PT93859A - Processo para a preparacao de composicors tensio-activas contendo uma mistura de um alcool-etoxilado e um alcool-etoxi-sulfato - Google Patents

Description

-3 0 presente invento diz respeito a um processo para a preparação de composições tensio-activas líquidas e sólidas com um elevado teor em matéria activa, contendo uma mistura de um álcool-etoxilato e um álcool-etoxi--sulfato.

Tem sido vastamente referido na literatura da especialidade o fabrico e o uso de detergentes sintéticos para lavagem de roupa. Contendo misturas de agentes tensio-activos não iónicos e aniónicos.

As composições tensio-activas líquidas são bem conhecidas no campo dos detergentes para roupa e, quer para aplicações domésticas, quer industriais, pratica-mente todas as formulações existentes são soluções de um ou mais materiais tensio-activos (surfactantes) em água, juntamente com um solvente orgânico, se necessário tais formulações contêm normalmente apenas cerca de 10%, em peso, a 45%, em peso de matéria activa.

Existem determinados problemas relacionados com o uso de formulações relativamente diluídas, nomeadamente a dificuldades e elevado custo de transporte da formulação do seu local de fabrico para o seu local de venda. Dado a maior parte do volume da formulação ser água, seria muito vantajoso, do ponto de vista de custos de expedição, preparar formulações mais concentradas.

Por fornecerem boas propriedades de detergência e de formação de espuma, os álcool-etoxi-sulfa-tos estão a ser cada vez mais utilizados nos pós e líquidos para lavagem de roupa doméstica, como parte de sistemas tensio--activos mistos. No entanto, um inconveniente para o uso de álcool-etoxi-sulfatos em formulações, é a sua forte tendência para formar géis quando são diluídos em formulações tendo concentrações superiores a 30%. A formação de gel pode ser reduzida por incorporação de aproximadamente 14% de etanol em so- luções de matéria activa a 60% de álcool-etoxi-sulfatos. Esta relativamente elevada solução de matéria activa reduz os custos de expedição embora a presença do etanol em soluções de álcool-etoxi-sulfato desaconselhe o seu uso em pós secos por pulverizações ou misturas a seco para lavagem de roupa, em que a inflamabilidade é combustibilidade do etanol apresentam sérios riscos no processamento. Para além disso, a água em excesso evita a formação de um pó de livre fluxo quando os concentrados do agente tensio-activo são misturados com as partículas em pó solúveis em água do detergente. É, por isso, um objectivo deste in vento preparar composições tensio-activas contendo uma mistura de álcool-etoxilatos e álcool-etoxi-sulfatos com uma quantidade inferior a 15% de água e substancialmente isentas de qualquer solvente orgânico. Nas composições tensio-activas do presente invento, um agente tensio-activo aniónico, álcool-etoxi--sulfato, é misturado com um agente tensio-activo não iónico, álcool-etoxilato, em que cada um destes tipos de agentes ten-sio-activos actuam como hidrótropos mútuos, permitindo desse modo concentrados líquidos contendo níveis de matéria activa de pelo menos 85%. É um outro objectivo deste invento apresentar concentrados que são líquidos transparentes; derramáveis de fase única, de preferência a géis a temperaturas relativamente baixas, tais como, por exemplo, cerca de 50°C ou menos. É também um objectivo do invento utilizar concentrados em pós secos.

Este invento refere-se a uma composição tensio-activa que se apresenta quer em forma líquida, quer na forma de um pó branco, que compreende: a) de 15%, em peso, a 99%, em peso, dum álcool-etoxilato tendo a fórmula R-O- (CHgCí^O) -H, em que R é um grupo alquilo tendo de 8 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquil-arilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono, e n representa o número médio de grupos de oxietileno 5-

por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, b) de 1%, em peso, a 80%, em peso, de um sal de um álcool-etoxi-sulfato tendo a fórmula R'-0-(CH2CH20)x-S03M, em que R' é um grupo alquilo de 8 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono M é um catião seleccionado de um ião de metal alcalino, um ião amónio e suas misturas, e x representa o número médio de grupos de oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, e c) de 0,01%, em peso, a 15%, em peso, de água, em que os componentes (a) e (b) constituem pelo menos 85%, em peso, dos componentes (a), (b) e (c) e, se desejável um ingrediente adsorvente para detergentes em pó.

Este invento diz igualmente, respeito a composições detergentes em pc preparadas através da utilização destas composições tensio-activas e a processos para a sua preparação. A composição é também substancialmente isenta de solventes orgânicos, em especial solventes orgânicos de baixo peso molecular e, mais especialmente, álcoois inferiores tendo de 1 a 5 átomos de carbono, nomeadamente eta-nol e metanol.

Como aqui utilizado, o termo "líquido" significará um material derramável que não é sólido nem gel. Como aqui utilizado, "substancialmente isento" de um solvente orgânico significaráque a quantidade de solventes orgânico presente, se o houver é inferior à quantidade que alteraria substancialmente as propriedades da composição. A composição contem tipicamente menos de 3%, em peso, de solvente orgânico, do peso total da composição. A classe genérica de agentes ten-sio-activos não iónicos ou álcool-etoxilatos de relevância para o invento caracteriza-se pela fórmula química. (I) -6- R-0-(CHo-CHo0) -H 2 2 n em que R é um grupo alquilo de cadeia linear ou cadeia ramificada tendo de 8 a 18 átomos de carbono, de preferência de 12 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo com 8 a 12 átomos de carbono, e n representa o número médio de grupos de óxietileno por molécula e se situa na gama de 1 a .12, de preferência de 2 a 9 e mais preferivelmente de 2 a 5. 0 grupo alquilo pode ter uma cadeia de carbono que é linear ou ramificada, e o componente etoxilato pode ser uma combinação de moléculas ramificadas e de cadeia linear. De preferência, cerca de 85% dos grupos R na presente composição são de cadeia linear. É evidente que R pode ser substituído por qualquer substituinte que seja inerte tal como, por exemplo, grupos halo. Os etoxilatos dentro desta classe são preparados da forma convencional, pela adição sequencial de óxido de etileno ao álcool correspondente (ROH) na presença de um catalisador. 0 componente álcool-etoxilato deste invento é, de preferência, derivado da etoxilação.de álcoois primários ou secundários, de cadeia linear ou ramificada. Os etoxilatos mais comuns nesta classe e os que são particularmente úteis neste invento são os álcoois-etoxilatos primários, isto é, compostos da fórmula I, em que R é um grupo alquilo e o substituinte éter -0-(CH2-CH20)n-H está ligado a um carbono primário do grupo alquilo.

Os álcoois que são adequados para etoxilação para formar o componente alcool-etoxilato deste invento incluem álcoois gordos de coco, álcoois gordos de sebo e as misturas de álcoois gordos de cadeia longa sintéticos, que são comercializados, por exemplo, as misturas de álcoois C12 a C15 comercializa<^as como "Álcool Neodol 23" (uma marca registada de um produto fabricado e vendido pela Shell Chemical Company), as misturas de álcool C^2 a C^4 vendidas como "Tergitol 24 L" (uma marca registada do produto fabricado e vendido pela Union Carbide Corporation), e as misturas de ál- -7- \ cool C^2 a vendidas, por exemplo, como "Álcool NEODOR 23" (Shell).

Os alcool-etoxilatos adequados podem ser preparados adicionando-se ao álcool, ou à mistura de álcoois a ser etoxilados, uma quantidade ponderada, por exemplo, de 0,1%, em peso, a 0,6%, em peso, de preferência de 0,1%, em peso, a 0,4%, em peso, com base no álcool total, duma base forte, tipicamente um hidróxido de metal alcalino ou metal alcalino-terroso, tal como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio, que funciona como um catalisador por etoxilação. A mistura resultante é seca, por exemplo por remoção por base a vapor de qualquer água presente, sendo a seguir introduzida uma quantidade de óxido de etileno calculada de modo a fornecer 1 mol a 12 mol de óxido de etileno por mol de álcool e a mistura resultante é deixada reagir até o óxido de etileno ser consumido, seguindo-se o curso da reacção pela adição ou redução da pressão de reacção. A etoxilação é tipicamente conduzida a elevadas temperaturas e pressões. As temperaturas de reacção adequadas variam de 120°C a 220°C, sendo preferida a gama de 1402C a 160SC. Obtem-se uma pressão de reacção adequada quando se introduz no recipiente de reacção a quantidade necessária de óxido de etileno que tem uma elevada pressão de vapor à desejáda temperatura de reacção. Por questões de se- -gurança processual a pressão parcial do reagente de óxido de etileno é de preferência limitada para, por exemplo, menos de 4 bar, e/ou o reagente é de preferência diluída com um gás inerte tal como azoto, por exemplo, para uma concentração da fase de vapor de 50% ou menos. No entanto, a reacção pode ser realizada com segurança a uma concentração superior de óxido de etileno, a uma maior pressão total e maior pressão parcial de óxido de etileno se se tomarem as devidas precauções, que são conhecidas na técnica da especialidade, para evitar os riscos de explosão. É particularmente preferida uma pressão total situada entre 3 e 8 barg, com uma pressão parcial de

óxido de etileno entre 1 e 4 barg, enquanto que é considerada mais preferida uma pressão total entre 3,5 e 7,5 barg, com uma pressão parcial de óxido de etileno entre 1,5 e 3,5 barg. A pressão funciona como uma medida do grau da reacção e a reac ção é considerada como estando substancialmente terminada, quando a pressão não diminui mais com o tempo.

Deve entender-se que o processo de etoxicação serve para introduzir um número médio desejado de unidades de óxido de etileno por mol de alcool-etoxilato.

Por exemplo, o tratamento de uma mistura de álcool com 3 mol de óxido de etileno por mol de álcool serve para realizar a epoxilação de cada molécula de álcool com uma média de 3 frac-^ ções de óxido de etileno por mol de fracção de álcool, embora uma porção substancial de fracções de álcool se venha a combinar com mais de 3 fracções de óxido de etileno e uma porção aproximadamente igual se venha a combinar com menos de 3. Numa mistura típica de produtos para etoxilação, existe uma também porção menor de álcool não reagido.

Os compostos activos não iónicos específicos para detergentes, que podem ser utilizados na composição do presente invento incluem álcoois gordos etoxilados, de preferência álcoois mono-hídricos lineares primários ou secundários com Cg a C^8, de preferência C^ a ci5» grupos alquilo e uma média de 1 a 12, de preferência 2 a 9 mol de óxido de etileno por mol de álcool, e alquil fenóis etoxilados com grupos alquilo Cg a C^, de preferência grupos alquilo Cg a C1Q e uma média de 1 a 12 mol de óxido de etileno por mol de alquilfenol.

Uma classe preferida de etoxilatos não iónicos é representado pelo produto de condensação de um álcool gordo tendo de 12 a 15 átomos de carbono e de 2 a 9 mol de óxido de etileno por mol de álcol gordo. A espécie adequada desta classe de etoxilatos inclui: o produto de condensação de oxo-alcoóis ci2“Cl5 e 7 m°l de óxido de etileno; o produto -9- de condensação de oxo-alcoóis C22-C15 e ^ mo-*· de °x^° et^-leno; o produto de condensação de oxo-alcoóis de corte estreito e 7 ou 9 mol de óxido de etileno por mol de (oxo)álcool gordo a condensação de um (oxo)álcool gordo C^2-C13 de corte estreito e 6,5 mol de óxido de etileno por mol de álcool gordo. Os oxo-alcoóis gordos, embora primeiramente lineares, podem ter, dependendo das condições processamento e olefinas da matéria prima, um determinado grau de ramificação. Encontra--se frequentemente um grau de ramificação na gama de 15% a 50%, em peso, nos oxo-alcoóis que são comercializados. A quantidade de álcool-etoxilato presente na composição deste invento pode variar de 15%, em peso, a 99%, em peso, de preferência de 25%, em peso, a 75%, em peso, e mais preferivelmente de 28%, em peso, a 66%, em peso. A classe geral de agentes tensio--activos aniónicos ou álcool-etoxi-sulfatos importantes para o componente (b) da composição é caracterizada pela fórmula química (II) R1-O-(CHo-CH_0) -S0oM 2 2x3 em que R' é um grupo alquilo de cadeia linear ou cadeia ramificada tendo de 8 a 18 átomos de carbono, de preferência de 2 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo com uma fracção alquilo tendo de 8 a 12 átomos de carbono, X representa o número médio de grupos de oxietileno por molécula e situa-se na gama de 1 a 12, de preferência de 5 a 12 e mais preferivelmente de 9 a 12 e M é um catião seleccionado de um ião de metal alcalino, um ião amónio, e suas misturas, R' é, de preferência, um alquilo substancialmente de cadeia linear isto é, pelo menos 50%, de preferência cerca de 85% dos grupos alquilo R' da presente composição são de cadeia linear. É evidente que R' -10-

pode ser substituído por qualquer substituinte que seja inerte como, por exemplo, grupos halo.

Numa forma de realização do invento, os álcool-etoxi-sulfatos são derivados de álcoois primários ou secundários com um número de carbono variando de 8 a 18. Os precursores de álcool-etoxi-sulfato são álcoois de cadeia linear ou têm uma estrutura de cadeia ramificada. Os álcoois que são adequados para etoxilação para formar um álcool--etoxilato que pode a seguir ser sujeito a um processo de sul-fatação para formar a componente álcool-etoxi-sulfato da composição incluem álcoois gordos de coco, álcoois gordos de sebo e as misturas de álcoois gordos sintéticos de cadeia longa, que são comercializados, por exemplo, as misturas de alcoóis C^2 a 15 comercializados coma "Álcool NEODOR 25" (Shell Chemical Company), as misturas de alcoóis C12 a C14 comercializadas como "Tergitol 24L'.' (Union Carbide Corporation) e as misturas de alcoóis C^2 a C.^ comercializados, por exmeplo, como "Álcool NEODOR 23" (Shell). O componente álcool etoxi-sulfato é tipicamente preparado por se fazer primeiramente a reacção do álcool com 1 a 12 mol de óxido de etileno por mol de álcool para formar um produto de álcool-etoxilato. Estes produtos de álcool-etoxilato são a seguir sulfatados com um reagente sul-fatante adequado e a mistura resultante dos produtos sulfatados é neutralizado com uma solução aquosa de metal alcalino.

Os processo de sulfatação adequados incluem sulfatação de trióxido de enxofre (SO^), sulfatação de ácido cloro-sulfónico (CISO^H) e sulfatação de ácido sulfâmico (NF^SO^H), sendo preferido a sulfatação de trióxido de enxofre. Um processo típico de sulfatação de trióxido de enxofre inclui o devse pôr em contacto álcool-etoxilato líquido e trióxido de enxofre gasoso a uma pressão próxima da atmos fera na zona de reacção de um sulfatador de película cadente arrefecido com água a uma temperatura na gama de 25QC a 702C para produzir o éster de ácido sulfúrico de álcool-etoxilato. 0 éster de ácido sulfúrico do álcool-etoxilato liberta a seguir a coluna da película cadente e é neutralizado com uma solução de metal alcalino, por exemplo, hidróxido de sódio ou potássio,, para formar o sal de álcool-etóxi-sulfato.

Os compostos activos sulfactados e etoxilados específicos para detergentes, que podem ser utilizados na composição do presente invento, incluem álcoois gordos sulfatados etoxilatados, de preferência álcoois lineares primários ou secundários com grupos alquilo Cg a C-^g, de preferência C.^ a C15, e uma m®óia de 1 a 12, de preferência 5 a 12 mol de óxido de etileno por mol de álcool, e alquil-fenóis sulfatados etoxilatados com grupos alquilo Cg a ci2' de preferência grupos alquilo Cg a C^ e uma média de 1 a 12 mol de óxido de etileno por mol de alquil-fenol. A classe preferida de álcool-etoxi-sulfatos é constituída pelos alcoóis li neares sulfatados, nomeadamente alcoóis C^ a C^,. etoxilados com uma média de 5 a 12 mol de óxido de etileno. Um álcool--etoxi-sulfato muitíssimo preferido é preferido por sulfataçao dum álcool C^2-C13 etoxilado com 6,5 mol de óxido de etileno.

Numa forma preferida de realização o componente álcool-etoxi-sulfato tem um número médio de unidades de oxietileno por molécula superior ao componente álcool -etoxilato. 0 número médio de unidades de oxi-etileno para molécula no componente álcool-etoxi-sulfato situa-se tipicamente na gama de 1 a 12, de preferência de 5 a 12 e mais preferi-vélmente de 9 a 12, e o número médio de unidades de oxietileno por molécula no componente álcool-etoxilato situa-se tipicamente na gama de 1 a 12, de preferência de 2 a 9 e mais preferivelmente de 2 a 5. A quantidade de álcool-etoxi-sul-fato presente na composição situa-se na gama de 1%, em peso, a 80%, em peso, de preferência de 25%, em peso, a 75%, em peso, e mais preferivelmente de 28%, em peso, a 65%, em peso. A relação, em peso, do componente (a), álcool-etoxilato, para o componente (b), álcool-etoxi-sul fato, pode variar bastante com relações, em peso, na gama de 99:1 a 1:6. A relação em peso, do componente (a) para o componente (b) situa-se, de preferência, na gama de 5:1 a 1:5, mais preferivelmente de 3:1 a 1:3 e mais preferivelmente ainda de 2:1 a 1:2. 0 componente (c) da composição tensio-activa líquida é água. A quantidade de água utilizada na composição é inferior a 15%, em peso, da composição, de preferência inferior a 10%, em peso, mais preferivelmente inferior a 7%, em peso, e mais preferivelmente ainda inferior a 5%, em peso. A quantidade de água pode ser controlada de forma muitíssimo eficiente quando se utiliza uma base anidra tal como, por exemplo, trietanolamina ou monoetanolamina como agente neutralizante. No entanto, através de secagem ou através da adição de água, a quantidade de água pode também ser comtrolada em sistemas preparados com agentes neutralizantes à base de metal alcalino. A quantidade desejada de água pode ser facilmente determinada por um perito na técnica da especialidade, com uma quantidade mínima de experimentação de rotina. A preparação das composições ten-sio-activas líquidas do invento pode ser feita por uma mistu-ração dos componentes uns com os outros de qualquer maneira.

No entanto é geralmente preferido que o produto álcool-etoxi-sulfato não neutralizado (isto é, o éster de ácido sulfúrico orgânico resultante da reacção de sulfatação ) seja adicionado a uma mistura bem agitada de álcool-etoxilato e uma base concentrada tal como, por exemplo, hidróxido de sódio aquoso a 50%. Outras base adequadas incluem hidróxido de potássio, hidróxido de amónio, trietanolamina e monoetanolamina.

Tipicamente as composições líquidas do invento têm um teor em material tensio-activo, isto é, a percentagem de álcool-etoxilato mais a percentagem de álcool

etoxi-sulfato de, pelo menos, 85% em peso, de preferência pelo menos, 90%, em peso, e mais preferivelmente, pelo menos 95%, em peso, da referida composição. As composições são também substancialmente isentas, tipicamente com menos de 3%, em peso de solventes orgânicos, de preferência solventes alcoólicos e mais preferivelmente solventes alcoólicos inferior tendo de 1 a 5 átomos de carbono.

As composições tensio-activas líquidas do invento podem ser utilizadas numa série de aplicações de detergentes. As composições tensio-activas líquidas podem ser adsorvidas a temperaturas relativamente baixas, cerca de 602C ou menos, para materiais sólidos para detergentes tais como, por exemplo, carbonato de sódio, de maneira a formar pós detergentes. A composição tensio-activa líquida pode também ser adicionada a água para formar detergentes líquidos tendo menores concentrações de matéria activa. O invento sera agora descrito pelos exemplos seguintes, que são apresentados para fins de ilustração e não são concebidos como limitativos do invento. EXEMPLO 1

Preparação de Composições tensio-activas

Composição tensio-activa A

Fez-se a sulfatação, por reacção, de um álcool-etoxilato com um grupo alquilo Ci2-Cl3 e contendo -14- uma média de 6,5 mol de óxido de etileno/mol de álcool (comercializado como "Álcool NEODOR 23-6,5) com SO^ gasoso num reac-tor de película cadente de escala laboratorial para formar um álcool-etoxi-sulfato. A relação molar SO^/etoxilato foi de 1,05 e a temperatura do reactor foi de 65SC. O produto ácido foi preparado a uma velocidade de 8 g/min e foi directamente neutralizado numa solução pré-misturada contendo 16,1 g de hidróxido de sódio aquoso a 50% e 100 g de um álcool-etoxilato com um grupo alquilo ^^2“C'13 e con‘*:enc^0 uma média de 5 mol de óxido de etileno/mol de álcool (comercializado como "Álcool NEODOR 23-5). A mistura tensio-activa foi mantida bem agitada pelo uso duma lâmina de agitação magnética, sendo a temperatura da mistura mantida a 55sc com um banho de água exterior. Não se registou formação de gel ao longo do processo. Adicionou-se aproximadamente 100 g de produto ácido do sulfatador até se obter um pH 8, medido por um papel humedecido apropriado. O produto final foi um líquido transparente fluidificável a 20SC e tinha a seguinte composição de análise: - 48%, em peso, de Alcool-Etoxi-Sulfato (Sal de sódio) j - 46%, em peso, de Alcool-Etoxilato 5%, em peso, de Agua 1% de Sulfato de Sódio e Sub-produto vertigiários

J

Mediu-se uma viscosidade de 0,2

Pa-s para a Composição Sensio-Activa A a 502C a uma velocidade —1 , de corte de 0,42 s" utilizando-se um viscosímetro "Brookfield Model LVTD". O Quadro I mostra uma comparação da viscosidade da composição tensio-activa A com a viscosidade duma composição álcool-etoxilato/água que contem a mesma quan-

tidade de álcool etoxilato como a composição tensio-activa A, sendo a parte restante de composição constituída por água e a viscosidade duma composição de álcool-etoxi-sulfato/água, que contem a mesma quantidade de álcool-etoxi-sulfato como a composição tensio-activa A, sendo a parte restante da composição constituída por água. Como se pode verificar no Quadro I, a viscosidade da composição Tensio-Activa A, que contem 94%, em peso, de agente tensio-activo total é substancialmente inferior à viscosidade tanto da composição álcool-etoxilato/água como da composição etoxi-sulfato/água.

QUADRO I

Percentagem em peso de Álcool Etoxilato

Percentagem Percentagem em peso de em peso de Álcool í^O Viscosidade

Etoxi-sulf ato (Pa.s)

Composição Tensio-Activa A 46 Composição Tensio--Activa de Álcool Etoxilato/B^O 46 Composição Tensio--activa de Alcool--Etoxi-sulfato/í^O 0 48 5 0,2 0 54 > 40 48 52 >40

Composição tensio-Activa B

Fez-se a mistura de 10 g de composição Tensio-Activa A com 4,1 g de "Álcool NEODOR 23-5" para se obter um líquido transparente e fluidificante a 20SC e que tinha a seguinte composição: 34%, em peso, de Alcool-Etoxi-Sulfato (Sal de sódio) 62%, em peso, de álcool-Etoxilato 3%, em peso, de água - <1%, em peso, de súlfato de sódio e sub-produtos vertigiá-rios.

Mediu-se uma viscosidade de 0,1 Pa.s para a composição a 50QC a uma velocidade de corte de 0,42 s"1. 0 Quadro II mostra uma comparação da viscosidade da composição Tensio-Activa B com a viscosidade duma composição de álcool-etoxilato/água contendo a mesma quantidade de álcool-etoxilato como a composição Tensio-Activa B, sendo a parte restante da composição constituída por água e a viscosidade duma composição de álcool-etoxi-sulfato/água contendo a mesma quantidade de álcool-etoxi-sulfato como a Composição tensio-activa B, sendo a parte restante da composição constituída por água. Como se pode ver no Quadro II, a viscosidade da Composição Tensio-Activa B, que contem 96%, em peso, do agente tensio-activo total, é substancialmente inferior à viscosidade tanto da composição de álcool-etoxilato/ água como da composição álcool etoxi-sulfato/água.

QUADRO II

Percentagem em peso Álcool Etoxilato

Percentagem em peso Álcool Etoxisulfato

Percentagem em peso h2o

Viscosidade (Pa.s)

Composição

Tensio-Activa B 62 34 3 0,1 Composição Tensio-Activa Álcool·-Etoxilato/f^O 62 0 38 31 Composição Tensio--Activa Álcool-Etoxi-sulfato/E^O 0 34 66 40

Composição Tensio-Activa C

Utilizou-se o processo descrito para a composição Tensio-Activa A, com a excepção de se ter feito a neutralização de 145 g da forma ácida do álcool-etoxi--sulfato numa solução pre-misturada contendo 24 g de hidróxido de sódio aquoso de 50% e 50 g de "Álcool NEODOR 23-5". Mistu-rou-se a seguir 20 g do produto com 0,7 g de "Álcool NEODOR 23-5" adicional para preparar uma composição que se apresenta líquida transparente e fluidificável a 35QC, e acima desta temperatura e que tinha a seguinte composição: - 61%, em peso, de Álcool Etoxi-Sulfato (Sal de sódio) - 32%, em peso, de Álcool etoxilato - 6%, em peso, de água 1%, em peso, de sulfato de sódio e sub-produtos vestigiários -18-

Mediu-se uma viscosidade de 0,7 Pa.s para a composição a 50QC e a uma velocidade de corte de 0,42 s'1. 0 Quadro III mostra uma comparação da viscosidade de composição tensio-activa C com a viscosidade de uma composição de álcool-etoxilato/água contendo a mesma quantidade de alcoal-etoxilato como a composição tensio-activa C, sendo a parte restante da composição constituída por água e a viscosidade de uma composição de álcool etoxi-sulfato/água contendo a mesma quantidade de álcool etoxi-sulfato como a composição tensio-activa C, sendo a parte restante da composição constituída por água. Como se pode ver no Quadro III, a viscosidade da composição tensio-activa C, contendo 93%, em peso, do agente tensio-activo total, é substancialmente inferior à viscosidade tanto da composição de álcool etoxilato/ água como da composição de álcool etoxi-sulfato/água.

QUADRO XXI

Percentagem em peso de Álcool Etoxilato

Percentagem Percentagem em peso de e peso de viscosidade Álcool K^O (Pa. s)

Etoxi-sulfato

Composição tensio-activa C 32 Composição tensio--activa de Alcool--Etoxilato/í^O 32 Composição tensio--activa de álcool--etoxilato/H20 0 61 6 0,7 0 68 23 61 39 >40 EXEMPLO 2

Preparação de Composições Detergentes

Composição Detergente 1

Procedeu-se ao aquecimento a 502C de 34 g da composição tensio-activa neutralizada A, que foi adicionada, a uma velocidade de 2,2 ml/min a 125 g de uma mistura de carbonato/bicarbonato de sódio de baixa densidade 2/1 (em peso). Durante a adição do agente tensio-activo, o pó foi agitado num viscosímetro "Brabender Model VC-3" a 100 rotações por minuto utilizando-se um sensor de pendão duplo. Obteve-se um pó de livre fluxo, não granuloso. As propriedades de fluidez do pó foram avaliadas por meio de um teste de fluidez por funil padrão, em que se mediu o tempo necessário para que 50 g da amostra do pó passassem através do funil de teste. Pôde-se a seguir calcular a velocidade média da fluidez de massa. Neste teste, que simula o fluxo através dum pequeno orifício do tipo encontrado nos recipientes dos detergentes para lavar roupa.

Os pós comerciais típicos para a roupa apresentam velocidades médias de fluxo entre 5 g/s e 9 g/s, representando as velocidades de fluxo mais elevadas o comportamento mais desejável.

Após um período de envelhecimento de uma semana, a "Composição Detergente 1" apresentou uma velocidade média de fluxo de 5,3 g/s, situando-se desse modo no meio da gama dos produtos comerciais. Em comparação, um pó preparado da mesma maneira, mas contendo 35 g de "Álcool NEODOR 23-5" como único agente tensio-activo apresentava uma velocidade de fluxo de 5,4 g/s enquanto que um pó preparado com uma quantidade excessiva de "Álcool NEODOR 23-5" (67 g) não passaria através do funil.

As propriedades de limpeza da "Composição Detergente 1" foram avaliadas utilizando-se um processo de teste padrão da detergência de sujidades marcadas radioacti-vamente, que é descrito em numerosos artigos técnicos, por exemplo, Chemical Times & Trends Vol. 8, pág. 31, e Journal of the American Oil Chemists1 Society, Vol. 46, pág. 537. A concentração total da "Composição Detergente 1" era de 0,07%, em peso, a temperatura da água era de 38QC e a dureza da água era de 150 ppm, como carbonato de cálcio (Ca/Mg = 3/2 numa base molar). Os resultados seguintes foram obtidos para remoção de várias sujidades de tecido de poliester/algodão, 65/35 de prensa permanente:

Sujidade % de remoção de Sujidade 30 49 32 CLeo mineral Sebo sintético Argila

No mesmo teste, os detergentes comerciais utilizados na mesma concentração produziram níveis de remoção comparáveis.

Composição Detergente 2

Utilizou-se o processo descrito para a "Composição Detergente 1" com a excepção de se adicionar 32 g da "Composição tensio-activa A" a uma mistura em pó contendo 32 g da mistura de carbonato/bicarbonato de sódio e 93 g de um pó de tripolifosfato de sódio de fraca densidade. O pó detergente resultante tinha uma velocidade média de fluxo de 5,0 g/s no teste padrão de fluxo.em funil após envelhecimento de uma semana. Registaram-se de igual modo os níveis de remoção de sujidades para a composição detergente utilizando-se o processo e as condições descritas anteriormente para a "Composição Detergente 1", a saber:

Sujidade % remoção de sujidades Óleo mineral 28 Sebo Sintético 60

Argila 34 -22- EXEMPLO 3

Preparação de Composições Tensio-Activas

Composição Tensio-Activa D

Fez-se sulfatação de um álcool-eto-xilato com um grupo alquilo C^2-C13 e con'tendo uma média de 6,5 mol de óxido de etileno/mol de álcool (vendido como "Álcool NEODOR 23-6,5) por reacção com SO^ gasoso num reactor de película cadente de escala laboratorial para formar um álcool etoxi-sulfato. A relação molar de SO^/etoxilato foi de 1,05 e a temperatura do reactor era de 659C. O produto ácido foi preparado a uma velocidade de 8 g/min e foi directamente neutralizado numa solução pré-misturada contendo 9,9 g de hidróxido de sódio aquoso a 50% e 150 g de um álcool-etoxilato com um grupo alquilo C]_2-C13 e c031^®11^0 uma média de 5 mol de óxido de etileno/mol de álcool (vendido como "álcool NEODOR 23-5"). A mistura tensio-activa foi mantida bem agitada utilizando-se uma lâmina magnética de agitação, sendo a temperatura da mistura mantida a 552C com um banho de água externo. Não se observou formação de gel ao longo de todo o processo. Adicionou-se aproximadamente 60 g de produto ácido do sulfatador até se obter um pH 8, conforme medido por um papel humedecido apropriado. O produto final foi um líquido transparente fluidificável a 20QC e tinha a seguinte composição conforme análise: - 28%, em peso, de álcool Etoxi-sulfato (Sal de Sódio) - 67%, em peso de álcool-Etoxilato -23-

4%, em peso, de água 1%, em peso, de sulfato de sódio e sub-produtos vestigiá rios.

Composição Tensio-Activa E

Utilizou-se o processo descrito para a composição Tensio-Activa" com a excepção de se ter neutralizado 152 g da forma ácida do álcool-etoxi-sulfato numa solução pré-misturada contendo 27 g de hidróxido de sódio aquoso a 50% e 40 g de "Álcool NEODOR 23-5". O produto final foi um líquido transparente fluidificável a 40QC e acima desta temperatura e tinha o seguinte composição conforme análise: - 69*, em peso, de Álcool-Etoxi-Sulfato (Sal de Sódio) - 22%, em peso, de Álcool-Etoxilato - 1%, em peso, de água - 2%, em peso, de sulfato de sódio e sub-produtos vestigiários EXEMPLO 4

Preparação de Composição Detergente

Composição Detergente 3 -24-

Fez-se o aquecimento a 552C, de 33g da "Composição Tensio-Activa D" neutralizada, que foi adicionada a uma velocidade de 2,2 ml/min a 125 g duma mistura de carbonato/bicarbonato de sódio de fraca densidade 2/1 (em pe -so). Durante a adição do agente tensio-activo, o pó foi agitado um visiosímetro "Bradbender Model VC-3" a 100 rotações por minuto utilizando-se um sensor de pendão duplo. Obteve-se um pó de livre fluxo, não granuloso. As propriedades de fluidez do pó foram avaliadas por meio dum teste padrão de fluidez em funil,em que se mediu o tempo necessário para que 50 g da amostra do pó passassem através dum funil de teste. Calculou--se a seguir a velocidade média do fluxo de massa. Neste teste, que simula a fluidez através dum pequeno orifício do tipo encontrado em recipientes de detergentes para roupa, os pós tipicos comerciais para roupa apresentam velocidades médias de fluxo situadas na gama de 5 g/s e 9 g/s, representando as velocidades de fluxo mais elevadas o comportamento mais desejável. A "Composição Detergente 3" apresentou uma velocidade média de fluxo de 6,9 g/s, situando-se desse modo no meio da gama dos produtos comerciais. Em comparação, um pó preparado da mesma maneira, mas contendo 35 g de "Álcool NEODOL 23-5 como único agente tensio-activo apresen -tou uma velocidade de fluxo de 5,9 g/s, enquanto que um pó preparado com uma quantidade excessiva de "Álcool NEODOL 23-5" (67 g) não passaria através do funil.

Claims (6)

1. -25

   REIVINDICAÇÕES: lã. - Processe para a preparação de uma composição tensio-activa, caracterizado por se adicionar e se fazer reagir um éster de ácido sulfúrico de um al-cool-etoxilato tendo a fórmula R-0-(CHoCHo0) -H, em que R é um grupo alquilo tendo de 8 a 1 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono e n representa o número médio de grupos de ? oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, com uma mistura de álcool-etoxilato tendo a fórmula R-0-(CH„CHo0) -H, em que R e n são como anteriormente defini-dos e de uma base concentrada seleccionada do grupo formado por hidróxido de sódio, hidróxido de potássio hidróxido de amónio, trietanolamina e suas misturas. 2§. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se formular a composição preparada pelo processo da reivindicação 1, com um ou mais ingredientes para detergentes em pó. 3ã. - Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por se preparar uma composição tensio-activa que tem a fórmula?de um líquido ou de um pó seco, que compreende a) de 15% em peso, a 99%, em peso de um álcool-etoxilato tendo a fórmula R-0- (Cí^Cf^O^-H, em que R é um grupo alquilo tendo de 8 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono e n representa o número médio de grupos de oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, -26-

   b) de 1%, em peso, a 80%, em peso, de um sal de um álcool-etoxi-sulfato tendo a fórmula R 1 -0- (CB^CF^O) ^SO^M, em que R1 é um grupo alquilo tendo de 8 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono, M é um catião seleccionado do grupo formado por um ião de metal alcalino, um ião amónio e respec-tivamente misturas, e Z representa o número médio de grupos de oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, e c) de 0,01%, em peso, a 15%, em peso, de água, em que os componentes (a) e (b) constituem pelò;;menos 85%, em peso dos componentes (a), (b) e (c) e, se desejável, um ingrediente adsorvente para detergente em pó. 4§. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por se preparar uma composição tensio-activa que compreende: a) de 28%, em peso, a 66%, em peso, de um álcool-eto-xilato tendo a fórmula R-O- (Cí^Cí^O) -H, em que R é um grupo alquilo tendo de 8 a 15 átomos de carbono ou um grupo ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono, e n representa o número médio de grupos de oxietileno médio de grupos de oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, b) de 28%, em peso, a 66%, em peso, de um sal de um álcool-etoxi-sulf ato tendo a fórmula R1 -O- (Cl^Ct^O) ^-SO^M , em que R' é um grupo alquilo tendo de 8 a 18 átomos de carbono ou um grupo alquilarilo tendo uma fracção alquilo na gama de 8 a 12 átomos de carbono, M é um catião seleccionado do grupo formado por um ião de metal alcalino, um ião amónio e respec-tivas misturas, e x representa o número médio de grupos de oxietileno por molécula e é um número situado na gama de 1 a 12, e -27- c) de 0,01%, em peso, a 15%, em peso, de água, em que os componentes (a) e (b) constituem pelo menos 85%, em peso da referida composição, e em que a relação, em peso, do componente (a) para o componente (b) se situa na gama de 2:1 a 1:2.
2. 51. - Processo de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizado por se preparar uma composição tensio-activa em que o componente c) constitui de 0,01%, em peso, a 10%, em peso de água e que os componentes (a) e (b) constituem pelo menos 90%, em peso, do peso de a), b) e c).
3. 61. - Processo de acordo com a reivindicação 3 ou 5, caracterizado por se preparar uma composição em que a relação, em peso, do componente (a) para b componente (b) se situa na gama de 99:1 a 1:6.
4. 71. - Processo de acordo com a reivindicação 3 ou 5, caracterizado por se preparar uma composição em que a relação, em peso do componente (a) para o componente (b) se situa na gama de 5:1 a 1:5.
5. 81. - Processo de acordo com a reivindicação 3 ou 5, caracterizado por se preparar uma composição em que a relação, em peso, do componente (a) para o componente (b) se situa na gama de 3:1 a 1:3.
6. 91. - Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 3 a 8, caracterizado por se preparar uma composição tensio-activa em que a referida composição é substâncialmente isenta de solventes orgânicos. -28- 10ã. - Processo de acordo com uma ou mais das reivindicações 3 a 8, caracterizado por se preparar uma composição tensio-activa em que a referida composição é substancialmente isenta de solventes de álcool inferior. Lisboa, 24 de Abril de 1990

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