MXPA06012314A

MXPA06012314A - Agentes humectantes de baja espuma rapidos para superficies hidrofobicas.

Info

Publication number: MXPA06012314A
Application number: MXPA06012314A
Authority: MX
Inventors: Ulrich Steinbrenner; Jurgen Tropsch; Paul Klingelhoefer
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2007-01-31
Also published as: WO2005105285A1; JP4582665B2; JP2007535400A; ES2359714T3; EP1744827A1; CN1950141B; BRPI0509872A; EP1744827B1; ATE500886T1; US7560494B2; CA2563980A1; DE502005011087D1; DE102004021434A1; CN1950141A; US20080214683A1

Abstract

La presente invencion se relaciona al uso de detergentes de la formula general (I) R-O-(A)n-(B)m-H (I), en donde R = alquilo de C8, A = propilenoxi, B = etilenoxi, n = un valor promedio de 0.8 a 2.0 y m = un valor promedio de 2.0 a 5.0, como agentes humectantes para superficies polimericas y un agente humectante que contiene a) 0.5 a 50% en peso de al menos un detergente de la formula general (I) a partir de la reivindicacion 1,. b) 1.0 a 10% en peso de un alcohol de C8 y c) 0.5 a 30% en peso de un compuesto de la formula general (IV) R-O-(A)n-H (IV), en donde R = alquilo de C8, A = propilenoxi y n = un valor promedio de 0.8 a 2.0.

Description

AGENTES HUMECTANTES DE BAJA ESPUMA RÁPIDOS PARA SUPERFICIES HIDROFÓBICAS La presente invención se relaciona al uso de agentes tensioactivos basados en un alcohol de C8, óxido de propileno y óxido de etileno como un agente humectante para superficies poliméricas hidrofóbicas, y a un agente humectante que comprende tensioactivos y un alcohol de C8. Los tensioactivos basados en alcoholes de C8, óxido de propileno y óxido de etileno ya se conocen en la técnica anterior. DD 292147 describe un agente humectante para polvos los cuales son difíciles de humectar, por ejemplo, polvo de carbón, compuestos de un alquilpolialquilenglicoléter que contiene óxido de etileno y óxido de propileno. Para este propósito, se da preferencia a utilizar un agente humectante de la fórmula 2-etilhexanol- (PO) 2.5-3.5- (EO) 2-3 • El polvo de carbón es una superficie altamente aromática la cual no puede aplicarse directamente a cada aplicación técnica. El agente humectante es efectivo en la presencia de soluciones salinas concentradas, no hacen espuma y tienen intervalos de humectación cortos. DD 298651 describe propoxilato-etoxilatos de alcohol de C6-C9 como emulsificadores para siliconas. Los compuestos mencionados se utilizan para preparar emulsiones de diorganopolisiloxano acuosas estables durante el almacenamiento que tienen duración de almacenamiento de 6 meses . EP 0 051 878 Al describe una composición tensioactiva no iónica, no espumante, líquida la cual tiene propiedades humectantes mejoradas y generalmente buenas propiedades de desgrasamiento y/o limpieza. La composición incluye un compuesto formado a partir de un alcohol que tiene de 7 a 11 átomos de carbono y unidades de óxido de etileno y óxido de propileno. WO 2004/005230 describe alcoxilatos de 2-etilhexanol los cuales contienen óxido de etileno y óxido de propileno como óxido de alquileno. En promedio, se unen de 1.6 a 3.3 unidades de óxido de propileno de 3.0 a 5.5 unidades de óxido de etileno en los compuestos descritos. Los alcoxilatos se utilizan como composiciones de limpieza para superficies duras . Es un objeto de la presente invención proporcionar tensioactivos adecuados para uso como agentes humectantes para superficies poliméricas hidrofóbicas. Este objeto se consigue por el uso de tensioactivos de la fórmula general (I) R-0-(A)n-(B)m-H (I) en donde R es un radical de alquilo de C8, A es propilenoxi, B es etilenoxi, n es un valor promedio de 0.8 a 2.0, y m es un valor promedio de 2.0 a 5.0 como un agente humectante para superficies poliméricas hidrofóbicas. El radical R es un radical alquilo de C8 lineal o ramificado, saturado o insaturado; R es de preferencia un radical alquilo el cual es al menos mono-ramificado. R es más preferiblemente un radical alquilo de C8 el cual es mono-ramificado. En una modalidad muy particularmente preferida, se utilizan tensioactivos de acuerdo con la invención en la cual R es un radical alquilo derivado a partir de 2-etilhexanol . En la fórmula general (I), A es propilenoxi. De acuerdo a la invención, propilenoxi es un grupo -0-CH2-CH(CH3)- o -0-CH(CH3) -CH2- . En los tensioactivos utilizados de acuerdo con la invención, exclusivamente unidades de propilenoxi se enlazan de modo ideal directamente al alcohol. En la fórmula general (I), B es etilenoxi. De acuerdo a la invención, etilenoxi es el grupo -0-CH2-CH2- . El tensioactivo tiene de modo ideal una estructura en bloque, es decir, un bloque de propilenoxi se enlaza directamente al alcohol de C8. Unido al mismo es un bloque de etilenoxi.

Como un agente técnico, esta estructura en bloque está en algunos casos interrumpida a un grado cuando, por razones de tecnología de procesos, la medición de óxido de etileno se inicia aun cuando no todo el óxido de propileno se ha hecho reaccionar con el alcohol. En el tensioactivo de la fórmula general (I) utilizado de acuerdo con la invención, n es el valor promedio del número de unidades de propilenoxi enlazadas al alcohol de cß. El término "valor promedio" se relaciona a productos técnicos en los cuales un número diferente de unidades de alquilenoxi puede presentarse en moléculas individuales. En productos técnicos, se describe la proporción promedio de las unidades alquilenoxi correspondientes presentes. Un valor de 0.5 significa, por ejemplo que, en promedio, cada segunda molécula soporta una unidad correspondiente . De acuerdo a la invención, se utilizan tensioactivos en los cuales n tiene valor promedio de 0.8 a 2.0, de preferencia de 0.8 a 1.8, más preferiblemente de 1.3 a 1.6. En el tensioactivo de la fórmula general (I) utilizado de acuerdo con la invención, m es el valor promedio del número de unidades de etilenoxi presentes en el tensioactivo.

De acuerdo a la invención, se utilizan tensioactivos en los cuales m tiene un valor promedio de 2.0 a 5.0, de preferencia de 2.8 a 4.0, más preferiblemente de 2.8 a 3.2. Los tensioactivos de la fórmula general (I) combinan muy buenas propiedades, con respecto a la formación de espuma baja, la biodegradabilidad y el índice de humectación en superficies poliméricas hidrofóbicas, de manera que pueden utilizarse de acuerdo con la invención como agentes humectantes, para superficies poliméricas hidrofóbicas . Para el componente ROH de alcohol progenitor de los alcoxilatos de alcohol inventivos, los componentes de alcohol útiles no son sólo alcoholes de C8 puros, sino también mezclas de diferentes isómeros de un alcohol de C8. Un ejemplo es una mezcla de diferentes isómeros posicionales . El componente de alcohol presente en los tensioactivos de la fórmula general (I) utilizado de acuerdo con la invención es de preferencia sólo un isómero de un alcohol de C8. Los presentes tensioactivos o mezclas de tensioactivos utilizados de acuerdo con la invención se preparan de preferencia haciendo reaccionar alcoholes de la fórmula general ROH o mezclas de alcoholes de C8 isoméricos correspondientes, primero con óxido de propileno y luego con óxido de etileno. Las alcoxilaciones se llevan a cabo en la presencia de catalizadores de alcoxilación. En particular, se utilizan catalizadores básicos tales como hidróxido de potasio y/o hidróxido de sodio. Los catalizadores de alcoxilación específicos tales como bentonitos o hidrotalcitas modificadas, como se describen, por ejemplo, en WO 95/04024, pueden permitir la distribución aleatoria de las cantidades de los óxidos de alquileno incorporados que se contraen en gran medida, de manera que se obtienen alcoxilatos de "rango estrecho" . Las condiciones de reacción apropiada tales como temperatura, presión, tiempo de reacción, solvente, desarrollo y purificación de los productos, inter alia, se conocen por aquellos expertos en la técnica. Conocidos así mismo por aquellos expertos en la técnica son reactores adecuados para la preparación de los tensioactivos utilizables de acuerdo con la invención. En una modalidad preferida de la presente invención, los tensioactivos se utilizan como agentes humectantes de superficies poliméricas hidrofóbicas, y los tensioactivos tienen un rendimiento de humectación WPPE de acuerdo a la fórmula general (II) \ ?/n _ "solución de tensioactivo, lOs ~ cos Fagua destilada 1 - COS f agua destilada en donde f solución de tensioactivo, ios ángulo de contacto de una gota de un 0.02% en peso de la solución de tensioactivo acuosa a 40°C en una superficie lOs de polietileno después que la gota la golpea y ?agua destilada ángulo de contacto de una gota de agua destilada a 40°C en una superficie lOs de polietileno después que la gota la golpea de > 0.41 Los agentes humectantes utilizados de acuerdo con la invención tienen más preferiblemente rendimientos de humectación WPPE de >0.48, aún más preferiblemente >0.52, especialmente de preferencia >0.58. La definición del rendimiento de humectación WPPE para superficies poliméricas hidrofóbicas: El rendimiento de humectación para superficies poliméricas hidrofóbicas se determina a través del ángulo de contacto de una gota de un 0.02% en peso de la solución de tensioactivo acuosa determinada a 40°C en una superficie de 10 segundos de polietileno después que la gota la golpea. La referencia utilizada es un experimento análogo con agua destilada. En una modalidad preferida de la presente invención, se utilizan tensioactivos como agentes humectantes de superficies poliméricas hidrofóbicas, y los tensioactivos tienen un porcentaje de humectación WRPE de acuerdo a la fórmula general (III) I?/p _ cos Fsoluci?n de tensioactivo, 50ms COS fagua destilada 1 ,ttt\ VVG? PE : • —— (íü), 1 - cos f.gUa destllada WPPE de >0.85 en donde fagUa desilaa y W PE son como se definen anteriormente y fgoiuci6n de tensioactivo, 50 s es el ángulo de contacto de una gota de un 0.02% por peso de solución de tensioactivo acuosa a 40°C en una superficie de 50 milisegundos de polietileno después que la gota la golpea. Los agentes humectantes utilizados de acuerdo con la invención tienen más preferiblemente porcentajes de humectación WRPE de >0.87, aún más preferiblemente >0.90, especialmente de preferencia >0.92. La definición del porcentaje de humectación WRPE para superficies poliméricas hidrofóbicas: El porcentaje de humectación para superficies poliméricas hidrofóbicas de un tensioactivo se determina a través del progreso con el tiempo del ángulo de contacto de una gota de una solución de tensioactivo acuosa en una superficie de polietileno. Se calcula a partir de los ángulos de contacto 50 milisegundos después que la gota golpea la superficie y el rendimiento de humectación WPPE para la misma superficie. La referencia utilizada es de nuevo un experimento análogo con agua destilada. En general, las superficies poliméricas hidrofóbicas o de carácter hidrofóbicos adecuadas de acuerdo con la invención pueden consistir de cualquier material natural o sintético, o de mezclas de diferentes materiales. Las superficies poliméricas hidrofóbicas se refieren, por ejemplo, a todos los biopolímeros o plásticos hidrofóbicos o de carácter hidrofóbico. Se da preferencia a utilizar los tensioactivos de la fórmula general (I) como agentes humectantes para superficies poliméricas hidrofóbicas las cuales se componen de polímeros hidrofóbicos seleccionados a partir del grupo que consiste de algodón, polímeros basados en poliTHF tales como Lycra® o PEEK, polietileno, polipropileno, poliamidas, poliéteres, policarbonatos, poliuretanos, caucho, silicona, polibutadieno, poliestireno y ABS . Es también posible utilizar los tensioactivos de la fórmula general (I) como agentes humectantes de plantas, por ejemplo, hojas, púas o animales por ejemplo, caparazones de quitina de insectos. Es también posible utilizar mezclas de estos materiales. Se da preferencia particular a poliéster, poliamida, polipropileno, algodón y mezclas de los mismos. Se da preferencia a utilizar los tensioactivos de la fórmula general (I) como agentes humectantes para superficies poliméricas hidrofóbicas, estos se seleccionan a partir del grupo que consiste de moldeados, fibras, polvos, granulos, material pulverizado, espumas, telas, hilos. Los materiales pulverizados y polvos son menos preferidos. Se da preferencia particular a seleccionar superficies poliméricas hidrofóbicas a partir del grupo que consiste de fibras, hilos y telas. Los tensioactivos de espuma baja o de supresión de espuma inventivos pueden utilizarse en una multitud de aplicaciones. Se da preferencia para utilizarlos como tensioactivos no iónicos de preferencia en formulaciones de detergente y en formulaciones que contienen tensioactivos para aplicaciones industriales químicas, por ejemplo, para procesos de limpieza en la industria y en el hogar, tal como para lavado de tejidos, o para procesos de limpieza en el sector alimenticio tal como la limpieza de botellas de bebidas o de recipientes o de plantas en la industria de procesamiento de alimentos o en detergentes para lavar trastes. En particular, es la limpieza de superficies duras, por ejemplo, de vidrio, cerámica, barnices, plástico o metal que es de interés . Los tensioactivos encuentran además uso en limpiadores industriales y en procesos de limpieza en la industria de procesamiento de metales. Los tensioactivos pueden también utilizarse ventajosamente para una multitud de otros procesos químicos-industriales, por ejemplo, en general en la industria de procesamiento de metales, por ejemplo en lubricantes de enfriamiento, aceites de endurecimiento, emulsiones oleosas hidráulicas, pastas abrillantadoras, agentes de liberación de moho, aceites de extracción, mordientes, limpiadores metálicos o secadores metálicos. En este contexto, los tensioactivos pueden utilizarse en la producción y el procesamiento de tejidos. La aplicación de tensioactivos en la producción y el procesamiento de tejidos es extremadamente versátil; se extiende principalmente a los campos de: composiciones de pre-tratamiento de fibras, producción de fibras de rayón, terminados de hilados y fundición de tejidos, auxiliares de teñido, acabados, agentes de carácter hidrofóbico, auxiliares para impresión, antiestáticos o floculantes y composiciones de recubrimiento. Además, es también posible utilizar tensioactivos en cuero, papel, estampado, electro-enchapado y la industria fotográfica. Los campos importantes de uso aquí son recubrimientos, pigmentos y tintas de impresión. Los tensioactivos se utilizan en estos campos de aplicación tanto en sistemas acuosos como no acuosos. En sistemas no acuosos, sirven en particular como auxiliares de dispersión, agentes anti-asentamiento o agentes de control de flujo. Además, los tensioactivos permiten la preparación de lo que se conoce como sistemas sólidos elevados. Los tensioactivos tienen una aportación grande en sistemas acuosos en los cuales sirven no sólo para estabilizar los aglutinantes los cuales se preparan por polimerización o policondensación de emulsión y se basan en dispersiones poliméricas, sino sirven también como auxiliares de dispersión de pigmentos orgánicos e inorgánicos los cuales se utilizan con frecuencia. Además, mejoran las propiedades de adhesión de estas composiciones de recubrimiento . Además, los tensioactivos pueden utilizarse en el tratamiento acuoso, por ejemplo, en tratamiento de aguas residuales . Además, los tensioactivos pueden utilizarse en formulaciones de protección de cultivos . Además, los compuestos pueden utilizarse como tensioactivos o emulsificadores en la producción polimérica y la industria de procesamiento de polímeros. Los campos principales de aplicación en la producción y el procesamiento de polímeros son: la producción de dispersiones poliméricas, la producción de polímeros globulares, la producción de espumas, el uso de agentes de liberación de moho de interfase activa, la producción de microcápsulas, el mejoramiento de la adhesión entre los rellenos y los polímeros, los aditivos a dispersiones poliméricas para la realización de efectos particulares tales como espumabilidad, compatibilidad de relleno o capacidad de humectación, emulsificadores para sistemas no acuosos, coloración de plásticos, modificación antiestática de polímeros o adhesivos. La presente invención se relaciona también a un agente humectante que comprende a) de 0.5 a 50% en peso de al menos un tensioactivo de la fórmula general (I) , b) de 1. O a 10% en peso de un alcohol de C8 y c) de 0.5 a 30% en peso de un compuesto de la fórmula general (IV) R-0-(A)n-H (IV) en donde R es un radical alquilo de C8, A es propilenoxi y n es un valor promedio de 0.8 a 2.0. El agente humectante inventivo contiene, como componente a), de 0.5 a 50% en peso, de preferencia de 5 a 30% en peso, más preferiblemente de 8 a 25% en peso de un tensioactivo de la fórmula general (I) . La estructura y los ingredientes preferidos de este tensioactivo se han ilustrado ya anteriormente. Como componente b) , el agente humectante inventivo contiene de 1.0 a 10% en peso, de preferencia de 1.5 a 5.0% en peso, más preferiblemente de 1.5 a 4.0% en peso, de un alcohol de C8. Para el alcohol de C8, el cual se ha indicado ya con respecto al tensioactivo de la fórmula general (I) se aplica. El componente b) tiene una acción sinergística como un co-tensioactivo y un agente humectante en el agente humectante inventivo. Como componente c) el agente humectante inventivo contiene de 0.5 a 30% en peso, de preferencia de 2.0 a 20% en peso, más preferiblemente de 5 a 15% en peso, de un compuesto de la fórmula general (IV) R-0-(A)n-H (IV) en donde R es un radical alquilo de C8, A es óxido de propileno y n es un valor promedio de 0.8 a 2.0. El radical R es un radical alquilo de C8 lineal o ramificado, saturado o insaturado; R es de preferencia un radical alquilo el cual es al menos mono-ramificado. R es más preferiblemente un radical alquilo de C8 el cual es mono-ramificado. En una modalidad muy particularmente preferida, los agentes humectantes inventivos comprenden, como el componente c) , compuestos en los cuales R es el radical alquilo derivado de 2-etilhexanol . En una modalidad preferida, R en los componentes a) ó c) del agente humectante inventivo es el radical alquilo derivado de 2-etilhexanol . En una modalidad particularmente preferida, los componentes a) , b) y c) se derivan del alcohol de C8 idéntico. Este alcohol de C8 es más preferiblemente 2-etilhexanol . El compuesto de la fórmula general (IV) es un tensioactivo no-etoxilado es decir, exclusivamente propoxilado, el cual actúa como un des-espumante eficiente en el agente humectante inventivo. La acción des-espumante se desea en el agente humectante inventivo. En la fórmula general (IV), A es propilenoxi. De acuerdo a la invención, propilenoxi es el grupo -0-CH2-CH(CH3)- o -0-CH(CH3) -CH2- . En los agentes humectantes inventivos, el componente c) utilizado es un compuesto de la fórmula general (IV) en el cual n tiene un valor promedio de 0.8 a 2.0, de preferencia de 0.8 a 1.8, más preferiblemente de 1.3 a 1.6. Con respecto a la definición del valor promedio, el cual se estableció anteriormente como se aplica. Los tensioactivos antes mencionados de la fórmula general (IV) utilizados de acuerdo con la invención se preparan de preferencia haciendo reaccionar alcoholes de la fórmula general ROH o mezclas de alcoholes de C8 isoméricos correspondientes con óxido de propileno. Las alcoxilaciones se llevan a cabo de preferencia en la presencia de catalizadores de alcoxilación. Los catalizadores utilizados son en particular catalizadores básicos tales como hidróxido de potasio y/o hidróxido de sodio. Los catalizadores de alcoxilación específicos tales como bentonitas o hidrotalcitas modificadas, como se describen por ejemplo, en WO 95/04024, permiten la distribución aleatoria de las cantidades de óxidos de alquileno incorporados para contraerse en gran medida, de manera que se obtienen alcoxilatos "de rango estrecho" . Las condiciones de reacción apropiadas tales como temperatura, presión, tiempo de reacción, solvente, desarrollo y purificación de los productos inter alia, se conocen por aquellos expertos en la técnica. Así mismos conocidos por aquellos expertos en la técnica son reactores adecuados para la preparación de los tensioactivos utilizables de acuerdo con la invención. El agente humectante inventivo puede prepararse mezclando componentes a) , b) y e) en cualquier secuencia, de preferencia en la presencia de un solvente adecuado. Los solventes adecuados son solventes polares, por ejemplo, alcoholes, cetonas, agua o soluciones salinas tales como solución de hidróxido de sodio acuosa. Es también posible utilizar una mezcla de solventes. En una modalidad preferida, los componentes a) , b) y c) del agente humectante inventivo están presentes en solución acuosa, es decir, el agua se utiliza como el solvente para el agente humectante inventivo. El agente humectante inventivo es de espuma baja.

De acuerdo al método de formación de espuma mecánico EN 12728 (40°C,2 g/1 del tensioactivo, 10° de dureza alemana), los resultados obtenidos para el agente humectante inventivo son < 20 mi, de preferencia < 30 mi, más preferiblemente < 20 mi, más preferiblemente < 15 mi de espuma.

Claims

REIVINDICACIONES 1. El uso de agentes tensioactivos de la fórmula general (I) R-0-(A)n-(B)m-H (I) en donde R es un radical alquilo de C8, A es propilenoxi, B es etilenoxi, n es un valor promedio de 0.8 a 2.0 y m es un valor promedio de 2.8 a 3.2 como un agente humectante para superficies poliméricas hidrofóbicas, en donde las superficies poliméricas hidrofóbicas consisten de al menos un material seleccionado a partir del grupo que consiste de algodón, polímeros basados en poliTHF, polietileno, polipropileno, poliamidas, caucho, silicona, polibutadieno, poliestireno, ABS, superficies de plantas y superficies de animales.
2. El uso de acuerdo a la reivindicación 1, en donde los tensioactivos de la fórmula general (I) tienen un rendimiento de humectación WPPE de acuerdo a la fórmula general (II) \ ?/n _ Fsolucióp de tensioactivo, 10s ~ cos Fagua destilada . 1 - COS Fagua destilada en donde ?soiución de tensioactivo, ios ángulo de contacto de una gota de un 0.02% en peso de la solución de tensioactivo acuosa a 40°C en una superficie lOs de polietileno después que la gota la golpea y ?agua estilada ángulo de contacto de una gota de agua destilada a 40°C en una superficie lOs de polietileno después que la gota la golpea de > 0.41.
3. El uso de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en donde los tensioactivos de la fórmula general (I) tienen un porcentaje de humectación WRPE de acuerdo a la fórmula general (III) \?/D — cos Fsoluci?n de tepsioartivo, SOms COS fagua destilada 1 - cos fagua destllada WPPE (ni), en donde fagua destilada y WPPE son como se definen en la reivindicación 2 y fsoiucidn de tensioactivo, so ms es el ángulo de contacto de una gota de un 0.02% en peso de la solución de tensioactivo acuosa a 40°C en una superficie de 50 ms de polietileno después que la gota la golpea, de > 0.85.
4. El uso de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde R es el radical alquilo derivado de 2-etilhexano.
5. El uso de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las superficies poliméricas hidrofóbicas se seleccionan a partir del grupo que consiste de moldeados, fibras, polvos, granulos, material pulverizado, espumas, telas e hilos.
6. Un agente humectante, que comprende a) de 0.5 a 50% en peso de al menos un tensioactivo de la fórmula general (I) de acuerdo a la reivindicación 1, b) de 1.0 a 10% en peso de un alcohol de C8 y c) de 0.5 a 30% en peso de un compuesto de la fórmula general (IV) R-0-(A)n-H (IV) en donde R es un radical alquilo de C8, A es propilenoxi y n es un valor promedio de 0.8 a 2.0.
7. El agente humectante de acuerdo a la reivindicación 6, en donde R en los componentes a) y c) es el radical alquilo derivado de 2-etilhexanol .
8. El agente humectante de acuerdo a la reivindicación 6 ó 7, en donde los componentes a) , b) y c) se derivan desde el alcohol de C8 idéntico.
9. El agente humectante de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde los componentes se presentan a niveles de a) de 5.0 a 30% en peso, b) de 1.5 a 5% en peso y c) de 2.0 a 20% en peso.
10. El agente humectante de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en donde el alcohol de C8 es 2-etilhexanol .
11. El agente humectante de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde los componentes a), b) y c) se presentan en solución acuosa.