de sodio y perfosfato de sodio.

Los más preferidos son los persulfatos (peroxodisulfatos), especialmente persulfato de sodio.

En la realización de la polimerización en emulsión, el iniciador se usa en una cantidad suficiente para iniciar la reacción de polimerización. El iniciador se usa habitualmente en una cantidad aproximadamente del 0,01 al 3 % en peso, con respecto al peso total de los monómeros usados. La cantidad de iniciador es preferentemente de aproximadamente del 0,05 al 2 % en peso y especialmente del 0,1 al 1 % en peso, con respecto al peso total de los monómeros usados.

La polimerización en emulsión inversa se puede llevar a cabo ya sea como procedimiento por lotes o en forma de un procedimiento de alimentación. En el procedimiento de alimentación, al menos una parte del iniciador de polimerización se puede cargar inicialmente y calentar a temperatura de polimerización, y luego se suministra el resto de la mezcla de polimerización, habitualmente en varias alimentaciones separadas, una o más de cuales comprenden los monómeros en forma pura o emulsionada, de forma continua o paso a paso mientras se mantiene la polimerización. Se da preferencia a suministrar el monómero en forma de una emulsión de monómero inversa. En paralelo al suministro del monómero, más iniciador de polimerización se puede dosificar.

En formas de realización preferidas, toda la cantidad de iniciador se carga inicialmente, es decir, no hay más dosificación de iniciador paralela a la alimentación de monómero.

En una forma de realización preferida, el iniciador de la polimerización por radicales libres térmicamente activable por lo tanto, es inicialmente cargado completamente y la mezcla de monómero, preferentemente en forma de una emulsión de monómero inversa, se alimenta. Antes de que se inicie la alimentación de la mezcla de monómero, la carga inicial es llevada a la temperatura de activación del iniciador de polimerización por radicales libres térmicamente activable o una temperatura más alta, pero al menos a 40 °C, y la temperatura apropiada se mantiene constante. La temperatura de activación se considera que es la temperatura a la cual al menos la mitad del iniciador se ha descompuesto después de una hora.

De acuerdo con otro tipo de preparación preferido, el polímero catiónico se obtiene por polimerización en emulsión inversa de una mezcla de monómeros en presencia de un sistema iniciador redox. Un sistema iniciador redox comprende al menos un componente de agente oxidante y al menos un componente de agente reductor, en cuyo caso los iones de metales pesados están preferentemente presentes adicionalmente como catalizador en el medio de reacción, por ejemplo sales de cerio, de manganeso o de hierro (II).

Componentes de agentes oxidantes adecuados son, por ejemplo, peróxidos y/o hidroperóxidos tal como peróxido de hidrógeno, hidroperóxido de terc-butilo, hidroperóxido de cumeno, hidroperóxido de pinano, hidroperóxido de diisopropilfenilo, percarbonato de diciclohexilo, peróxido de dibenzoílo, peróxido de dilauroílo y peróxido de diacetilo. Se prefiere el peróxido de hidrógeno e hidroperóxido de terc-butilo.

Componentes de agentes reductores adecuados son los sulfitos de metal alcalino, ditionitos de metal alcalino, hiposulfitos de metal alcalino, hidrogenosulfito de sodio, Rongalit C (formaldehidosulfoxilato de sodio), mono-y dihidroxiacetona, azúcares (por ejemplo, glucosa o dextrosa), ácido ascórbico y sales del mismo, acetona y producto de adición de bisulfito y/o una sal de metal alcalino de ácido hidroximetanosulfínico. Se prefiere hidrogenosulfito de sodio o metabisulfito de sodio.

Como componente de agentes reductores adecuados o catalizador son adecuados sales de hierro (II), tal como por ejemplo sulfato de hierro (II), sales de estaño (II), tal como por ejemplo cloruro de estaño (II), sales de titanio (III) tal como sulfato de titanio (III).

Las cantidades de agente oxidante usadas ascienden a del 0,001 al 5,0 % en peso, preferentemente del 0,005 al 1,0 % en peso y muy preferentemente del 0,01 al 0,5 % en peso, con respecto al peso total de los monómeros usados. Los agentes reductores se usan en cantidades del 0,001 al 2,0 % en peso, preferentemente del 0,005 al 1,0 % en peso y muy preferentemente del 0,01 al 0,5 % en peso, con respecto al peso total de los monómeros usados.

Un sistema iniciador redox particularmente preferido es el sistema de peroxodisulfato de sodio/hidrogenosulfito de sodio, por ejemplo, del 0,001 al 5,0 % en peso de peroxodisulfato de sodio y del 0,001 al 2,0 % en peso de hidrogenosulfito de sodio, especialmente del 0,005 al 1,0 % en peso de peroxodisulfato de sodio y del 0,005 al 1,0 % en peso de hidrogenosulfito de sodio, muy preferentemente del 0,01 al 0,5 % en peso de peroxodisulfato de sodio y del 0,01 al 0,5 % en peso de hidrogenosulfito de sodio.

Un sistema iniciador redox muy particularmente preferido es el sistema de hidroperóxido de t-butilo/peróxido de hidrógeno/ácido ascórbico, por ejemplo, del 0,001 al 5,0 % en peso de hidroperóxido de t-butilo, del 0,001 al 5,0 % en peso de peróxido de hidrógeno y del 0,001 al 2,0 % en peso de ácido ascórbico, especialmente del 0,005 al 1,0 % en peso de hidroperóxido de t-butilo, del 0,005 al 1,0 % en peso de peróxido de hidrógeno y del 0,005 al 1,0 % en

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de perfumes, agentes fluorescentes, colorantes, hidrótropos, inhibidores de espuma, aceites de silicona, agentes antirredeposición, abrillantadores ópticos, inhibidores de engrisamiento, agentes anti-encogimiento, agentes antiarrugas, inhibidores de transferencia de colorantes, ingredientes antimicrobianos activos, germicidas, fungicidas, antioxidantes, inhibidores de corrosión, agentes antiestáticos, auxiliares de planchado, agentes hidrofobizantes y de

5 impregnación, agentes anti-hinchazón y anti-resbalantes y absorbedores de UV.

En las formulaciones que contienen tensioactivo de la invención, en particular formulaciones ácidas que contienen tensioactivo, están contenidos, en una forma de realización, menos del 1 % en peso de espesante (con respecto a la formulación total), preferentemente, del 0,1 a < 1 % en peso de espesante.

Un objeto adicional de la presente invención es el uso de una formulación ácida que contiene tensioactivo de

10 acuerdo con la invención en cosméticos para el cabello, en peinado del cabello, como champú, como suavizante, como acondicionador, como crema para la piel, como gel de ducha, como suavizantes para la ropa, o como limpiador ácido, preferentemente para aseos o cuartos de baño.

Un objeto adicional de la presente invención es el uso de una formulación alcalina que contiene tensioactivo como agente de lavado líquido o como agente lavavajillas para máquina o a mano.

15 Un objeto adicional de la presente invención es el uso del espesante de acuerdo con la invención como modificador de viscosidad, para optimizar la dilución por cizallamiento, como agente espesante, para la estabilización de sustancias contenidas en suspensión con un tamaño en el intervalo de nanómetros a milímetros y/o en formulaciones ácidas o alcalinas que contienen tensioactivo.

En la descripción, incluyendo los ejemplos, se usan las siguientes abreviaturas:

20 Monómeros ACM acrilamida AA ácido acrílico MAA ácido metacrílico NaAc acrilato de sodio

25 TMAEC cloruro de acrilato de 2-trimetilamoniometilo TMAEMC cloruro de metacrilato de 2-trimetilamoniometilo BEM metacrilato de behenilo-25 MBA metilen-bis-acrilamida (reticulante) TAAC cloruro de tetraalil-amonio (reticulante)

30 NaHP hipofosfito de sodio (agente de transferencia de cadena) C16EO25MA éter metacrilato de alcohol graso de C16-C18-(etilenglicol)25

Otros

pphm partes por cien partes de monómeros (con respecto a los componentes a) y b))

d.m. desmineralizada

35 La invención se ilustra a continuación por medio de los ejemplos.

Ejemplos

Ejemplo comparativo V1

Síntesis de un espesante/polímero a partir de monómeros catiónicos sin monómero asociativo, pero con reticulante y agente de transferencia de cadena así como temperatura de polimerización en aumento.

40 Una fase acuosa de componentes solubles en agua se prepara mezclando los siguientes componentes:

1,23 g (0,5 pphm) de 1-hidrato de ácido cítrico, 43,73 g (17,85 pphm) de agua, 0,7 g (0,29 pphm) de ácido dietilentriaminopentaacético pentasódico, 14,78 g (0,06 pphm) de metilenbisacrilamida (1 % en agua),

45 4,9 g (0,02 pphm) de cloruro de tetraalilamonio (1 % en agua), 8 g (0,16 pphm) de hipofosfito de sodio (5 % en agua), y 326,66 g (100 pphm) de cloruro de metacrilato de 2-trimetilamonioetilo (metacrilato de dimetilaminoetilo cuaternizado) (TMAEMC, al 75 % en agua).

Una fase de aceite se prepara mezclando los siguientes componentes:

50 8 g (2,45 pphm) de trioleato de sorbitán (75 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40]), 67,83 g (5,23 pphm) de un estabilizador polimérico: copolímero de metacrilato de estearilo-ácido metacrílico (19 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40]), 151,29 g (61,75 pphm) de estearato de 2-etilhexilo (Crodamol OS) y 60,17 g (24,56 pphm) de hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40].

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Las dos fases se mezclan en una relación de 58,2 partes de fase acuosa con respecto a 41,8 partes de fase de aceite con alto cizallamiento, y una emulsión de agua en aceite es preparada de este modo. La emulsión de agua en aceite que se forma se introduce en un reactor equipado con la línea de aspersión de nitrógeno, agitador y termómetro. La emulsión se purga con nitrógeno, que elimina el oxígeno, y luego se enfría hasta 20 °C.

La polimerización se consigue mediante la adición de un par redox compuesto de

10 g (0,04 pphm) de metabisulfito de sodio (1 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40]) y

10 g (0,04 pphm) de hidroperóxido de terc-butilo (1 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40]).

El par redox se añade paso a paso de tal manera que hay un aumento de temperatura de 2 °C/min. Una vez que la isoterma se ha alcanzado, un iniciador de radicales libres (2,2’-azobis(2-metilbutironitrilo), CAS: 13472-08-7) se añade en dos pasos (el segundo paso después de 45 min) y la emulsión se mantiene a 85 °C durante 75 minutos.

Por medio de destilación al vacío, se retiran el agua y los constituyentes de bajo punto de ebullición de la fase de aceite (Exxsol D40).

Estearato de 2-etilhexilo (Crodamol OS) se añade al producto destilado al vacío, que alcanza un contenido de sólidos del 53,5 %. Después, el 7 % (con respecto al porcentaje en masa total de este producto) de un alcoxilato de alcohol graso [poli(3-6)etoxilado de alcohol de C6-C17 (secundario) : 97 % de etoxilado de alcohol secundario + 3 % de poli(óxido de etileno)], conocido como Tergitol™ 15-S-7 (CAS n.º 84133-50-6), se añaden para producir un espesante (dispersión) con un 50 % de porcentaje de sólidos poliméricos. La relación de activador con respecto a polímero catiónico es, por lo tanto, 14,0:100 [% en peso/ % en peso].

Ejemplo comparativo V2

Síntesis de un espesante/polímero a partir de monómeros catiónicos sin monómero asociativo y agente de transferencia de cadena, pero con reticulante así como temperatura de polimerización en aumento.

La síntesis se lleva a cabo como en V1, pero con la diferencia de que no se añade hipofosfito de sodio (al 5 % en agua) y no se añade cloruro tetraalilamonio (al 1 % en agua), y la cantidad de agua se incrementa en 12,9 g de agua. La relación de activador con respecto a polímero catiónico es 14,0:100 [% en peso/ % en peso].

Ejemplo comparativo V3

Síntesis de un espesante/polímero a partir de monómeros catiónicos sin monómero asociativo, agente de transferencia de cadena y reticulante a temperatura de polimerización constante.

Una fase acuosa de componentes solubles en agua se prepara mezclando los siguientes componentes:

1,88 g (0,5 pphm) de 1-hidrato de ácido cítrico, 109,85 g (29,32 pphm) de agua, 1,07 g (0,29 pphm) de ácido dietil entriaminopentaacético pentasódico, 500,00 g (100 pphm) de cloruro de metacrilato de 2-trimetilamonioetilo (metacrilato de dimetilaminoetilo cuaternizado) (TMAEMC al 75 % en agua).

Una fase de aceite se prepara mezclando los siguientes componentes:

12,24 g (2,45 pphm) de trioleato de sorbitán (al 75 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40)), 103,83 g (5,22 pphm) de un estabilizador polimérico: copolímero de metacrilato de estearilo-ácido metacrílico (al 19 % en hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40)), 231,57 g (61,75 pphm) de estearato de 2-etilhexilo (Crodamol OS), y 92,10 g (24,56 pphm) de hidrocarburo alifático desaromatizado [Exxsol D40].

Las dos fases se mezclan en una relación de 58,2 partes de fase acuosa con respecto a 41,8 partes de fase de aceite con alto cizallamiento para producir una emulsión de agua en aceite. La emulsión de agua en aceite que se forma se introduce en un reactor equipado con línea de aspersión de nitrógeno, agitador y termómetro. La emulsión se purga con nitrógeno, que elimina el oxígeno.

La polimerización se logra mediante la adición de un par redox que se compone de

13 g (0,05 pphm) de metabisulfito de sodio (al 1 % en agua desmineralizada) y

13 g (0,05 pphm) de hidroperóxido de terc-butilo (al 1 % en agua desmineralizada).

La velocidad para la adición del par redox es de 13 g en 2 horas, la temperatura se mantuvo constante a 50 °C. A partir de entonces, un iniciador de radicales libres (2,2’-azobis(2-metilbutironitrilo), CAS: 13472-08-7) se añade en dos pasos (el segundo paso después de 45 min) y la emulsión se mantiene a 85 °C durante 75 minutos.

Por medio de destilación al vacío, se retiran el agua y los constituyentes de bajo punto de ebullición de la fase de

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aceite (Exxsol D40).

Estearato de 2-etilhexilo (Crodamol OS) se añade al producto destilado al vacío para conseguir un contenido de sólidos del 53,5 %. Después, el 7 % (con respecto al porcentaje en masa total de este producto) de un alcoxilato de alcohol graso [poli (3-6) etoxilado de alcohol de C6-C17 (secundario): 97 % de etoxilado de alcohol secundario + 3 % de poli(óxido de etileno)], conocido como Tergitol ™ 15-S-7 (n.º CAS 84133-50-6), se añade a la preparación de espesante (dispersión) con el 50 % de porcentaje de sólidos poliméricos. La relación de activador con respecto a polímero catiónico es, por lo tanto, 14,0:100 [% en peso/ % en peso].

Ejemplos Comparativos V4 -V5

Como en V1, pero con cambios de acuerdo con la Tabla 1:

Tabla 1

Ejemplos: TMAE MC (pphm) MBA TAAC NaHP Comentario

V4: 50 0,0025 0,0025 0,001 50 pphm de acrilamida

V5: 100 0. 18 0,06 0,02

La relación de activador con respecto a polímero catiónico en los Ejemplos Comparativos V4 y V5 asciende en cada caso a 14,0:100 [% en peso/ % en peso].

Ejemplo 1

Espesantes/polímeros a partir de monómeros catiónicos con monómero asociativo:

Los siguientes ejemplos de acuerdo con la Tabla 2 se producen tal como el ejemplo comparativo V3 con la incorporación de los cambios especificados en la composición de monómero y en el régimen de temperatura. El monómero asociativo C16E025MAc se añade en la fase de aceite. Se usa el producto comercial Plex 6954 O, que comprende el 60 % en peso de monómero asociativo así como, como disolventes, agua y MAA en una relación de aproximadamente 1:1. Los datos de peso en la Tabla 2 se refieren a la cantidad de monómero asociativo sin disolvente. La relación de activador con respecto a polímero catiónico en todos los ejemplos de acuerdo con la Tabla 1 asciende en cada caso a 14,0 : 100 [% en peso/ % en peso], a menos que se indique lo contrario, los espesantes respectivos (dispersión) tienen un 50 % de porcentaje de sólidos poliméricos. V significa ejemplo comparativo.

Tabla 2

Ejemplos: C16E025 MAc (pphm) TMAEM C (pphm) MBA TAAC NaHP Comentario

1.1: 0,19 99,75 - - -

1.2 (V): 0,19 99,75 - - - Régimen de temperatura tal como en V1; porcentaje de sólidos poliméricos 30 %; cantidad de activador ajustada correspondientemente

1.5: 0,19 99,75 0,06 0,02 0,05

1.9: 0,76 99,00

1.10: 0,38 49,5 50 pphm de acrilamida

Procedimientos de medición generales

Siempre que no se indique lo contrario, los siguientes procedimientos de medición generales se usan en los siguientes ejemplos:

Determinación de la viscosidad

Teniendo en cuenta las instrucciones de acuerdo con las normas DIN 51550, DIN 53018, DIN 53019, se miden las viscosidades indicadas con el viscosímetro Brookfield modelo DV II, si no se indica lo contrario en las siguientes tablas, a la velocidad de giro de 10 revoluciones por minuto con el husillo n.º 2 indicado para medir las viscosidades reportados en mPas.

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Determinación de dilución por cizallamiento

Se mide en el reómetro de rotación ASC (automatic sample changer) de la empresa Antonpaar, con la geometría cilíndrica CC27, un radio del cuerpo de medición de 13,33 mm y un radio de la copa de medición de 14,46 mm. La temperatura de medición asciende a 23 °C. Las muestras se miden a cizallamiento estacionario empezando en cizallamiento pequeño, aumentando de (0,01 s-1-1000 s-1) y disminuyendo de nuevo (1000 s-1-0,01 s-1).

Ejemplo 2

Espesantes/polímeros a partir de monómeros catiónicos con monómero asociativo, así como influencia de la cantidad de activador sobre la velocidad de espesamiento en formulaciones acuosas:

Los Ejemplos 2.1 a 2.5 expuestos en la Tabla 3 se preparan de manera correspondiente al ejemplo 1.5 de la Tabla 2, variándose la cantidad de activador añadida después de la destilación de manera correspondiente a la concentración del activador (A%) en el espesante indicada en la Tabla 3 (todos los datos en % en peso con respecto a la cantidad de polímero catiónico en el espesante). Todos los espesantes así preparados (dispersión) tienen un 50 % de porcentaje de sólidos poliméricos. Los espesantes se añaden posteriormente al agua con agitación. Estas formulaciones acuosas obtenidas en este caso contienen el 1 % en peso de espesante con respecto al 99 % en peso de agua, es decir, el 0,5 % en peso de polímero con respecto al 99,5 % en peso de agua. V significa ejemplo comparativo.

Tabla 3

Velocidad de espesamiento (visc. Brookfield mPa*s) de las formulaciones acuosas

Ejemplos: A% 1 min 2 min 3 min 5 min 10 min 20 min 40 min 1 h

2.1: 2,0 20 20 24 28 36 248 4800 7370

2.2: 6,0 20 24 28 128 3640 8300 9630 10600

2.3: 14,0 72 740 2600 6200 9100 11120 12220 12440

2.4: 20,0 9100 10000 11060 11880 12540 12540 12780 12780

2.5: 34,0 13280 13200 13140 13060 12920 12900 12800 12800

La tabla 3 muestra que un aumento en la cantidad de activador a valores por encima del 10 % en el espesante de acuerdo con la invención conduce a valores de viscosidad más altos mucho más rápidamente.

Ejemplo 3

Uso de los espesantes/polímeros en formulaciones estándar de suavizantes

W1: Preparación de un suavizante de cloruro de di(sebo hidrogenado)dimetilamonio (DHTDMAC) (4 % de porcentaje activo)

A 1890 g de agua desionizada, precalentada, se añaden lentamente, con agitación, 111 g de DHTDMAC (Arquad® 2HT -75) fundido a 50 °C. La dispersión se agita y se calienta hasta 50 °C con agitación constantemente durante 15 minutos. La mezcla se enfría hasta 30 °C con agitación. El valor de pH se ajusta a 4,0 mediante la adición de solución de ácido cítrico. El suavizante se homogeneiza por agitación. Viscosidad Brookfield LV (22 °C, 30 rpm) = 90 mPa · s.

W3: Preparación de un suavizante de metosulfato de éster de ácido graso de di-sebo metiltris(hidroxietil)amonio, parcialmente hidrogenado, (5,5 % de porcentaje activo)

El suavizante tiene un pH de 2,7 y contiene el 5,5 % en peso de metosulfato de éster de ácido graso de di-sebo metiltris(hidroxietil)amonio (parcialmente hidrogenado) y el 94,5 % en peso de agua desmineralizada.

Adición del espesante a formulaciones de suavizante W1 a W3:

Los espesantes de acuerdo con el Ejemplo 1 (Tabla 2) o los Ejemplos Comparativos se añaden gradualmente a temperatura ambiente a la formulación de suavizante respectiva, y se agita hasta que la formulación se ha homogeneizado. La viscosidad Brookfield se mide un día después de la preparación. Los resultados se resumen en la Tabla 4.

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La comparación del ejemplo 5.3 y ejemplo comparativo 5.2 muestra que el uso de un polímero que ha sido polimerizado a temperatura constante conduce a una mejora de aproximadamente el 30 % en el rendimiento de espesante.

Ejemplo 6

5 Espesantes/polímeros a partir de monómeros catiónicos con monómero asociativo, así como influencia de la cantidad de activador sobre la velocidad de espesamiento en formulaciones de suavizante:

Los Ejemplos 2.1 a 2.5 en la formulación acuosa descrita en la Tabla 3 se llevan a cabo de manera análoga de acuerdo con el Ejemplo 3 en las formulaciones de suavizantes con suavizantes (W3) de acuerdo con la Tabla 7 como Ejemplos 6.1 a 6.5: nuevamente, la concentración del activador (A%) en el espesante varía, y la cantidad de 10 activador añadido después de la destilación se varía de acuerdo con la concentración del activador (A%) en el espesante especificado en la Tabla 7 (todos los datos % en peso se basan en la cantidad de polímero catiónico en el espesante). Todos los espesantes así preparados (dispersión) tienen un 50 % de porcentaje de sólidos poliméricos. Estos espesantes se añaden al suavizante W3 con agitación. Las formulaciones de suavizante espesadas obtenidas comprenden el 1 % en peso de espesante con respecto al 99 % en peso de suavizante W3, es decir, el 0,5 % en

15 peso de polímero con respecto al 99,5 % en peso de suavizante W3.

Tabla 7

Velocidad de espesamiento (visc. Brookfield mPa*s a 10 rpm)

Ejemplo: A% 1 min 2 min 3 min 5 min 10 min 20 min 40 min 1 h 3 h

6.1: 3,0 152 244 368 644 1316 2376 3616 4930 9180

6.2: 6,0 248 492 784 1400 2468 3336 4520 5020 7560

6.3: 14,0 1900 2900 3680 4650 5200 5420 5600 5750 6280

6.4: 20,0 2700 3572 3996 4600 4690 4650 4880 4820 5400

6.5: 34,0 5600 5560 5480 5340 5200 4810 4810 4810 5000

La tabla 7 muestra que un aumento en la cantidad de activador a valores por encima del 10 % conduce a valores de viscosidad de 3 dígitos relativamente altos mucho más rápidamente, es decir, en el plazo de 3 minutos.

20 Ejemplo 7

Influencia de la cantidad de reticulante sobre la solubilidad de los polímeros contenidos en el espesante (a partir de monómeros catiónicos):

La medición de los porcentajes poliméricos solubles expuestos en la Tabla 10 tiene lugar de acuerdo con el procedimiento de P. Schuck (“Size-distribution analysis of macromolecules by sedimentation velocity

25 ultracentrifugation and Lamm equation modeling”, Biophysical Journal 78, (3) (2000), 1606-1619).

Tabla 8: Determinación de la solubilidad de los copolímeros de TMAEMC contenidos en el espesante por medio de la ultracentrífuga analítica (AUZ)

Ejemplos: Polímero Copolímero de TMAEMC soluble en espesante (dispersión) ( % con respecto al polímero total)

8.1 (V): VI 24

8.2 (V)’: V5 <1

8.4: 1,9 100

8.5 (V): V4 22

8. 6: 1,10 83

Los copolímeros de TMAEMC que se han preparado con 800 pphm o más de reticulante contienen menos del 24 %

30 de porcentajes solubles. Los copolímeros de TMAEMC que se han preparado sin reticulante y, dado el caso con menos de 1 pphm de monómeros asociativos, contienen más del 99 % de porcentajes solubles. Acrilamida como comonómero en copolímeros de TMAEMC reduce la solubilidad del copolímero.

Claims

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