BRPI0713995A2

BRPI0713995A2 - composiÇço de amaciante lÍquido

Info

Publication number: BRPI0713995A2
Application number: BRPI0713995-0A
Authority: BR
Inventors: Manlio Gallotti
Original assignee: Clariant Brazil S A
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2012-11-20
Also published as: DE602006021410D1; JP2009542923A; ES2360646T3; US20090318328A1; WO2008003453A1; EP1876224B1; EP1876224A1

Abstract

COMPOSIÇçO DE AMACIANTE LÍQUIDO. A presente invenção refere-se a uma formulação de amaciante líquido, estável, homogêneo e viscoso, que contém menos de 50% em peso de um composto esterquat de fórmula (I) em que R1 e -C2H4OH ou -C2H2OCOR2; R2 é C11-C21 aluila ou alquenila e A é um ânion, como metilsulfato, brometo, iodeto e, preferivelmente, cloreto, o referido esterquat sendo preparado por esterificação de metildietanolamina com ácidos graxos e subsequente quaternização com, preferivelmente, metilcloreto, os ácidos graxos contendo pelo menos 50% em peso de ácido graxo C18 saturado formando um produto final contendo pelo menos 50% em mol de diesterquat e pelo menos 10% em mol de monoesterquat e tendo um valor de ácido de menos de 0,12meq/g de material ativo esterquat, o resto sendo água e um solvente orgânico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÃO DE AMACIANTE LÍQUIDO".

A presente invenção refere-se a uma composição de amaciante líquido contendo um esterquat de dimetildietanolamina.

Esterquats são comumente conhecidos no mercado por apre- sentarem problemas referentes à produção de amaciantes viscosos, obri- gando o uso de espessantes para obtenção de uma alta viscosidade no pro- duto final. Altas viscosidades são especialmente importantes para alguns países, mais freqüentemente na América Latina e Ásia, onde consumidores ainda relacionam a boa qualidade de um produto a sua viscosidade.

Na presente invenção é mostrado que é possível aumentar signi- ficativamente a viscosidade de amaciantes de tecido baseados em ester- quats reduzindo a temperatura do processo, o que permite uma redução ex- pressiva ou mesmo a remoção completa dos amaciantes da formulação fi- nal. É basicamente divulgada uma nova opção para trabalhar com ester- quats na produção de amaciantes de tecido, consistindo em uma composi- ção de esterquat altamente concentrada dispersível em água em temperatu- ras inferiores a 60°C.

Muitas patentes reivindicaram o uso de esterquats de dimetildie- tanolamina para formulações de amaciante de tecido. A Patente WO 01/42412 reivindica o uso de um composto amaciante tendo uma temperatu- ra de transição de menos de 30°C para prover um conforto satisfatório no uso. Esterquats insaturados de dimetildietanolamina apresentam uma tem- peratura de transição inferior a 30°C, mas quando saturados, o que é prefe- rido na composição da presente patente, eles apresentam uma temperatura de transição acima dessa. Na patente WO 01/34743, esterquats de dimetil- dietanolamina são citados entre os compostos quaternários de amônio prefe- ridos. Entretanto, é também reivindicada a obrigatoriedade do uso de agen- tes quelantes de metal. A patente WO 99/27046 cita esterquat de dimetildie- tanolamina como um possível composto catiônico para composições de a- maciamento de tecido adicionadas ao enxágue, incluindo composições líqui- das claras ou translúcidas, mas é obrigatório associá-la a um agente tensoa- tivo de polioxialquileno alquil amida. Uma composição concentrada de ester- quat com água e solvente é divulgada em um pedido de patente JP 10 251 972. No entanto, nesta patente é também reivindicado o uso obrigatório de sais de metais alcalinos ou alcalino-terrosos que são incluídos na presente invenção como ingredientes opcionais.

Foi agora verificado que há alguns parâmetros que são impor- tantes para otimizar a viscosidade da formulação final do amaciante. Como pode ser visto no exemplo, o valor de ácido da matéria-prima deve ser inferi- or a 0,12 meq/g do material ativo esterquat, do contrário a viscosidade da formulação final de amaciante será significativamente menor.

A invenção provê composições líquidas de esterquat contendo menos de 50 % em peso de um composto esterquat de fórmula

<formula>formula see original document page 3</formula>

em que R1 é -C2H4OH ou -C2H4OCOR2, R2 é C11-C21alquila ou alquenila e A é um ânion, como metilsulfato, brometo, iodeto e, preferivelmente, cloreto, o referido esterquat sendo preparado por esterificação de metildietanolamina com ácidos graxos e subsequente quaternização, com preferivelmente metil- cloreto, os ácidos graxos contendo pelo menos 50 % em peso de ácido gra- xo C18 saturado, o esterquat contendo pelo menos 50 % em mol de diester- quat e pelo menos 10 % em mol de monoesterquat e tendo um valor de áci- do inferior a 0,12 meq/g de material ativo esterquat , o resto sendo água e um solvente orgânico.

O grupo -COR2 é preferivelmente derivado de ácidos graxos de ocorrência natural como ácido capróico (caprônico), ácido caprílico, ácido cáprico (caprínico), ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico (pálmico), ácido isoesteárico, ácido esteárico, ácido oléico, ácido elúdinico, ácido ara- quídico (araquínico), ácido beênico e ácido erúcico. Ácidos preferidos con- tendo o grupo -COR2 são ácidos graxos de coco C12/C18, ácido graxo de se- bo, ácido graxo de sebo total ou parcialmente hidrogenado, ácido graxo de palma, ácido graxo de palma total ou parcialmente hidrogenado ou ácido esteárico.

Estes esterquats são preparados por métodos conhecidos por si, por exemplo, por esterificação de metil-dietanolamina com um ácido graxo de fórmula R2COOH e subsequente quatemização com, preferivelmente, metilcloreto ou dimetilsulfato ou qualquer outro agente de quatemização que introduza um grupo metila. Os ácidos graxos usados devem ser de um tipo tal que contenha pelo menos 50 % em peso de ácido graxo saturado C18- Preferivelmente o ácido graxo é derivado de ácido graxo vegetal e/ou animal e contém pelo menos 50 % em peso de ácido graxo C18 saturado, mais pre- ferivelmente de 52 a 90 % em peso de ácido graxo C18 saturado e ainda mais preferivelmente de 55 a 85 % em peso de ácido graxo C18 saturado. A razão molar na esterificação entre metildietanolamina e ácido graxo deve ser tal que a razão de pelo menos 50 % em mol diesterquat e pelo menos 10 % em mol monoesterquat seja mantida.

Estes esterquats são preparados por métodos conhecidos por si, por exemplo por esterificação de metil-dietanolamina com um ácido graxo de fórmula R2COOH e subsequente quatemização com, preferivelmente, metil- cloreto ou dimetilsulfato ou qualquer outro agente de quatemização que in- troduza um grupo metila. Os ácidos graxos usados devem ser de um tipo tal que contenha pelo menos 50 % em peso de ácido graxo saturado C18. Prefe- rivelmente o ácido graxo é derivado de ácido graxo vegetal e/ou animal e contém pelo menos 50 % em peso de ácido graxo C18 saturado, mais prefe- rivelmente de 52 a 90 % em peso de ácido graxo C18 saturado e ainda mais preferivelmente de 55 a 85 % em peso de ácido graxo C18 saturado. A razão molar na esterificação entre metildietanolamina e ácido graxo deve ser tal que a razão de pelo menos 50 % em mol diesterquat e pelo menos 10 % em mol monoesterquat seja mantida.

Para reduzir a temperatura de processo e consequentemente aumentar a viscosidade da formulação final de amaciante, uma pré-mistura concentrada do esterquat de dimetildietanolamina com água e solvente pode ser preparada. A temperatura da pré-mistura de esterquat de dimetildietano- lamina fundida deve ficar na faixa de 25 a 65°C, no máximo da preferência de cerca de 30 a 60°C. Além disso, a diferença de temperatura entre a pré- mistura de esterquat fundida e o portador líquido, preferivelmente água, deve ser de até 15°C, mais preferivelmente de até 12°C, ainda mais preferivel- mente de até 10°C.

Devido à presença de solventes orgânicos no processo de este- rificação e também na pré-mistura do esterquat de dimetildietanolamina, a composição de amaciante líquido reivindicada aqui, contém pequenos mon- tantes desses solventes.

Em princípio, solventes orgânicos adequados no esterquat final são alcoóis mono- ou poliídricos. Preferência é dada ao uso de alcoóis tendo de 1 a 4 átomos de carbono, como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol de cadeia reta e ramificada, glicerol e misturas dos referidos alcoóis. Outros solventes preferidos são polietileno glicóis tendo uma massa molecu- lar relativa inferior a 2000. A composição reivindicada pode conter estes sol- ventes orgânicos em um montante de 0,13 a 18% em peso da composição total.

Dependendo do uso pretendido, as composições de acordo com a invenção incluem, além dos compostos mencionados, aditivos e auxiliares que são usuais e específicos em cada caso, como, por exemplo, estabilizan- tes, perfumes, colorantes, hidrótopos, antiespumantes, espessantes polimé- ricos ou outros, opacificantes, conservantes, agentes anticorrosivos e modi- ficadores de pH.

Para tornar mais fácil a preparação da invenção divulgada, uma pré-mistura concentrada contendo a mesma razão molar e/ou mássica entre os esterquats e os aditivos pode ser preparada para ser diluída até 45 vezes. Outros ingredientes, como solvente, água e qualquer outro ingrediente que poderia fazer parte da formulação final podem ser adicionados

Estabilizantes e/ou outros aditivos podem ser selecionados no grupo de compostos orgânicos e/ou inorgânicos específicos, preferivelmente eletrólitos e/ou derivados de aminas de cadeia curta. Um problema de com- posições aquosas contendo estes esterquats é que eles não são estáveis durante estocagem prolongada já que sofrem de hidrólise. Foi verificado que, além de sais de metais alcalinos e alcalino-terrosos, há também outros sais de metais capazes de evitar hidrólise de esterquats

Para aumentar a estabilidade das composições aquosas de es- terquat, um sal pode ser adicionado, como um sal de metal alcalino ou alca- lino-terroso. Sais preferidos, no entanto, são sais de metais de transição, mais preferivelmente sais de zinco e alumínio como ZnSO4, ZnCl2, AlCl3 ou Al2(SO4)3. Estes sais podem estar presentes em um montante preferivelmen- te de 0,002 a 10,0, preferivelmente 0,03 a 5,0, e ainda mais preferivelmente 0,04 a 3,0 % em peso.

As composições de acordo com a presente invenção podem ser preparadas misturando os sais citados nos esterquats de dimetildietanolami- na divulgados nesta invenção nas formulações finais de amaciante. O sal pode ser adicionado a qualquer momento durante o processo de preparação do amaciante tanto em forma sólida quanto em solução aquosa. São reco- mendados aquecimento e agitação para preparação das composições rei- vindicadas

As composições de acordo com a invenção podem ter a presen- ça de sais de metais terrosos raros, sais metálicos de ácidos graxos, com- plexos metálicos de ftalocianina, sais metálicos de ftalocianina ou agentes quelantes.

Outra opção para estabilizantes são aminas de cadeia curta, que podem ser selecionadas no grupo de aminas contendo pelo menos um gru- po hidroxietila.

Espessantes preferidos que podem ser adicionados se necessá- rio, são alcoóis graxos, óleo de rícino hidrogenado, sais de ácidos graxos de cadeia longa, que são preferivelmente usados em montantes de 0 a 15 % em peso e em particular em montantes de 0,2 a 14 % em peso; em particular podem ser goma xantana, guar guar, ágar ágar, alginatos e tiloses, carboxi- metilcelulose e hidroxietilcelulose, e também polietileno glicol mono e diéste- res de ácidos graxos com peso molecular relativamente alto poliacrilatos, álcool polivinílico e polivinilpirrolidona, além de eletrólitos. Podem também ser selecionados no grupo de polímeros orgânicos sintéticos e/ou naturais, como poliglucopiranoses modificadas e/ou celuloses modificadas.

As composições de acordo com a presente invenção podem ser feitas por aquecimento da água à temperatura necessária e, então, adição da pré-mistura de esterquat fundida e agitação até obtenção de um amacian- te de tecido homogêneo.

Um exemplo do procedimento para obter uma formulação de amaciante de tecido estável, homogêneo e viscoso baseado em esterquat de metildietanolamina, como descrito na reivindicação 1 da presente inven- ção é:

I. Aquecimento de água a 45°C

II. Adição da pré-dispersão de esterquat de dimetildietanolamina a 50°C

III. Resfriamento sob agitação com aproximadamente 150 rpm por 30 minutos

IV. Resfriamento rápido sob agitação por 15 minutos

A formulação de amaciante de tecido preparada de acordo com o procedimento e com o esterquat de dimetildietanolamina divulgado nesta invenção apresenta bons resultados de viscosidade, especialmente para níveis reduzidos de material ativo como mostrado nas tabelas I e II. Além disso, a tabela I prova o efeito importante que o valor de ácido tem na visco- sidade da formulação de amaciante de tecido. O valor de ácido, além do teor de C-18 saturado e distribuição de éster são parâmetros importantes divulga- dos nesta invenção. Na tabela Il é mostrada uma comparação com outros agentes ativos amaciantes bem conhecidos como DSDMAC e esterquats de trietanolamina. Para o último, foi usada uma pré-dispersão de esterquat de trietanolamina como descrito na Patente EP 1 584674. Esta pré-dispersão, como a preparada para o esterquat de cloreto de dimetildietanolamônio di- vulgado nesta patente é usada para reduzir a temperatura de processo para aumentar os resultados de viscosidade.

Os resultados mostram que com o esterquat de dimetildietano- lamina divulgado nesta invenção, uma formulação de amaciante viscoso é obtida, mesmo para amaciantes de tecido contendo 2 % am, e os resultados de viscosidade para os amaciantes de tecido são claramente melhores do que para os amaciantes de tecido preparados através dos outros dois agen- tes ativos de amaciante citados. É importante notar que para uma formula- ção de amaciante baseada em um esterquat de trietanolamina disponível comercialmente obter os mesmos níveis de viscosidade da formulação de amaciante de tecido baseada no esterquat de dimetildietanolamina divulgada nesta patente, um montante grande de espessante seria necessário. Isto é, na verdade, uma característica dos esterquats de trietanolamina disponíveis comercialmente, isto é, baixos valores de viscosidade para amaciantes de tecido quando trabalhando com baixo teor de material ativo, mesmo usando pré-dispersão.

Tabela I

<table>table see original document page 8</column></row><table>

Claims

1. Composição de amaciante estável, homogêneo e viscoso con- tendo menos de 50 % em peso de um composto esterquat de fórmula <formula>formula see original document page 9</formula> em que R1 é -C2H4OH ou -C2H4OCOR2; R2 é C11-C21-alquila ou alquenila e A é um ânion, como metilsulfato, brometo, iodeto e, preferivel- mente, cloreto, o referido esterquat sendo preparado por esterificação de metildietanolamina com ácidos graxos e subsequente quaternização com, preferivelmente, metilcloreto, os ácidos graxos contendo pelo menos 50 % em peso de ácido graxo Ci8 saturado compreendendo um produto final con- tendo pelo menos 50 % em mol de diesterquat e pelo menos 10 % em mol de monoesterquat e tendo um valor de ácido de menos de 0,12 meq/g de material ativo esterquat, o resto sendo água e um solvente orgânico.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, em que o gru- po -OCOR2 é derivado de uma mistura de ácidos graxos contendo 52 a 90 % em peso de ácido graxo Ci8-saturado.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, em que o gru- po -OCOR2 é derivado de uma mistura de ácidos graxos contendo 55 a 85 % em peso de ácido graxo Ci8-saturado.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, em que o gru- po -OCOR2 é preferivelmente derivado de um ácido graxo totalmente hidro- genado em que o montante de ácido graxo Ci8 saturado é definido como descrito nas reivindicações 2 e 3.

5. Processo para fabricação de uma composição de amaciante de tecido líquido, como definida na reivindicação 1, compreendendo a etapa de preparar uma pré-mistura do esterquat de dimetildietanolamina para re- duzir a temperatura de processo e obter uma formulação de amaciante está- vel, homogêneo e viscoso.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, em que a tempe- ratura da pré-mistura fundida é de cerca de 25 a 65°C, no máximo da prefe- rência de cerca de 30 a 60°C.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 5, em que a diferen- ça de temperatura entre a pré-mistura fundida e o carreador líquido, preferi- velmente água, é de até 15°C, mais preferivelmente de até 12°C, ainda mais preferivelmente de até 10°C.

8. Composição de amaciante líquido estável e viscoso de acordo com a reivindicação 1, contendo o agente ativo amaciante, o esterquat de dimetildietanolamina descrito na reivindicação 1, preferivelmente em um ní- vel de cerca de 1 a 20% de material ativo e opcionalmente ingredientes adi- cionais para aumentar a estabilidade, viscosidade e dispersibilidade, como estabilizantes, eletrólitos, espessantes, agentes de dispersão e modificado- res de pH.

9. Composição de formulação de amaciante líquido estável e viscoso, de acordo com a reivindicação 8, em que os estabilizantes podem ser selecionados do grupo de compostos inorgânicos e/ou orgânicos como sais de metais de transição solúveis e derivados de aminas de cadeia curta. Preferivelmente os sais metálicos são sais de zinco e sais de alumínio como ZnCl2, AICI3, ZnSO4 ou AI2(S04)3 e preferivelmente derivados de aminas de cadeia curta são o grupo de aminas que contêm pelo menos um grupo hi- droxietila.

10. Composição de formulação de amaciante líquido estável e viscoso, de acordo com a reivindicação 8 em que o espessante é seleciona- do do grupo de polímeros orgânicos sintéticos e/ou naturais como poligluco- piranoses modificadas e/ou celuloses modificadas.

11. Composição de formulação de amaciante líquido estável e viscoso, de acordo com a reivindicação 8, em que os modificadores de pH são quaisquer ácidos orgânicos ou inorgânicos.