BRPI0608962A2 - processo para a trituração de éter de celulose - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA A TRITURAçãO DE éTER DE CELULOSE. A presente invenção refere-se a um processo para a trituração éter de celulose compreendendo as etapas de (a) triturar um éter de celulose compreendendo de 20 até 90% em peso de água, com base no peso total do éter de celulose e da água, e um tensoativo catiónico em um moinho; e (b) opcionalmente secando a mistura enquanto é triturada, antes de ou em seguida a etapa de trituração.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA A TRITURAÇÃO DE ÉTER DE CELULOSE".
A presente invenção refere-se a um processo para a trituraçãode éter de celulose. ' Esse processo é conhecido a partir da US 6.509.461, em que
uma composição de alimentação de derivado de celulose inchado e/ou dis-solvido e água são postos em contato com um gás carreador e de troca decalor, tal como ar, ou uma mistura de vapor de água e ar em um moinho deimpacto de jato de gás de alta rotação isento de uma peneira. A US 4.076.935 descreve um processo para a trituração de
compostos de celulose com a utilização de um moinho de vibração na pre-sença de ar e água suficiente para a produção de um produto tendo um teorde água a partir de 2 até 10 por cento em peso (% em peso).
A US 2.720.464 descreve composições de éter de celulose que compreendem éter de celulose e um agente ativo de superfície. O agenteativo de superfície pode ser o lauril sulfato de sódio. As composições de éterde celulose estão na forma de pós secos que são preparados por primeirosecando a composição e em seguida triturando a mesma.
A DE 1 068 685 descreve um processo para a trituração de éter de celulose na presença de um composto ativo de superfície com a utiliza-ção de um moinho de martelo. O agente ativo de superfície é pulverizadosobre o éter de celulose no interior do moinho de martelo enquanto o éter dece I u lose está se ndo tritu rado.
Os processos da técnica precedente têm o problema de que o éter de celulose úmido se aglomera e/ou se adere às paredes do moinho,ocasionando a perda do produto. Além disso, os produtos obtidos com essesprocessos exibem um risco considerável de explosão do pó quando da ma-nipulação e quando armazenado.
O objetivo da presente invenção é o de prover um processo a- perfeiçoado para a trituração de éter de celulose e para prover um produtode éter de celulose com um risco reduzido de explosões do pó.
Esse objetivo é alcançado através de um processo para a tritu-ração de éter de celulose que compreende as etapas de:
(a) triturar um éter de celulose compreendendo de 20 até 90%em peso de água, com base no peso total do éter de celulose e da água, eum tensoativo catiônico em um moinho; e
(b) opcionalmente secando a mistura enquanto é triturada, antesde ou em seguida a etapa de trituração.
O processo da invenção resulta em produtos finamente divididosque são antiestáticos e por esse motivo não se juntam ou se aglomeram.Uma outra vantagem é que o éter de celulose não se cola às paredes domoinho, proporcionando uma produção mais alta do produto. O uso de ten-soativos catiônicos leva a composições de éter de celulose que são menosbiodegradáveis do que as composições que compreendem tensoativos aniô-nicos, o que é especificamente vantajoso em aplicações nas quais uma boaestabilidade contra a (bio) degradação é importante, por exemplo, em apli- cações para adesivo de papéis de parede. A capacidade de biodegraçãoaumentada pode influenciar uma duração em armazenamento mais longadas soluções básicas do éter de celulose. Além disso, devido as suas cargaspositivas, os tensoativos catiônicos são capazes de se absorver ao éter decelulose de forma mais eficiente do que os tensoativos âniônicos, resultando em um produto de éter de celulose finamente dividido que é mais antiestáti-co, exibe menos aglomeração e reduz o risco de explosão de pó quando damanipulação e do armazenamento.
O éter de celulose usado no processo da invenção compreendede 20 a 90 % em peso de água, com base no peso total do éter de celulose e da água. De preferência, o éter de celulose compreende de 25 a 85% empeso de água, de mais preferência de 30 a 80% em peso de água, e de mai-or preferência de 40 a 80% em peso de água.
O éter de celulose da presente invenção pode ser qualquer éter de ce-lulose conhecido na técnica. O éter de celulose pode ser não iônico e aniôni- co. Os exemplos de éteres de celulose não iônicos são metil celulose, hidro-xietil celulose, metil hidroxietil celulose, etil hidroxietil celulose, metil etil hi-droxietil celulose, hidroxipropil hidroxietil celulose, metil hidroxipropil hidroxie-til celulose, hidroxipropil celulose, metil hidroxipropil celulose, e etil hidroxi-propil celulose. Os exemplos de éteres de celulose aniônicos são carboxime-til celulose, hidroxietil carboximetil celulose, hidroxipropil carboximetil celulo-se, sulfoetil celulose, hidroxietil sulfoetil celulose, e hidroxipropil sulfoetil celu-lose. Outros exemplos desses éteres de celulqse são os éteres de celulosemodificados de forma hidrófoba, que também são conhecidos na técnica, porexemplo a partir da EP 0 991 668 e da EP 1 117 694. Também as misturasde qualquer um dos éteres de celulose acima podem ser usadas no proces-so da invenção.
O tensoativo catiônico pode ser qualquer tensoativo catiônicoconhecido na técnica. De preferência, o tensoativo catiônico é um compostode amônio quaternário. O tensoativo catiônico pode ser um composto deamônio quaternário de acordo com as fórmulas de I a III
<formula>formula see original document page 4</formula>
(II)
<formula>formula see original document page 4</formula>
(III)
nas quais de Ri até R3 são o mesmo ou são diferentes e são hidrocarbone- tos tendo a partir de 8 até 22 átomos de carbono, ou pelo menos um de Riaté R3 é um grupo polietoxilado tendo a partir de 2 até 20 unidades EO e osgrupos restantes de Ri até R3 são hidrocarbonetos tendo a partir de 8 até 22átomos de carbono, e X' é um anion selecionado a partir de cloro, bromo ousulfato de metila. De preferência, Ri até R3 são hidrocarbonetos tendo a par-tir de 10 até 20 átomos de carbono.
Os exemplos de tensoativos catiônicos são o cloreto de tetrade-cil trimetil amônio, cloreto de hexadecil trimetil amônio, cloreto de coco trime-til amônio, cloreto de sebo trimetil amônio, cloreto de sebo hidrogenado tri-metil amônio, cloreto de oleíl trimetil amônio, metossulfato de sebo hidroge-nado trimetil amônio, cloreto de didecil dimetil amônio, cloreto de dicoco di-metil amônio, cloreto de di(sebo hidrogenado) dimetil amônio, cloreto de dis- sebo dimetil amônio, cloreto de cocobenzil dimetil amônio, cloreto de alquil-poliglicoléter amônio metila, e sulfato de alquilpoliglicoléter amônio metila.Os exemplos comerciais de tensoativos catiônicos podem ser encontradosna brochura "Product overview Surfactants Europe" de Junho de 2002 daAkzo Nobel NV. Um tensoativo catiônico de preferência é o cloreto de didecil dimetil amônio. Este tensoativo tem propriedades biocidas aumentadasquando comparado com outros tensoativos catiônicos, permitindo se neces-sária, uma duração mais longa em armazenamento do éter de celulose semque ele seja deteriorado por bactérias.
A quantidade de tensoativo catiônico no éter de celulose é de pelo menos 0,001 % em peso, de preferência pelo menos de 0,005% em pe-so, e de maior preferência de 0,01% em peso, com base no peso total doéter de celulose seco, e mo máximo de 1% em peso, de preferência no má-ximo de 0,5% em peso. e de maior preferência de no máximo 0,1% em peso.
O moinho usado no processo da presente invenção pode ser qualquer moinho adequado para a trituração de éteres de celulose. Os e-xemplos desses moinhos são os moinhos de martelo, moinhos de bola, moi-nhos de vibração, e moinhos de impacto. Nesses moinhos, pode ser adicio-nado e/ou fluir sobre o éter de celulose presente no moinho um líquido, umfluxo de gás ou uma combinação de ambos. Se for usado um líquido ou umamistura de gás e líquido, o éter de celulose pode ser triturado sob condiçõescriogênicas.Os moinhos de preferência são aqueles nos quais uma correntede gás pode ser fluída por cima do éter de celulose enquanto o éter de cêlu-lose está sendo triturado. Um exemplo de tal moinho é o moinho de impactodescrito na EP 0 347 948, DE 38 11 910 ou EP 0 775 526. A corrente de gáspode ser de um gás inerte (tal como nitrogênio ou dióxido de carbono), ar,uma mistura de gás inerte e vapor de águam, ou uma mistura de vapor de água e ar. A corrente de gás pode ser aquecida, estar na temperatura ambi-ente ou pode ser resfriada. De preferência, a corrente de gás é aquecida atéuma temperatura entre 100°C e 250°C. De modo específico, o uso de umacorrente de gás aquecida no moinho de impacto permite de forma simultâ-nea a trituração e a secagem do éter de celulose, o que é mais eficiente em termos de custo, e que simplifica o processo.
O tensoativo catiônico é de preferência adicionado ao éter decelulose imediatamente antes do éter de celulose ser introduzido no interiordo moinho. Desse modo a perda de tensoativo, por exemplo, durante a pre-paração do éter de celulose ou do transporte para o moinho é evitada.A presente invenção também refere-se a um éter de celulose
que compreenda um tensoativo catiônico, que pode ser obtido através dequalquer um dos processos acima mencionados.
A quantidade de água no éter de celulose da invenção é de me-nos do que 10% em peso, de preferência menos do que 6% em peso, de mais preferência de menos do que 4% em peso e de maior preferência demenos do que 2% em peso, com base no peso do éter de celulose.
O tamanho médio de partícula das partículas do éter de celuloseobtidas com o processo da invenção pode ser qualquer tamanho médio departícula disponível na técnica. O tamanho médio de partícula pode ser tipi- camente entre 0,05 e 1 mm.
O éter de celulose da invenção pode ser usado de forma ade-quada em uma ampla variedade de aplicações, tais como em composiçõesde cimento, gesso, para revestimento, agente de espessamento ou como umaglutinante em agentes de coloração, e em produtos farmacêuticos. A invenção é ilustrada nos exemplos que se seguem.Exemplos
Teste do "saco de plástico".
Três porções de 100 partes em peso de etil hidroxietil celulose(EHEC) contendo 50% em peso de água, calculado com relação ao pesoseco da EHEC, foram colocadas em três sacos de plástico. Os grumos deEHEC/água tinham diâmetros de entre 10 e 20 mm. Em um saco (saco A)0,01 parte em peso de cloreto de didecil dimetil amônio foi adicionada. Emum segundo saco (saco B) 0,01 parte em peso de sulfonato de C14-C16 olefi-na foi adicionada. Nenhum tensoativo foi adicionado no terceiro saco (saco C). Os ingredientes no interior dos sacos de A a C foram agitados com forçamecânica na parte externa de cada saco.
Os grumos de EHEC/água no saco 1 que continha o tensoativocatiônico foram bem dispersos depois da agitação e se quebraram em peda-ços para a formação de partículas tendo um diâmetro de 2 a 5 mm. Nenhu- ma absorção foi observada nas paredes do saco plástico.
Os grumos de EHEC/água contendo tensoativo aniônico no saco2, foram dispersos depois da agitação se quebraram em pedaços para aformação de partículas tendo um diâmetro de 5 a 8 mm. Um pouco de mate-rial sólido foi absorvido para dentro da parede interna do saco 2. A parede interna também foi observada como estando pegajosa.
Os grumos de EHEC/água não contendo tensoativo no saco 3,se aglomeraram para formar um grande aglomerado. A parede interna dosaco plástico ficou pegajosa.
Esses experimentos mostraram que os grumos de EHEC/água podem ser triturados de forma mais fácil para partículas menores através dautilização de um tensoativo catiônico do que pela utilização de um tensoativoaniônico ou de nenhum tensoativo.Tritu ração a seco
100 partes por peso de etil hidroxietil celulose (EHEC) contendo 50% em peso de água, calculada com base no peso seco da EHEC, forammisturadas com 0,01 parte em peso de cloreto de didecil dimetil amônio(tensoativo catiônico). A EHEC foi bem dispersa na mistura; não foram ob-servados grumos. Em seguida, a mistura foi introduzida em um moinho deimpacto, onde ela foi secada e triturada para a formação de um pó tendo umtamanho de partícula de menos do que 200 u.m.
Não havia EHEC sobre as paredes do moinho.» ' Para comparação, o mesmo experimento foi repetido, exceto em
que não foi adicionado nenhum tensoativo. Antes da introdução no interiordo moinho, a EHEC úmida mostrou uma dispersão fraca e grandes grumosforam observados. A inspeção do moinho depois da secagem e da trituraçãorevelaram uma quantidade substancial do éter de celulose grudada nas pa-redes do moinho, produzindo um rendimento de produto mais baixo do que oobservado quando da adição do tensoativo catiônico.
Claims (6)
1. Processo para a trituração de éter de celulose compreenden-do as etapas de:(a) triturar um éter de celulose compreendendo de 20 até 90%em peso de água, com base no peso total do éter de celulose e da água, eum tensoativo catiônico em um moinho; e(b) opcionalmente secando a mistura enquanto é triturada, antesde ou em seguida a etapa de trituração.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o tensoa-tivo catiônico é um sal de amônio quaternário compreendendo pelo menosum grupo hidrocarboneto, que compreende de 8 até 22 átomos de carbono.
3. Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, em que otensoativo catiônico está presente em uma quantidade de 0,001 até 2% empeso, de preferência de 0,01 até 0,5% em peso com base no peso total damistura.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, em que o éter de celulose é um éter de celulose não iônicoselecionado a partir do grupo que consiste em metilcelulose, hidroxietil celu-lose, metil hidroxietil celulose, etil hidroxietil celulose, metil etil hidroxietil ce-lulose, hidroxipropil hidroxietil celulose, metil hidroxipropil celulose, hidroxi-propil celulose, metil hidroxipropil celulose e etil hidroxipropil celulose.
5. Éter de celulose compreendendo um tensoativo catiônico quepode ser obtido através do processo como definido em qualquer uma dasreivindicações precedentes.
6. Uso do éter de celulose como definido na reivindicação 5 emcomposições de cimento, gesso, revestimento, como um agente de espes-samento ou como um aglutinante em agentes de coloração, e em produtosfarmacêuticos.
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