ES2628161T3 - Soluciones acuosas que contienen un agente complejante en alta concentración - Google Patents

Soluciones acuosas que contienen un agente complejante en alta concentración Download PDF

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Abstract

Solución acuosa que comprende (A) en el intervalo del 30 al 60 % en peso de un agente complejante, seleccionado a partir de las sales de metales alcalinos de ácido diacético de metilglicina y las sales de metales alcalinos de ácido glutámico-ácido diacético, (B) en el intervalo del 1 al 25 % en peso de al menos una sal de un ácido sulfónico o de un ácido orgánico, refiriéndose los porcentajes al total respectivo de solución acuosa, estando dicha solución acuosa libre de tensioactivos.

Description

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DESCRIPCION
Soluciones acuosas que contienen un agente complejante en alta concentracion La presente invencion se dirige a una solucion acuosa que comprende
(A) en el intervalo del 30 al 60 % en peso de un agente complejante, seleccionado a partir de las sales de metales alcalinos de acido diacetico de metilglicina y las sales de metales alcalinos de acido glutamico-acido diacetico,
(B) en el intervalo del 1 al 25 % en peso de al menos una sal de un acido sulfonico o de un acido organico,
refiriendose los porcentajes al total respectivo de solucion acuosa, estando dicha solucion acuosa libre de tensioactivos.
Agentes complejantes tales como el acido diacetico de metilglicina (MGDA) y el acido glutamico-acido diacetico (GLDA) y sus sales de metales alcalinos respectivas son secuestrantes utiles para iones de metales alcalinoterreos tales como Ca2+ and Mg2+. Por esa razon, estan recomendados y se usan para varios propositos tales como detergentes para ropa y para formulaciones de lavaplatos automaticos (ADW), en particular para los denominados detergentes de ropa libres de fosfatos y formulaciones de ADW. Para el transporte de tales agentes complejantes, en la mayona de casos se aplican o bien solidos tales como granulos o bien soluciones acuosas.
Los granulos y polvos son utiles porque la cantidad de agua transportada puede desperdiciarse, pero para la mayona de procedimientos de mezcla y formulacion se requiere una etapa de disolucion extra.
Muchos usuarios industriales desean obtener agentes complejantes en soluciones acuosas que sean lo mas altamente concentradas posible. Cuanto menor sea la concentracion del agente complejante necesario mas agua se transporta. Dicha agua aumenta los costes de transporte y tiene que retirarse a continuacion. Aunque aproximadamente el 40 % en peso de soluciones de MGDA e incluso el 45 % en peso de soluciones de GLDA pueden fabricarse y almacenarse a temperatura ambiente, soluciones locales o temporalmente mas fnas pueden ocasionar la precipitacion del agente complejante respectivo, asf como el nucleado por impurezas. Dichas precipitaciones pueden ocasionar incrustaciones en tubos y recipientes, y/o a impurezas o no homogeneidad durante la formulacion.
El documento WO 2012/028203 desvela ciertas composiciones de limpieza que contienen un agente quelante que se basa en un aminopolicarboxilato o acido aminopolicarboxflico y soluciones diluidas del mismo.
El documento WO 2012/025160 desvela composiciones de limpieza alcalinas lfquidas que contienen un agente secuestrante, un inhibidor de corrosion a base de disilicato y un disolvente organico.
El documento WO 2012/142396 desvela formulaciones de retirada de costras acuosas que contienen desde 3 a 15 partes en peso de un agente quelante.
Puede probarse aumentar la solubilidad de agentes complejantes mediante la adicion de un agente solubilizante, por ejemplo, un polfmero que potencia la solubilidad o un tensioactivo. Sin embargo, muchos usuarios desean ser flexibles con su propia formulacion de detergente y desean evitar aditivos polimericos o tensioactivos en el agente complejante.
Pueden considerarse aditivos que pueden potenciar la solubilidad de los agentes complejantes respectivos pero tales aditivos no deben afectar negativamente las propiedades del agente complejante respectivo.
Por tanto, el objeto de la presente invencion era proporcionar soluciones acuosas altamente concentradas de agentes complejantes tales como MGDA o GLDA que son estables a temperaturas en el intervalo de cero a 50 °C, sin la adicion de tensioactivos o polfmeros. Era un objeto adicional de la presente invencion proporcionar un procedimiento para la fabricacion de soluciones acuosas altamente concentradas de agentes complejantes tales como MGDA o GLDA que son estables a temperaturas en el intervalo desde cero a 50 °C. Ni tal procedimiento ni tal solucion acuosa debe requerir el uso de aditivos que afecten negativamente las propiedades del agente complejante respectivo. Por consiguiente, se han encontrado las soluciones acuosas definidas al principio, en lo sucesivo en el presente documento tambien denominadas como soluciones acuosas de acuerdo con la invencion.
Las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion contienen
(A) en el intervalo del 30 al 60 % en peso de un agente complejante, en lo sucesivo en el presente documento tambien citado como "agente complejante (A)", seleccionado a partir de las sales de metales alcalinos de acido diacetico de metilglicina y las sales de metales alcalinos de acido glutamico-acido diacetico,
(B) en el intervalo del 1 al 25 % en peso de al menos una sal de un acido sulfonico o de un acido organico, dicha sal en lo sucesivo tambien citada como "sal (B)",
estando dicha solucion acuosa libre de tensioactivos, refiriendose los porcentajes al total respectivo de solucion acuosa respectiva de acuerdo con la invencion.
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El agente complejante (A) se selecciona a partir de sales de metales alcalinos de acido diacetico de metilglicina y las sales de metales alcalinos de acido glutamico-acido diacetico.
En el contexto de la presente invencion, las sales de metales alcalinos de acido diacetico de metilglicina se seleccionan de sales de litio, sales de potasio y preferentemente sales de sodio de acido diacetico de metilglicina. El acido diacetico de metilglicina puede neutralizarse parcialmente o de forma preferente totalmente con el alcali respectivo. En una realizacion preferente, un promedio de 2,7 a 3 grupos COOH de MGDA se neutraliza con metal alcalino, preferentemente con sodio. En una realizacion particularmente preferente, el agente complejante (A) es la sal trisodica de MDGA.
Probablemente, las sales de metales alcalinos de acido glutamico-acido diacetico se seleccionan de sales de litio, sales de potasio y preferentemente sales de sodio de acido glutamico-acido diacetico. El acido glutamico-acido diacetico puede neutralizarse parcialmente o de forma preferente totalmente con el alcali respectivo. En una realizacion preferente, un promedio de 3,5 a 4 grupos COOH de GLDA se neutraliza con metal alcalino, preferentemente con sodio. En una realizacion particularmente preferente, el agente complejante (A) es la sal tetrasodica de GLDA.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion contienen en el intervalo del 30 al 60 % en peso de sal de metal alcalino de MGDA como agente complejante (A), preferentemente del 35 al 50% en peso e incluso mas preferentemente entre el 37 y el 45% en peso.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion contienen en el intervalo del 30 al 60 % en peso de sal de metal alcalino de GLDA como agente complejante (A), preferentemente del 45 al 58% en peso e incluso mas preferentemente entre el 46 y el 53 % en peso.
El agente complejante (A) puede seleccionarse a partir de mezclas racemicas de sales de metales alcalinos de MGDA o GLDA, y de los enantiomeros puros tales como sales de metales alcalinos de MGDA-L, sales de metales alcalinos de GLDA-L, sales de metales alcalinos de D-MDGA y sales de metales alcalinos de GLDA-D y mezclas de isomeros enriquecidos enantiomericamente.
De ningun modo, cantidades menores de agente complejante
(A) pueden portar un cation distinto que metal alcalino. De este modo, es posible que cantidades menores, tales como 0,01 a 5 % en moles de agente complejante (A) total porten cationes de metal alcalinoterreo tales como cationes Mg2+ o Ca2+, o Fe+2 or Fe^.
Las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion comprenden adicionalmente
(B) en el intervalo del 1 al 25 % en peso, preferentemente del 3 al 15 % en peso de sal (B).
En el contexto de la presente invencion, la sal (B) se selecciona a partir de las sales de acidos mono- y di- carboxflicos. Ademas, de este modo, la sal (B) es distinta del agente complejante (A).
En una realizacion preferente de la presente invencion, la sal (B) se selecciona a partir de sales de metales alcalinos de acido acetico, acido tartarico, acido lactico, acido maleico, acido fumarico y acido malico.
Ejemplos preferentes de la sal (B) son acetato de potasio y acetato de sodio.
En una realizacion de la presente invencion, la sal (B) es la sal de potasio de acido metil sulfonico y preferentemente la sal de sodio de acido metil sulfonico.
Las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion contienen ademas agua. En una realizacion de la presente invencion, en soluciones acuosas de acuerdo con la invencion, el resto del agente complejante (A) y la sal (B) y, opcionalmente, la base inorganica, es agua. En otras realizaciones, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion pueden contener uno o mas lfquidos o solidos distintos que el agente complejante (A) y la sal (B) y el agua.
La acuosa de acuerdo con la presente invencion esta libre de tensioactivos. Libre de tensioactivos debe significar, en el contexto de la presente invencion, que el contenido total de tensioactivos es 0,1 % en peso o menos, refiriendose a la cantidad del agente complejante (A). En una realizacion preferente, el termino "libre de tensioactivos" debe englobar una concentracion en el intervalo de 50 ppm a 0,05 %, ambos ppm y % refiriendose a ppm en peso o % en peso, respectivamente, y refiriendose al total de solucion acuosa respectiva.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion tienen un valor pH en el intervalo de 9 a 14, preferentemente desde 10,5 a 13. El valor pH se determina a temperatura ambiente.
La acuosa de acuerdo con la presente invencion esta libre de polfmeros. Libre de polfmeros debe significar, en el contexto de la presente invencion, que el contenido total de tensioactivos es 0,1 % en peso o menos, refiriendose a la cantidad del agente complejante (A). Sin embargo, polietilenglicol (C) no se esta considerando un polfmero en el
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contexto de la presente invencion.
En una realizacion de la presente invencion, soluciones acuosas de acuerdo con la presente invencion pueden contener al menos una base inorganica, por ejemplo, hidroxido de potasio o preferentemente hidroxido de sodio. Es preferente una cantidad de 0,1 a 20 % en moles de base inorganica, refiriendose al total de grupos COOH en agente complejante.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion comprenden adicionalmente
(C) al menos un polietilenglicol con un peso molecular promedio Mn en el intervalo de 400 a 10.000 g/mol, en lo sucesivo en el presente documento tambien citado como "polietilenglicol (C)", preferentemente de 600 a 6.000 g/mol.
En una realizacion de la presente invencion, el polietilenglicol (C) puede taparse, que se convierte en un polieter, por ejemplo, con un grupo metilo por molecula. En otra realizacion, polietilenglicol (C) porta dos grupos hidroxilo por molecula.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion pueden contener en el intervalo del 1 al 20 % en peso, preferentemente del 5 al 15 % de polietilenglicol (C).
El peso molecular promedio Mn de polietilenglicol (C) puede determinarse, por ejemplo, determinando el numero de hidroxilo, preferentemente segun el documento DIN 53240-1:2012-07.
En otras realizaciones de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion no contienen ningun polietilenglicol (C).
En una realizacion de la presente invencion, el agente complejante (A) puede contener cantidades menores de impurezas que derivan de su smtesis, tales como acido lactico, alanina, acido propionico o similar. "Cantidades menores" en este contexto se refiere al total del 0,1 al 1 % en peso, refiriendose al agente complejante (A).
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion tienen una viscosidad dinamica en el intervalo de 80 a 500 mPas, preferentemente hasta 100 mPas, determinada segun el documento DIN 53018-1:2008-09 a 25 °C.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion pueden tener un numero de color segun Hazen en el intervalo de 15 a 400, preferentemente a 360, determinado segun el documento DIN EN 1557:1997-03 a 25 °C.
En una realizacion de la presente invencion, las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion pueden tener un contenido de solidos total en el intervalo del 31 al 65 % en peso, preferentemente al menos el 38 % en peso.
Las soluciones acuosas de acuerdo con la invencion muestran una tendencia extremadamente baja de tener precipitados solidos de agente complejante (A) u otros solidos. Por lo tanto, pueden almacenarse y transportarse en tubos y/o recipientes sin ningun residuo, incluso a temperaturas cercanas al punto de congelacion de la solucion acuosa respectiva de acuerdo con la invencion.
Otro aspecto de la presente invencion es, por tanto, el uso de soluciones acuosas de acuerdo con la presente invencion para su transporte en un tubo o un recipiente. El transporte en un tubo o en un recipiente en el contexto de la presente invencion preferentemente no se refiere a partes de la planta en las que el agente complejante (A) se esta fabricando, o no se refiere a las naves de almacenaje que forman parte de la planta de produccion respectiva en la que el agente complejante (A) se ha estado fabricando. Los recipientes pueden, por ejemplo, seleccionarse de tanques, frascos, carros, contenedores de carretera y vagones cisterna. Los tubos pueden tener cualquier diametro, por ejemplo, en el intervalo de 5 cm a 1 m, y pueden estar fabricados con cualquier material que sea estable a la solucion alcalina del agente complejante (A). El transporte en tubos tambien puede incluir bombas que forman parte del transporte en general de acuerdo con la invencion.
Otro aspecto de la presente invencion es un procedimiento para preparar soluciones acuosas de acuerdo con la invencion, dicho procedimiento tambien denominado como procedimiento inventivo. El procedimiento inventivo comprende una etapa de combinar una solucion acuosa de un agente complejante (A) con sal (B), dicha sal (B) aplicandose como solido en una solucion acuosa.
En una realizacion, dicha etapa de combinacion puede ir seguida por la retiracion del exceso de agua. El agua se retirara como medida en el procedimiento inventivo en particular en tales realizaciones cuando la solucion acuosa del agente complejante (A) tiene una concentracion inferior al 40 % en peso, en particular, menos del 35% en peso.
En una realizacion de la presente invencion, la combinacion de la solucion acuosa del agente complejante (A) con sal (B) puede realizarse a una temperatura en el intervalo de 30 a 75 °C, preferentemente de 25 a 50 °C. En otra realizacion de la presente invencion, la solucion acuosa del agente complejante (A) puede combinarse con sal (B) a
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temperature ambiente o a temperature ligeramente elevada, por ejemplo, en el intervalo de 21 a 29 °C.
El procedimiento inventivo puede realizarse a cualquier presion, por ejemplo, a una presion en el intervalo de 500 mbar a 25 bar. Es preferente una presion normal.
El procedimiento inventivo puede realizarse en cualquier tipo de vaso, por ejemplo, en un reactor de tanque con agitacion o en un tubo con medios para la dosificacion de sal (B) o en un vaso de precipitados, matraz o frasco.
La retiracion de agua puede conseguirse, por ejemplo, con la ayuda de membranas o mediante evaporacion. La evaporacion de agua puede realizarse retirando por destilacion el agua, con o sin agitacion, a una temperatura en el intervalo de 20 a 65 °C.
Otro aspecto de la presente invencion es el uso de soluciones acuosas de acuerdo con la presente invencion para la fabricacion de una formulacion de cuidado de la ropa o de lavavajillas, refiriendose dicho aspecto tambien como uso inventivo o aplicacion inventiva. Otro aspecto de la presente invencion es un procedimiento para fabricar una formulacion de cuidado de la ropa o de lavavajillas usando al menos una solucion acuosa de acuerdo con la invencion. El uso inventivo y el procedimiento respectivo comprenden la etapa de mezclar al menos una solucion acuosa de acuerdo con la invencion con al menos un ingrediente para una formulacion de cuidado de la ropa o de lavavajillas, por ejemplo, al menos un tensioactivo, seguido opcionalmente por al menos retirar parcialmente el agua.
La invencion se ilustra adicionalmente por los siguientes ejemplos de trabajo.
Ejemplos de trabajo
Los porcentajes se refieren al % en peso a menos que se indique lo contrario.
Se usaron las siguientes sustancias:
Agente complejante (A.1): sal trisodica de MDGA, proporcionada como el 40 % en peso de solucion acuosa, valor pH: 13
Sal (B.1): acetato de sodio, solido Sal (B.2): acetato de potasio, solido
I. Fabricacion de soluciones acuosas concentradas de acuerdo con la invencion
1.1 Fabricacion de soluciones acuosas que contienen (A.1) y (B.1)
Se cargo un frasco de vidrio de 25 ml con un tapon de plastico con 22,5 g el anterior 40 % en peso de solucion acuosa de (A.1). Se calento a 75 °C. Se anadieron a dicha solucion, 2,5 g de (B.1) con agitacion de forma repetida. La solucion acuosa resultante tema un contenido de solidos total del 46 % en peso. Era una solucion transparente y no mostraba ningun signo de cristalizacion o precipitacion de MGDA incluso despues de 30 dfas a 23 °C.
1.2 Fabricacion de soluciones acuosas que contienen (A.1) y (B.1)
Se cargo un frasco de vidrio de 25 ml con un tapon de plastico con 20 g de lo anterior con el 40 % en peso de solucion acuosa de (A.1). Se calento a 75 °C. Se anadieron a dicha solucion, 5 g de (B.1) con agitacion de forma repetida. La solucion acuosa resultante tema un contenido de solidos total del 52% en peso. Era una solucion transparente y no mostraba ningun signo de cristalizacion o precipitacion de MGDA incluso despues de 30 dfas a 23 °C.
1.3 Fabricacion de soluciones acuosas que contienen (A.1) y (B.2)
Se cargo un frasco de vidrio de 25 ml con un tapon de plastico con 22,5 g de lo anterior con el 40 % en peso de solucion acuosa de (A.1). Se calento a 75 °C. Se anadieron a dicha solucion, 2,5 g de (B.2) con agitacion de forma repetida. La solucion acuosa resultante tema un contenido de solidos total del 46 % en peso. Era una solucion transparente y no mostraba ningun signo de cristalizacion o precipitacion de MGDA incluso despues de 30 dfas a 23 °C.
1.4 Fabricacion de soluciones acuosas que contienen (A.1) y (B.2)
Se cargo un frasco de vidrio de 25 ml con un tapon de plastico con 20 g de lo anterior con el 40 % en peso de solucion acuosa de (A.1). Se calento a 75 °C. Se anadieron a dicha solucion, 5 g de (B.2) con agitacion de forma repetida. La solucion acuosa resultante tema un contenido de solidos total del 52% en peso. Era una solucion transparente y no mostraba ningun signo de cristalizacion o precipitacion de MGDA incluso despues de 30 dfas a 23 °C.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Solucion acuosa que comprende
    (A) en el intervalo del 30 al 60 % en peso de un agente complejante, seleccionado a partir de las sales de metales alcalinos de acido diacetico de metilglicina y las sales de metales alcalinos de acido glutamico-acido
    5 diacetico,
    (B) en el intervalo del 1 al 25 % en peso de al menos una sal de un acido sulfonico o de un acido organico,
    refiriendose los porcentajes al total respectivo de solucion acuosa, estando dicha solucion acuosa libre de tensioactivos.
  2. 2. Solucion acuosa de acuerdo con la reivindicacion 1, que tiene un valor de pH en el intervalo de 9 a 14.
    10 3. Solucion acuosa de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la sal (B) se selecciona a partir de sales de
    metales alcalinos de acido acetico, acido tartarico, acido lactico, acido maleico, acido fumarico y acido malico.
  3. 4. Solucion acuosa de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que la sal (B) se selecciona a partir de sales de metales alcalinos de acido metil sulfonico.
  4. 5. Solucion acuosa de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente (C) 15 al menos un polietilenglicol con un peso molecular promedio Mn en el intervalo de 400 a 10.000 g/mol.
  5. 6. Procedimiento de preparacion de una solucion acuosa de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa de combinar una solucion acuosa de agente complejante (A) con sal (B).
  6. 7. Uso de soluciones acuosas de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, para la fabricacion de una formulacion de cuidado de la ropa o de lavavajillas.
    20 8. Uso de soluciones acuosas de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, para el transporte en un
    tubo o un recipiente.
ES14726333.9T 2013-05-27 2014-05-13 Soluciones acuosas que contienen un agente complejante en alta concentración Active ES2628161T3 (es)

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