MXPA06011157A - Composiciones cuaternarias de ester concentradas, facilmente dispersables. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se refiere a un compuesto cuaternario de ester concentrado que es adecuado para la produccion de suavizantes de telas a temperaturas bajas, que comprende: a) un compuesto cuaternario de ester; b) un solvente organico ; c) agua; d) un modificador de pH; aunque generalmente se evita la presencia del agua en un compuesto cuaternario de ester concentrado debido a la bien conocida inestabilidad de este ultimo hacia la reaccion de hidrolisis, en la presente invencion el agua es esencial para la capacidad de dispersion a bajas temperaturas, que en consecuencia lleva a un aumento significativo en la viscosidad del producto final; una manera de resolver este problema es manteniendo la hidrolisis bajo control por medio de la adicion de un modificador de pH seleccionado.

Description

COMPOSICIONES CUATERNARIAS DE ESTER CONCENTRADAS. FÁCILMENTE DISPERSABLES MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se refiere a una composición cuaternaria de éster que se usa para la producción de suavizantes de tela a menores temperaturas, cuando se compara con procedimientos convencionales. Se sabe bien que los productos textiles que se han lavado, en procedimientos de lavado ya sean automáticos o manuales, y particularmente aquéllos hechos de fibras de celulosa, presentan una sensación desagradable al tacto después de secarse. Se puede vencer está sensación endurecida no deseada tratando las prendas de vestir, después de lavarlas en un baño de enjuague, con compuestos catiónicos que contengan dos radicales alifáticos largos en la estructura. Basándose en este pensamiento, los actuales suavizantes de tela comerciales disponibles en el mercado están constituidos todavía básicamente por una dispersión de sustancias catiónicas dialquílicas, la mayoría de éstas, sales de dialquildimetilamonio y compuestos cuaternarios de diéster de trietanolamina, dietanolamina o glicerina. La dispersión de compuestos catiónicos, principalmente aquéllos adecuados para la aplicación en suavizantes de telas, es una tarea difícil de lograr aproximadamente a temperatura ambiente, debido a la solubilidad/dispersabilidad deficientes de este material de partida en agua fría.

La presente invención expone una nueva opción para trabajar con compuestos cuaternarios de éster en la producción de suavizantes de tela, que consisten básicamente en una composición cuaternaria de éster altamente concentrada, dispersable en agua a temperatura de aproximadamente 35°C. Debido a su inestabilidad bien conocida ante la reacción de hidrólisis, los compuestos cuaternarios de éster están formuladas rara vez como productos concentrados en presencia de agua, especialmente cuando se somete la composición resultante a almacenamiento antes de la aplicación final. Sin embargo, en la presente patente, se pueden explorar todas las ventajas de la asociación de agua/compuesto cuaternario de éster, el cual promueve la fácil dispersabilidad de la mezcla final, ya que se mantiene la hidrólisis particularmente bajo control en presencia de un modificador de pH seleccionado. En general, los compuestos cuaternarios de éster presentan problemas concernientes a la producción de suavizantes viscosos, obligando a que con el uso de espesadores solubles se logre una alta viscosidad en el producto final. Un incremento significante de la viscosidad de las formulaciones para suavizantes es otra ventaja interesante que proviene de la dispersión, a menores temperaturas de la composición expuesta en la presente, lo cual permite una reducción significante o incluso la eliminación completa de espesadores de las formulaciones finales. Esta característica es especialmente importante para algunos países, más frecuentemente en la América Latina y Asia, en donde los consumidores relacionan todavía una buena calidad de un producto con su alta viscosidad. Un concentrado cuaternario de éster, con 75-95% de contenido activo de etanol y/o glicoles hasta 100%, se reclama en el documento EP 0 902 008. En esa patente, se reclama también una formulación final cosmética, 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 algún otro aditivo para mantener la hidrólisis bajo control. En el documento US 5,811 ,385, se exponen soluciones acuosas concentradas de compuesto cuaternario de éster adecuadas para preparar detergentes de lavandería y cosméticos. No hay solventes orgánicos presentes en estas soluciones acuosas concentradas. El documento US 2003 158 068 expone composiciones de acondicionamiento de tela a base de compuestos cuaternarios de éster, con contenido activo total máximo de 25%. En ese documento, siempre está presente un ácido graso insaturado como estabilizador de viscosidad. Se reclaman también en el documento EP 0669 391 composiciones para suavizantes acuosas finales con concentración máxima de compuesto cuaternario de éster de 30%. La invención expuesta en la presente se refiere a una composición cuaternaria de éster de alta concentración, por lo menos con 50% de materia activa, indicado como material de partida, para la fácil producción de suavizantes de tela comerciales a temperaturas reducidas.

El propósito de está invención es proveer composiciones concentradas cuaternarias de éster que contengan agua y se pueden diluir así fácilmente incluso a temperaturas menores. Al mismo tiempo se reduce al mínimo la influencia perjudicial del agua que causa la hidrólisis del compuesto cuaternario de éster, mediante la adición de un llamado modificador de pH. La invención se refiere a una composición cuaternaria de éster que consiste esencialmente en a) por lo menos 50% en peso de un compuesto cuaternario de éster de la fórmula 1 en donde A es un grupo de las formulas -(CH2)n-Q-T1 o -(CH2)p-CH-CH2 I Q Q Q se selecciona entre -O-C(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 de C C6, alquenilo de C2-C6 o hidroxialquilo de C1-C6; T1 , T2, T3, T4, T5 son independientemente alquilo de C8-C22 o alquenilo de C8-C22; n y m son números enteros de 1 a 6; y X es un anión, tal como cloruro, bromuro, yoduro, fluoruro, sulfato, metiisulfato, sulfato ácido, carbonato, carbonato ácido, fosfato, fosfato mono- y diácido, pirofosfato, metafosfato, nitrato, fosfato, fosfonato, metilfosfonato, metandisulfonato, metiisulfonato, etiisulfonato, y otros aniones que sean compatibles con los suavizantes; b) un solvente orgánico; c) agua; y d) un modificador de pH. Los compuestos cuaternarios de éster preferidos de la fórmula 1 son aquéllos en donde: Q es -OC-(O)-; R1 es (CH2)n-Q-T2 o T3; R2 es (CH2)m-Q-T4 o T5 o R3; R3 es aquilo de C C6, especialmente metilo, alquenilo de C2-C6 o hidroxialquilo de C?-C6, especialmente hidroxíetilo; T1, T2, T3, T4, T5 son independientemente alquilo de C8-C22 o alquenilo de C8-C22. n y m son 1 ó 2 Los compuestos cuaternarios de éster más preferidos son los compuestos cuaternarios de diéster de trietanolamina y los compuestos cuaternarios de diéster de dietanolamina, lo cual significa compuestos de la fórmula 1 , en donde A, R1 y R2 son un grupo de la fórmula -CH2CH2OCO-T1, R2 puede ser además un grupo R3, R2 y R3 estando seleccionados independientemente, R3 y X siendo como se define bajo la fórmula 1. Todos los compuestos cuaternarios de éster que se mencionan pueden contener cualquier clase de anión que sea compatible con el compuesto cuaternario de éster, los preferidos siendo cloruro, bromuro, acetato, lactato, sulfato, sulfato ácido o metiisulfato. La composición reclamada puede contener estos compuestos catiónicos en una cantidad de 50 a 90%, más precisamente de 65 a 75% en peso de la composición entera. b) Un solvente orgánico En principio, los solventes orgánicos adecuados son cualesquiera alcoholes de cadena corta mono- o polihídricos. Se da preferencia al uso de alcoholes que tengan de 1 a 4 átomos de carbono, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol de cadena recta y ramificada, glicerol y mezclas de dichos alcoholes. Otros solventes preferidos son los polietilenglicoles que tienen una masa molecular relativa inferior a 2000. En particular, se prefiere el uso de polietílenglicol que tenga una masa molecular relativa de entre 200 y 600 y en cantidades hasta de 30% en peso, y de polietilenglicol que tenga una masa molecular relativa de entre 400 y 600 en cantidades de 5 a 30% en peso. Se puede usar también el éter alquílico inferior de etilenglicol, propilenglicol, polietilenglicol y polipropilenglicol. Otros solventes adecuados son, por ejemplo, triacetina (triacetato de glicerol), 1- metoxi-2-propanol, hexilenglicol. La composición reclamada puede contener estos solventes orgánicos o incluso una mezcla de los mismos en una cantidad de 5 a 30%, más precisamente de 15 a 25% en peso de la composición entera. c) Agua En la presente invención, su presencia en el concentrado es esencial para una dispersabilidad a bajas temperaturas. Por consiguiente, el agua está presente en una cantidad de 5 a 20%, más precisamente de 7 a 15% en peso de la composición entera. d) Un modificador de pH Cuando se usan compuestos cuaternarios de éster como compuestos catiónicos, la presencia de agua en el concentrado es un problema real, ya que se rompen los enlaces del éster mediante el proceso de hidrólisis. La mejor manera de evitarlo es usar una dosificación controlada de un modificador de pH para aumentar el pH y hacer lenta así la hidrólisis significantemente.

Los modificadores de pH indicados especialmente en la presente composición son compuestos de amina, especialmente aquéllos seleccionados del grupo de trietanolamina, monoetanolamina, etilendiamina, dialquilaminas, dialquilmetilaminas, alquilaminas etoxiladas y aminometíl- propanol. La composición reclamada puede contener un modificador de pH en una cantidad de 0.1 a 3% en peso de la composición entera. Dependiendo del uso destinado, las composiciones de acuerdo con la invención comprenden, además de los compuestos mencionados, aditivos y auxiliares que son usuales y específicos en cada caso, tales como por ejemplo electrolitos, perfumes, portadores de perfume, colorantes, hidrótropos, agentes antiespumantes, agentes poliméricos y otros espesantes, opacificadores y agentes anticorrosivos. Las composiciones de acuerdo con la invención son notables por una buena estabilidad durante el almacenamiento y por omitir una producción de suavizantes de tela, por dilución con agua aproximadamente a temperatura ambiente. Se pueden elaborar las composiciones de acuerdo con la presente invención, fundiendo el compuesto cuaternario de éster y añadiendo el solvente orgánico al compuesto cuaternario de éster. Se mezclan por separado agua y modificador de pH y se añade esta mezcla a la mezcla del compuesto cuaternario de éster y del solvente orgánico, mezcla que se ha enfriado a aproximadamente 40-50°C.

EJEMPLOS 1 ) Estabilidad hidrolítica de las composiciones cuaternarias de éster concentradas, fácilmente dispersables El cuadro siguiente muestra los beneficios de la presencia de un modificador de pH seleccionado en la hidrólisis del concentrado cuaternario de éster. Se condujo la prueba a 35°C, que es una de las temperaturas indicadas para la dispersión del producto. Incremento porcentual del contenido de ácido libre durante la prueba de almacenamiento a 35°C: El compuesto cuaternario de éster usado en esta prueba fue amonio metiisulfato de d¡alquenoiloxi(C?6-C18)-etil-hidroxietil-metil-amonio en isopropanol (90% a.m.). El modificador de pH fue trietanolamina (99%). Por el cuadro, está claro que el modificador de pH desempeña un papel definitivo para mantener la hidrólisis bajo control durante el almacenamiento, principalmente a temperaturas mayores. 2) Composición concentrada (% en peso) A) 80.00 amonio metiisulfato de dialquenoiloxi(C16-C-?8)-et¡l- hidroxietil-metil-amonio en ¡sopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ) B) 10.00 Isopropanol (99.5%) C) 0.72 Trietanolamina (99%) D) 9.28 Agua Procedimiento I. Calentar A para obtener un material fundido (aproximadamente 50°C), con agitación. II. Agregar B, bajo agitación, y enfriar a aproximadamente 40°C (mezcla I). III. Mezclar, en un recipiente separado C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Agregar la mezcla 2 en la mezcla 1 , bajo agitación a 40°C V. Agitar durante aproximadamente 5 minutos. 3) Composición concentrada (% en peso) A) 80.00 Metiisulfato de dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio de Ci6-C18 en etanol (85% a.m.) (Praepagen® TQL-E) B) 10.00 Etanol C) 0.68 Trietanolamina (99%) D) 9.32 Agua Procedimiento I. Calentar A para obtener un material fundido (aproximadamente 60°C), bajo agitación. II. Agregar B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 50°C (mezcla I). III. Mezclar, en un recipiente separado C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Agregar la mezcla 2 en la mezcla 1 , bajo agitación a 50°C V. Agitar durante aproximadamente 5 minutos. 4) Composición concentrada (% en peso) A) 0.00 Tilsulfato de dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio de C16-C?8 en ¡sopropanol (85% a.m.) (Praepagen® TQL) B) 0.00 Isopropanol C) 0.68 Trietanolamína (99%) D) 9.32 Agua Procedimiento I. Calentar A para obtener un material fundido (aproximadamente 60°C), bajo agitación. II. Agregar B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 50°C (mezcla I).

III. Mezclar, en un recipiente separado C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Agregar la mezcla 2 en la mezcla 1 , con agitación a 50°C V. Agitar durante aproximadamente 5 minutos. 5) Composición concentrada (% en peso) A) 80.00 metiisulfato de dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio de C16-C-?8 en isopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ) B) 15.00 Isopropanol C) 0.72 Trietanolamina (99%) D) 4.32 Agua Procedimiento I. Calentar A para obtener un material fundido (aproximadamente 50°C), con agitación. II. Agregar B, con agitación, y enfriar a aproximadamente 40°C (mezcla I). III. Mezclar, en un recipiente separado C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Agregar la mezcla 2 en la mezcla 1 , con agitación a 40°C V. Agitar durante aproximadamente 5 minutos. 6) Composición concentrada (% en peso) A) 80.00 metiisulfato de dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio de C16-C18 en isopropanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ) B) 15.00 Isopropanol C) 0.72 Aminometil propanol D) 4.32 Agua Procedimiento I. Calentar A para obtener un material fundido (aproximadamente 50°C), con agitación. II. Se Agrega B, con agitación, y se enfría a aproximadamente 40°C (mezcla I). III. Se mezclan, en un recipiente separado, C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Se añade la mezcla 2 en la mezcla 1, bajo agitación a 40°C V. Se agita durante aproximadamente 5 minutos. 7) Composición concentrada (% en peso) A) 80.00 metiisulfato de dialcanoiloxietil-hidroxietil-metil-amonio de Ci6-C 8 en etanol (90% a.m.) (Praepagen® TQ-E) B) 10.00 etanol (99.5%) C) 0.72 Trietanolamina (99%) D) 9.28 Agua Procedimiento I. Se calienta A para obtener un material fundido (aproximadamente 50°C), con agitación. II. Se añade B, con agitación, y se enfría a aproximadamente 40°C (mezcla I). III. Mezclar, en un recipiente separado, C y D a temperatura ambiente (mezcla 2) IV. Se añade la mezcla 2 en la mezcla 1 , con agitación a 40°C V. Se agita durante aproximadamente 5 minutos. 8) Formulaciones para suavizantes El siguiente cuadro muestra algunos resultados comparativos de viscosidad entre los suavizantes preparados con un compuesto cuaternario de éster (Praepagen TQ), que se encuentran normalmente disponible en el mercado, y con el compuesto cuaternario de éster concentrado de acuerdo con la presente invención Viscosidad (cP) - Brookfield DV-II, 20 rpm, 25°C, huso 3 El espesante que se utiliza en el ejemplo anterior fue un almidón de maíz modificado Procedimientos: Procedimiento 1 - Proceso en caliente utilizando un compuesto cuaternario de éster (Praepagen TQ) convencional A) Fundir el compuesto cuaternario de éster (Praepagen TQ) a aproximadamente 65°C. B) Mezclar el agua y el espesante (cuando está presente) y calentar a aproximadamente 70°C. C) Añadir el compuesto cuaternario de éster (Praepagen TQ) al agua (o mezclarlo con el espesante), con agitación. D) Agitar durante 45 minutos con enfriamiento.

Procedimiento 2 - Proceso con temperaturas reducidas A) Fundir el compuesto cuaternario de éster concentrado a aproximadamente 35°C B) Mezclar el agua y el espesante (cuando esta presente) a temperatura ambiente, C) Agregar el compuesto cuaternario de éster concentrado al agua (o mezclarlo con el espesante), bajo agitación. D) Agitar durante 30 minutos.

Es evidente a partir de los anteriores datos de viscosidad que un compuesto cuaternario de éster concentrado de acuerdo con la presente invención aumenta de manera significativa la viscosidad de la composición final para suavizantes en comparación con un compuesto cuaternario de éster convencional.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una composición cuaternaria de éster que consiste esencialmente en: a) por lo menos 50% en peso de un compuesto cuaternario de éster de la fórmula 1 (1) en donde: A es un grupo de las fórmulas -(CH2)n-Q-T1 o -(CH2)n-CH-CH2 I Q Q r t2 Q es -O-C(O)- o -C(O)-O-; R1 es (CH2)n-Q-T2 o T3 o R3; R2 es (CH2m-Q-T4 o T5 o R3; R3 es H, alquilo de CrC6, alquenilo de C2-C6 o hidroxialquilo de C-r Cß; T1, T2, T3, T4, T5 son independientemente alquilo de C8-C22 o alquenilo de C8-C22; n y m son enteros de 1 a 6; y X es un anión; b) un solvente orgánico, c) agua y d) trietanolamina, monoetanolamina, etilendiamina, dialquilaminas, dialquil metilaminas, alquilaminas etoxiladas o metilpropanolalquilamina.

2.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque en la fórmula 1 : Q es -O-(O)-; R1 es (CH2)n-Q-T2 o T3; R2 es (CH2)m-Q.T4 o T5 o

R3; R3 es alquilo de C C2 o hidroxialquilo de C C6, T1 , T2, T3, T4, T5 son independientemente alquilo de C8-C22 o alquenilo de C8-C22; n y m son 1 ó 2. 3.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque están presentes dos o más tipos diferentes de los compuestos cuaternarios de éster de la fórmula 1 como se define en la reivindicación 1.

4.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el compuesto cuaternario de éster es un compuesto de la fórmula 1 en donde A R1 y R2 son un grupo de la fórmula -CH2CH2OCO-T1, R2 también puede ser un grupo R3, R2 y R3 siendo seleccionados independientemente, R3 y X son como se definieron para la fórmula 1.

5.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el compuesto cuaternario de éster está presente en una cantidad de 50 a 90%, de preferencia de 65 a 75% en peso de toda la composición.

6.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el solvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en alcoholes de cadena corta, de preferencia metanol, etanol, propanol, isopropanol o una mezcla de los mismos.

7.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el solvente orgánico, o una mezcla de solventes orgánicos, está presente en una cantidad de 5 a 30%, de preferencia de 15 a 25% en peso de toda la composición.

8.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el agua está presente en una cantidad de 5 a 20%, de preferencia de 7 a 15% en peso de toda la composición.

9.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque el modificador de pH está presente en una cantidad de 0.1 a 3% en peso de toda la composición.

10.- La composición cuaternaria de éster concentrado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque contiene adicionalmente cualesquiera otros aditivos o auxiliares.