WO2015181414A1 - Composición sinérgica surfactante - Google Patents

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Gianluca Valieri
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Definitions

  • the present invention falls within the general field of chemistry and in particular refers to a synergistic surfactant composition.
  • State of the art refers to a synergistic surfactant composition.
  • the present invention solves the problems of the state of the art since it provides a composition with which a surface tension with values around 20 mN / m can be obtained taking advantage of the synergy of 3 different components.
  • the present invention in a first aspect refers to a synergistic composition of surfactants (hereinafter, composition of the present invention), characterized in that it comprises glycerin, a glycol and organosilicone.
  • the glycerin of the composition of the present invention is glycerin from biodiesel synthesis.
  • the glycol of the composition of the present invention is monopropylene glycol.
  • the composition of the present invention comprises: - 10-90% by weight of glycerin
  • organosilicone - 1 -30% by weight of organosilicone.
  • the present invention relates to the use of the composition of the present invention as supermojante.
  • supermojant means those substances that lower the surface tension of water below a value of 25 mN / m.
  • the present invention relates to the use of the present invention in insecticidal, herbicidal, fungicidal, food, biostimulant or fertilizer compositions.
  • Figure 1 shows the graph of surface tension reduction of composition B and composition C.
  • the value of surface tension of the aqueous solution in mN / m is indicated on the vertical axis and on the horizontal axis the value of the concentration as % w / w of composition B or composition C dissolved in water.
  • Figure 2 shows the graph of surface tension reduction of composition B and composition A.
  • the value of surface tension of the aqueous solution in mN / m is indicated on the vertical axis and on the horizontal axis the value of the concentration as % w / w of composition B or composition A dissolved in water.
  • Example 1 Synergistic effect of the compositions of the present invention.
  • unrefined glycerin from the synthesis of Biodiesel was used and mixed with organosilicone and monopropylene glycol (MPG).
  • MPG organosilicone and monopropylene glycol
  • the surface tension was measured by preparing the corresponding solutions with mains water and measuring the surface tension value at room temperature (25 ⁇ 2 Q C) in KRUSS K9ET plate tensiometer (Wilhelmy platinum plate method). This method is based on the measurement of the maximum force required vertically, exerted on a plate in contact with the surface of a liquid contained in the measuring vessel so that said liquid separates from the surface. This plate is connected to an electronic balance to determine the surface tension value.
  • the measurement process includes the following steps:
  • Table 1 Reduction of surface tension values at concentrations of 0.025% w / w.
  • Table 2 Reduction of surface tension values at concentrations of 0.050% w / w.
  • Table 3 Reduction of surface tension values at concentrations of 0.1 00% w / w.
  • composition B In order to confirm the effect of surface tension reduction of composition B and that this effect is maintained in the presence of the 3 components, 2 different compositions for the product are also tested, measuring the effect of these new formulations (B1 and B2 )
  • Table 4 Composition table of formulas B and variations B1 and B2
  • composition B composition B
  • composition A composition A
  • composition C composition containing organosilicone mixed with other non-ionic surfactants. It is, in fact, known that these substances can improve the effectiveness of organosilicone but from a dose reduction point of view.
  • Table 5 shows that the composition of the present invention achieves not only an improvement in efficiency in the sense of dose reduction, but also an improvement in the sense of achieving a reduction in surface tension of water, in terms of value absolute, reached a lower surface tension value than can be achieved with organosilicone alone or used with other potentially synergizing substances in general.
  • Composition A comprised 60% organosilicone, 30% monoethylene glycol and 10% sodium lauryl sulfate.
  • composition of the present invention comprised 56% glycerin, 34% monopropylene glycol and 10% organosilicone.
  • Composition C was composed of 90% rapeseed oil, and 10% organosilicone.
  • composition B is the one that shows a better reduction in surface tension.
  • Composition B generates lower surface tension values than combination A, even having a sixth less of the same organosilicone.
  • composition B Diluted in water at the same dose (0.2%), composition B generates the same range of reduction in surface tension of water as composition A. It is important to note that at surface tension levels close to 20 mN / m, to achieve a decrease of 0.5 mN / m is really complicated although it may seem little difference in absolute value, however, it must be considered that it is not since we are very close to the cancellation of the dose effect. The same is true when comparing composition B with composition C. Extending the range of concentrations in comparison of composition B versus composition A and the same composition B versus composition C, it can be found that:
  • composition A in comparison with composition A (with a concentration 6 times higher in organosilicone), observe as at a concentration of
  • composition A in no case, it generates surface tension values of water below 20.5 mN / m. On the contrary, all the values generated by the composition B remain below that value.

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición sinérgica de surfactantes caracterizada porque comprende glicerina, monopropilenglicol y organosilicona, al procedimiento de preparación de la misma y al uso de dicha composición como supermojante.

Description

COMPOSICIÓN SINÉRGICA SURFACTANTE Campo de la invención
La presente invención se encuadra en el campo general de la química y en particular se refiere a una composición sinérgica surfactante. Estado de la técnica
Se considera como "mojantes" las sustancias que bajan la tensión superficial del agua, y como "supermojantes" aquellas sustancias que consiguen bajar la tensión superficial del agua por debajo de un valor de 25 imN/m.
Actualmente el uso de surfactantes está ampliamente utilizado en la mayoría de las industrias (cosmética, agrícola, farmacéutica, etc.) tal y como se describe en la patente US6653288, o en la solicitud de patente CN102440250.
Sin embargo, a pesar de la gran cantidad de compuestos que actúan como surfactantes, reducir una tensión superficial por debajo de 25 mN/m es bastante complicado con sustancias que no sean organosiliconas. Existe pues la necesidad de proporcionar una composición que tenga efecto "supermojante" y que sea capaz de bajar la tensión superficial por debajo de 25 mN/m.
Descripción de la invención
La presente invención soluciona los problemas del estado de la técnica ya que proporciona una composición con la que se puede obtener una tensión superficial con unos valores alrededor de los 20 mN/m aprovechando la sinergia de 3 componentes diferentes.
Así pues, la presente invención en un primer aspecto, se refiere a una composición sinérgica de surfactantes (de aquí en adelante, composición de la presente invención), caracterizada por que comprende glicerina, un glicol y organosilicona.
En una realización preferente, la glicerina de la composición de la presente invención es glicerina procedente de la síntesis de biodiesel.
i En una realización preferente, el glicol de la composición de la presente invención es monopropilenglicol.
En una realización preferente, la composición de la presente invención comprende: - 10-90% en peso de glicerina
- 10-70 % en peso de monopropilenglicol
- 1 -30 % en peso de organosilicona.
En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de la composición de la presente invención como supermojante. En la presente invención por supermojante se entiende a aquellas sustancias que consiguen bajar la tensión superficial del agua por debajo de un valor de 25 mN/m.
En otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de la presente invención en composiciones insecticidas, herbicidas, fungicidas, alimentarias, bioestimulantes o abonos.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra la gráfica de reducción de tensión superficial de la composición B y de la composición C. Se indica en el eje vertical el valor de tensión superficial de la disolución acuosa en mN/m y en el eje horizontal el valor de la concentración como % p/p de la composición B o composición C disuelta en el agua.
La figura 2, muestra la gráfica de reducción de tensión superficial de la composición B y la composición A. Se indica en el eje vertical el valor de tensión superficial de la disolución acuosa en mN/m y en el eje horizontal el valor de la concentración como % p/p de la composición B o composición A disuelta en el agua.
Descripción detallada de la invención
Ejemplo 1: Efecto sinérgico de las composiciones de la presente invención. Para la preparación de la composición de la presente invención, se utilizó glicerina no refinada procedente de la síntesis de Biodiesel y se mezcló con organosilicona y monopropilenglicol (MPG). La mezcla se produce por simple adición y homogeneización de los tres componentes, siendo la preparación del producto independiente del orden de adición de los mismos.
Para comprobar el efecto sinérgico se midió la tensión superficial de cada componente individual, combinados de dos en dos y finalmente de los 3 componentes del producto de forma conjunta.
La medida de la tensión superficial se realizó preparando las correspondientes disoluciones con agua de red y midiendo el valor de tensión superficial a temperatura ambiente (25±2QC) en Tensiometro de placa KRUSS K9ET (método de placa de platino de Wilhelmy). Este método se basa en la medida de la máxima fuerza necesaria en sentido vertical, ejercida sobre una placa en contacto con la superficie de un líquido contenido en el recipiente de medida para que dicho líquido se separe de la superficie. Esta placa está conectada a una balanza electrónica para determinar el valor de tensión superficial.
El proceso de medida contempla los siguientes pasos:
- Llenar el portamuestras con la muestra a analizar y colocarlo en el tensiometro equipado con placa de platino conectada a balanza.
- Subir el portamuestras hasta que la superficie del líquido quede justo por debajo de la parte inferior de la placa.
- Tarar el equipo.
- Continuar subiendo el portamuestras lentamente, hasta que la placa entre en un primer contacto con la superficie del líquido. Parar en el mismo momento en el que se produzca un primer contacto con el líquido.
- Girar la rueda indicadora hasta hacer coincidir la indicación de la rueda con la marca fija del equipo. Se trata de dejar una referencia del punto en el que se produce el primer contacto de la muestra con la placa de platino. - Elevar la muestra 5 mm, sumergiendo el plato y comprobando que el plato queda mojado con el producto a analizar.
- Descender el portamuestras lentamente para sacar la placa de dentro de la disolución de producto hasta hacer coincidir de nuevo la marca de referencia con la marca fija del equipo (primer contacto de la placa de
Platino con la muestra).
Los resultados se pueden ver en las siguientes tablas:
Figure imgf000005_0002
Tabla 1 : Reducción de los valores de tensión superficial a las concentraciones de 0.025% p/p.
Figure imgf000005_0003
Tabla 2: Reducción de los valores de tensión superficial a las concentraciones de 0.050% p/p.
Figure imgf000005_0001
0.100 %p/p | 0.100 %p/p 0.100 %p/p 20.3
Tabla 3: Reducción de los valores de tensión superficial a las concentraciones de 0.1 00% p/p.
Como se puede comprobar en las Tablas 1 -3 prevalece el efecto de la organosilicona sobre los demás componentes individuales a paridad de concentraciones. Aun así, se consigue una reducción adicional de tensión superficial para llegar hasta los 20.3 mN/m aprovechando el efecto sinérgico de la mezcla de los 3 componentes. Nótese que es necesario utilizar una combinación de 3 componentes para conseguir una reducción adicional de la tensión superficial del 1 0% aproximadamente, comparándola con la organosilicona sola.
Con el fin de confirmar el efecto de reducción de tensión superficial de la composición B y que este efecto se mantiene en presencia de los 3 componentes, se ensayan además 2 composiciones diferentes para el producto, midiendo el efecto de estas nuevas formulaciones (B1 y B2)
Figure imgf000006_0001
Tabla 4: Tabla de composición de fórmulas B y variaciones B1 y B2
Tensión superficial al 0.2% p/p B: 20.3 mN/m B1 : 20.2 mN/m B2: 20.6 mN/m En este punto vemos como la composición B es la óptima teniendo en cuenta el compromiso entre efecto sinérgico observado (rebaja de tensión superficial) y cantidad de organosilicona a utilizar.
A continuación comparamos la composición de la presente invención (composición B) con otras composiciones (composición A y composición C) que contenían organosilicona mezcladas con otros tensioactivos no iónicos. Es, de hecho, conocido que estas sustancias pueden mejorar la eficacia de la organosilicona pero desde un punto de vista de reducción de dosis.
En la tabla 5 se muestra que la composición de la presente invención consigue no solamente una mejora de eficacia en el sentido de reducción de dosis, sino también una mejora en el sentido de conseguir una reducción de la tensión superficial del agua, en términos de valor absoluto, alcanzado un valor de tensión superficial más bajo de lo que se puede conseguir con la organosilicona sola o bien usada con otras sustancias potencialmente sinergizantes en sentido general.
Se demuestra pues que el nuevo efecto supermojante y sinérgico se debe a la mezcla de los tres compuestos que forman parte de la invención.
Figure imgf000007_0001
Tabla 5 Reducción de los valores de tensión superficial comparado con otros productos conteniendo organosilicona. La composición A, comprendía 60% de organosilicona, 30% de monoetilenglicol y 10% de lauril sulfato sódico.
La composición de la presente invención, comprendía 56% de glicerina, 34% de monopropilenglicol y 10% de organosilicona. La composición C estaba compuesta de aceite de colza 90%, y organosilicona 10%.
Como muestran los resultados de las tablas 4 y 5, la composición de la presente invención (composición B) es la que muestra una mejor rebaja de la tensión superficial. La composición B genera valores de tensión superficial más bajos que la combinación A, aun teniendo una sexta parte menos de la misma organosilicona.
Diluidos en agua a la misma dosis (0.2%) la composición B llega a generar el mismo rango de reducción de la tensión superficial del agua que la composición A. Es importante señalar que a niveles de tensión superficial cercanos a los 20 mN/m, conseguir una disminución de 0.5 mN/m es realmente complicado a pesar de que pueda parecer poca diferencia en valor absoluto, sin embargo, hay que considerar que no lo es puesto que estamos muy cerca de la anulación del efecto dosis. Ocurre lo mismo cuando se compara la composición B con la composición C. Extendiendo el rango de concentraciones en comparación de la composición B frente a la composición A y la misma composición B frente a la composición C, se puede constatar que:
- comparado con un producto conteniendo la misma cantidad de organosilicona (combinación C, 10% de organosilicona), la disminución de la tensión superficial es significativamente más acusada para el caso de la presente invención (combinación B).
Figure imgf000008_0001
0.10 20.4 31 .5
0.20 20.3 31 .6
0.30 20.1 31 .1
0.40 20.3 31 .1
Tabla 6 Reducción de tensión superficial B vs C
- en comparación con la composición A (con una concentración 6 veces superior en organosilicona) obsérvese como a una concentración del
0.1 % p/p en agua ya se ha conseguido rebasar el efecto de la composición A, manteniéndose esta reducción a concentraciones mayores.
Figure imgf000009_0001
Tabla 7 Reducción de tensión superficial B vs A
Cabe señalar, que con la composición A, en ningún caso, genera valores de tensión superficial del agua por debajo de los 20.5 mN/m. Por el contrario, todos los valores generados por la composición B se quedan por debajo de ese valor.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . Composición sinérgica de surfactantes caracterizada por que comprende glicerina, un glicol y organosilicona.
2. Composición según la reivindicación 1 , caracterizada por que la glicerina es glicerina procedente de la síntesis de biodiesel.
3. Composición según la reivindicación 1 , caracterizada por que el glicol es monopropilenglicol.
4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende: - 10-90% en peso de glicerina
- 10-70 % en peso de monopropilenglicol
- 1 -30 % en peso de organosilicona.
5. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 -3 como supermojante.
6. Uso según la reivindicación 5 en composiciones insecticidas, herbicidas, fungicidas, alimentarias, bioestimulantes o abonos.
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