ES2210517T3

ES2210517T3 - Mezcla de emulsionantes y su empleo para la fabricacion de emulsiones pit.

Info

Publication number: ES2210517T3
Application number: ES97919000T
Authority: ES
Inventors: Armin Wadle; Achim Ansmann; Holger Tesmann; Karl-Heinz Gantke; Ansgar Behler; Bernhard Guckenbiehl
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1996-09-02
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: WO1998009721A3; EP0938369A2; EP0938369B2; DE19635553A1; DE59711006D1; US6221370B1; EP0938369B1; ES2210517T5; WO1998009721A2; JP2001500424A

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A NUEVAS MEZCLAS DE EMULSIONANTES QUE CONTIENEN ACIDOS GRASOS ETOXIDADOS Y GLICERIDO PARCIALES PARA PREPARAR EMULSIONES ESTABLES POR EL PROCEDIMIENTO DE LA TEMPERATURA DE INVERSION DE FASE (TIF). LAS MEZCLAS DE EMULSIONANTE PERMITEN QUE LAS EMULSIONES TIF SE PREPAREN A DETERMINADAS TEMPERATURAS DE INVERSION DE FASE UTILIZANDO SUSTANCIAS OLEOSAS DE CUALQUIER POLARIDAD.

Description

Mezclas de emulsionantes y su empleo para la fabricación de emulsiones PIT.

Campo de la invención

La invención se refiere al empleo de mezclas de emulsionantes a base de tensioactivos no iónicos, seleccionados para la fabricación de emulsiones PIT.

Estado de la técnica

Para la fabricación de emulsiones finamente divididas mediante el procedimiento de la temperatura de inversión de las fases (PIT), se emplean, usualmente, mezclas constituidas por emulsionantes y por co-emulsionantes hidrófobos (véanse las publicaciones DE-A1 38 19 193, DE-A1 40 10 393, DE-A1 4 140 562, DE-A1 43 18 171, DE-A1 43 37 041, DE-A1 44 11 557 [Henkel]). Según el estado de la técnica se verifica que, para la tecnología de la emulsión PIT, deben adaptarse las proporciones del emulsionante y del co-emulsionante, respectivamente, al carácter oleaginoso - expresado por medio del índice denominado ACN -. Por lo tanto, no se conocían mezclas de emulsionante/co-emulsionante, que fuesen capaces de emulsionar cuerpos oleaginosos diferentes bajo las mismas condiciones de temperatura, según el procedimiento PIT. Es evidente que tales mezclas facilitarían considerablemente la fabricación de emulsiones estables. la tarea de la invención consistía, por lo tanto, en poner a disposición mezclas de emulsionantes para la fabricación de emulsiones PIT, que no presentasen los inconvenientes citados.

Descripción de la invención

El objeto de la invención es el empleo de mezclas de emulsionantes, constituidas por

(a) etoxilatos de ácidos grasos y

(b) glicéridos parciales.

Sorprendentemente se ha encontrado, que estas mezclas permiten la fabricación de emulsiones PIT a una temperatura dada para la inversión de las fases, independientemente del índice ACN, es decir de la polaridad de los cuerpos oleaginosos. Así pues, las mezclas son adecuadas para emulsionar una amplia paleta de cuerpos oleaginosos, independientemente del carácter oleaginoso, bajo condiciones idénticas.

Etoxilatos de ácidos grasos

Los etoxilatos de ácidos grasos, que entran en consideración a modo de componentes emulsionantes (a), siguen, preferentemente, la fórmula (I),

(I)R^{1}COO(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H

en la que R^{1}CO significa un resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono y n significa números desde 5 hasta 50 y, preferentemente, desde 15 hasta 35. Ejemplos típicos son los productos de adición de 20 hasta 30 moles de óxido de etileno sobre ácido láurico, ácido isotridecanoico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido palmoleico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido oléico, ácido elaidínico, ácido petroselínico, ácido linoléico, ácido linolénico, ácido elaeoesteárico, ácido araquínico, ácido gadoléico, ácido behénico y ácido erúcico así como sus mezclas, que se obtienen, por ejemplo, en la disociación a presión de grasas y aceites naturales o en la reducción de aldehídos en la oxosíntesis de Roelen. Preferentemente se emplearan productos de adición de 20 hasta 30 moles de óxido de etileno sobre ácidos grasos con 16 hasta 18 átomos de carbono.

Glicéridos parciales etoxilados

Los glicéridos parciales, que entran en consideración a modo de componentes emulsionantes (b), siguen, preferentemente, la fórmula (II),

1

en la que R^{2}CO significa un resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono, x, y y z significan, como suma, 0 o números desde 1 hasta 50, preferentemente desde 15 hasta 35. Ejemplos típicos de glicéridos parciales, adecuados en el sentido de la invención, monoglicéridos del ácido láurico, monoglicérido de los ácidos grasos de coco, monoglicérido del ácido palmitínico, monoglicérido del ácido esteárico, monoglicérido del ácido isoesteárico, ácido oléico hasta 30 moles de óxido de etileno. Preferentemente se emplearan monoglicéridos o bien mezclas industriales de mono/diglicéridos con una proporción preponderante en monoglicéridos de la formula (II), en la que R^{2}CO significa un resto acilo lineal con 16 hasta 18 átomos de carbono.

Usualmente se emplearan mezclas de emulsionantes, que contengan los componentes (a) y (b) en la proporción en peso desde 10:90 hasta 90:10, preferentemente desde 25:75 hasta 75:25 y, especialmente desde 40:60 hasta 60:40.

Aplicación industrial

Con ayuda de las mezclas emulsionantes pueden fabricarse emulsiones PIT estables, con cuerpos oleaginosos con polaridad diferente. Así pues, la invención se refiere al empleo de las mezclas de emulsionantes para la fabricación de emulsiones PIT, empleándose las mezclas, por regla general, en cantidades desde 1 hasta 10, preferentemente desde 3 hasta 8% en peso - referido a las emulsiones -.

Cuerpos oleaginosos

Como cuerpos oleaginosos entran en consideración, por ejemplo, alcoholes de Guerbet a base de alcoholes grasos con 6 hasta 18, preferentemente 8 hasta 10 átomos de carbono, ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de ácidos carboxilícos ramificados con 6 a 13 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 18 átomos de carbono con alcoholes ramificados, especialmente 2-etilhexanol, ésteres de ácidos grasos lineales y/o ramificados con alcoholes polivalentes (tales como, por ejemplo dimerdiol o trimertriol) y/o alcoholes de Guerbet, triglicéridos a base de ácidos grasos con 6 a 10 átomos de carbono, aceites vegetales, alcoholes primarios ramificados, ciclohexanos substituidos, carbonatos de Guerbet, dialquiléteres y/o hidrocarburos alifáticos o bien nafténicos, que se emplean, usualmente, en cantidades desde 10 hasta 50, preferentemente desde 15 hasta 35% en peso - referido a las emulsiones-.

Las emulsiones PIT pueden emplearse para una pluralidad de finalidades así como para la fabricación de agentes para el cuidado de la piel y del cabello, tales como, por ejemplo, champúes para el cabello, lociones capilares, baños de espuma, cremas, lociones y ungüentos. Además pueden contener, a modo de otros productos auxiliares y aditivos, tensioactivos, co-emulsionantes, agentes de reengrasado, estabilizantes, ceras, generadores de consistencia, agentes espesantes, polímeros catiónicos, compuestos de silicona, productos activos biógenos, agentes anticaspa, formadores de película, agentes conservantes, hidrótropos, solubilizantes, absorbedores de los UV, colorantes y productos odorizantes y similares.

Ejemplos típicos de tensioactivos adecuados, son poliglicolétersulfatos de alcoholes grasos, monoglicéridosulfatos, mono- y/o dialquilsul-fosuccinatos, isetionatos de ácidos grasos, sarcosinatos de ácidos grasos, tauridos de ácidos grasos, ácidos etercarboxílicos, alquiloligoglucósidos, glucamidas de ácidos grasos, alquilamidobetaínas y/o, preferentemente, condensados de ácidos grasos de proteína, vegetales.

Como co-emulsionantes entran en consideración, por ejemplo, tensioactivos no iónicos pertenecientes al menos a uno de los grupos siguientes:

(b1): productos de adición de 2 hasta 30 moles de óxido de etileno y/o 0 hasta 5 moles de óxido de propileno sobre alcoholes grasos lineales con 8 hasta 22 átomos de carbono y sobre alquilfenoles con 8 hasta 15 átomos de carbono en el grupo alquilo;

(b2): monoésteres y diésteres de glicerina y monoésteres y diésteres de sorbitán de ácidos grasos saturados e insaturados con 6 hasta 22 átomos de carbono y sus productos de adición con óxido de etileno;

(b3): alquilmonoglicósidos y -oligoglicósidos con 8 hasta 22 átomos de carbono en el resto alquilo y sus análogos etoxilados;

(b4): productos de adición de 15 hasta 60 moles de óxido de etileno sobre aceite de ricino y/o aceite de ricino endurecido;

(b5): ésteres de poliol- y, especialmente, de poliglicerina tales como, por ejemplo, polirricinoleato de poliglicerina o poli-12-hidroxiestearato de poliglicerina. Del mismo modo son adecuadas mezclas de compuestos pertenecientes a varias de estas clases de substancias;

(b6): productos de adición de 2 hasta 15 moles de óxido de etileno sobre aceite de ricino y/o aceite de ricino endurecido;

(b7): ésteres parciales a base de ácidos grasos lineales, ramificados, insaturados o bien saturados con 12/22 átomos de carbono, ácido ricinoleico así como ácido 12-hidroxiesteárico y glicerina, poliglicerina, pentaeritrita, dipentaeritrita, alcoholes sacáricos (por ejemplo sorbita), así como poliglucósidos (por ejemplo celulosa);

(b8): fosfatos de trialquilo;

(b9): alcoholes de lanolina;

(b10): copolímeros de polisiloxano-polialquil-poliéter o bien derivados correspondientes;

(b11): ésteres mixtos de pentaeritrita, ácidos grasos, ácido cítrico y alcoholes grasos según la DE 1165574 PS así como,

(b12): polialquilenglicoles.

Los productos de adición de óxido de etileno y/o de óxido de propileno sobre alcoholes grasos, ácidos grasos, alquilfenoles, monoésteres y diésteres de glicerina así como monoésteres y diésteres de sorbitán de ácidos grasos o sobre aceite de ricino son productos conocidos, obtenibles en el comercio. Se trata en este caso de mezclas de homólogos, cuyo grado medio de alcoxilación corresponde a la proporción entre las cantidades de productos de óxido de etileno y/o de óxido de propileno y de substrato, con los cuales se lleva a cabo la reacción de adición.

Se conocen por el estado de la técnica los alquilmono- y -oligoglicósidos con 8/18 átomos de carbono, su obtención y su empleo a modo de productos tensioactivos, por ejemplo, por las US 3,839,318, US 3,707,535, US 3,547,828, DE-OS 19 43 689, DE-OS 20 36 472 y DE-A1 30 01 064 así como EP-A 0 077 167. Su obtención se verifica, especialmente, por reacción de glucosa o de oligosacáridos con alcoholes primarios con 8 hasta 18 átomos de carbono. En lo que se refiere al resto glucósido se cumple que son adecuados tanto los monoglicósidos, en los que un resto sacárico, cíclico, está enlazado, de forma glicosídica, sobre el alcohol graso, como también los glicósidos oligómeros con un grado de oligomerizado de, preferentemente, hasta 8 aproximadamente. El grado de oligomerizado es, en este caso, un valor medio estadístico, que está basado en una distribución usual de los homólogos para tales productos industriales.

Además, pueden emplearse como emulsionantes tensioactivos zwitteriónicos. Como tensioactivos zwitteriónicos se designan aquellos compuestos tensioactivos que portan en la molécula al menos un grupo de amonio cuaternario y al menos un grupo carboxilato o un grupo sulfonato. Los tensioactivos zwitteriónicos adecuados son las denominadas betaínas tales como los glicinatos de N-alquil-N,N-dimetilamonio, por ejemplo el glicinato de cocoalquildi-metilamonio, los glicinatos de N-acil-amino-propil-N,N-dimetilamonio, por ejemplo el glicinato de cocoacilamino-propildimetilamonio, y las 2-alquil-3-carboximetil-3-hidroxietilimidazolinas con respectivamente 8 hasta 18 átomos de carbono en los grupos alquilo o acilo así como el glicinato de cocoacilaminoetilhidroxietilcarboximetilo. Es especialmente preferente el derivado de amida de ácido graso conocido bajo la designación CTFA Cocamidopropyl Betaine. Igualmente son emulsionantes adecuados los tensioactivos anfolíticos. Se entenderán por tensioactivos anfolíticos aquellos compuestos tensioactivos que contienen, además de un grupo alquilo o acilo con 8/18 átomos de carbono en la molécula, al menos un grupo amino libre y al menos un grupo -COOH- o -SO_{3}H y que son capaces de formar una sal. Ejemplos de tensioactivos anfolíticos adecuados son N-alquilglicinas, ácidos N-alquilpropiónicos, ácidos N-alquilaminobutíricos, ácidos N-alquilimino-dipropiónicos, N-hidroxietil-N-alquilamidopropilglicina, N-alquiltaurinas, N-alquilsarcosinas, ácidos 2-alquilaminopropiónicos y ácidos alquil-aminoacéticos con, respectivamente, aproximadamente 8 hasta 18 átomos de carbono en el grupo alquilo. Los tensioactivos anfolíticos especialmente preferentes son el N-cocoalquil-aminopropionato, el cocoacilaminoetilamino-propionato y la acilsarcosina con 12/18 átomos de carbono. Además de los emulsionantes anfolíticos entran en consideración también emulsionantes cuaternarios, siendo especialmente preferentes aquellos del tipo de los Esterquats, preferentemente sales de ésteres de trietanolamina de ácidos digrasos metil-cuaternizadas.

Como agentes de reengrasado pueden emplearse substancias tales como, por ejemplo, lanolina y lecitina así como derivados de lanolina y de lecitina polietoxilados o acilados, ésteres de ácidos poliol grasos, monoglicéridos y alcanolamidas de ácidos grasos, sirviendo estas últimas al mismo tiempo como estabilizantes de la espuma. Como generadores de consistencia entran en consideración, en primer lugar, alcoholes grasos con 12 hasta 22 y preferentemente 16 hasta 18 átomos de carbono y, además, glicéridos parciales. Es preferente una combinación de estos productos con alquiloligoglucósidos y/o N-metilglucamidas de ácidos grasos con la misma longitud de cadena y/o poli-12-hidroxiestearatos de poliglicerina. Los agentes espesantes adecuados son, por ejemplo, polisacáridos, especialmente goma xantano, guar-guar, agar-agar, alginatos y tilosas, carboximetilcelulosa e hidroxietilcelulosa, además, monoésteres y diésteres de polietilenglicol de elevado peso molecular de ácidos grasos, poliacrilatos, alcohol polivinílico y polivinilpirrolidona, tensioactivos, tales como, por ejemplo, glicéridos de ácidos grasos etoxilados, ésteres de ácidos grasos con polioles tales como por ejemplo pentaeritrita o trimetilolpropano, etoxilatos de alcoholes grasos con una distribución estrechada de los homólogos o alquiloligoglucósidos así como electrolitos tales como sal común y cloruro de amonio.

Los polímeros catiónicos adecuados son, por ejemplo, derivados catiónicos de la celulosa, almidones catiónicos, copolímeros de sales de dialilamonio y acrilamidas, polímeros de vinilpirrolidona/vinilimidazol cuaternizados tal como por ejemplo Luviquat® (BASF AG, Ludwigshafen/RFA), productos de condensación de poliglicoles y aminas, polipéptidos de colágeno cuaternizados tal como, por ejemplo, colágeno hidrolizado de hidroxipropillaurildimonio (Lamequat®, Grünau), polipéptidos de trigo cuaternizados, polietilenimina, polímeros catiónicos de silicona tal como por ejemplo amidometicona, o Dow Corning, Dow Corning Co./US, copolímeros del ácido adípico y dimetilamino-hidroxipropildietilentriamina (Cartaretine®, Sandoz/ CH), poliaminopoliamidas tales como las que se han descrito, por ejemplo, en la FR-A 22 52 840 así como sus polímeros solubles en agua, reticulados, derivados catiónicos de quitina tal como por ejemplo quitosano cuaternizado, en caso dado distribuidos de manera microcristalina, productos de condensación de dihalógenoalquileno tal como, por ejemplo, dibromobutano con bisdialquilaminas tal como por ejemplo bis-dimetilamino-1,3-propano, goma guar catiónica tal como por ejemplo Jaguar® CBS, Jaguar® C-17, Jaguar® C-16 de la firma Celanese, polímeros cuaternarios de sales de amonio tales como, por ejemplo Mirapol® A-15, Mirapol® AD-1, Mirapol® AZ-1 de la firma Miranol/US.

Los compuestos de silicona adecuados son, por ejemplo, dimetilpolisiloxanos, metil-fenilpolisiloxanos, siliconas cíclicas así como compuestos de silicona modificados con amino, con ácidos grasos, con alcohol, con poliéter, con epoxi, con flúor y/o con alquilo, que pueden presentarse a temperatura ambiente tanto en estado líquido como también en forma de resina. Ejemplos típicos de grasas son glicéridos, como ceras entran en consideración, entre otras, cera de abejas, cera de parafina o microceras en caso dado en combinación con ceras hidrófilas, por ejemplo, cetilestearil-alcohol. Como ceras de brillo perlado pueden emplearse, especialmente, monoésteres y diésteres de ácidos digrasos de polialquilenglicoles, glicéridos parciales o ésteres de alcoholes grasos con ácidos carboxílicos polivalentes o bien con ácidos hidroxicarboxílicos. Como estabilizantes pueden emplearse sales metálicas de ácidos grasos, tales como, por ejemplo estearato de magnesio, de aluminio y/o de cinc. Se entenderán por productos activos biógenos, por ejemplo, bisabolol, alantoína, fitantriol, pentenol, ácidos AHA, extractos vegetales y complejos vitamínicos. Como agentes anticaspa pueden emplearse Climbazol, Octopirox y Zinkpyrethion. Los formadores de película empleables son, por ejemplo, quitosano, quitosano microcristalino, quitosano cuaternizado, polivinilpirrolidona, copolímeros de vinilpirrolidona-acetato de vinilo, polímeros de la serie del ácido acrílico, derivados cuaternarios de la celulosa, colágeno, ácido hialurónico o bien sus sales y compuestos similares. Para mejorar el comportamiento al extendido pueden emplearse hidrótropos tales como, por ejemplo, etanol, isopropilalcohol, propilenglicol o glucosa. Como agentes conservantes son adecuados, por ejemplo, fenoxietanol, solución de formaldehído, parabenos, pentanodiol o ácido sórbico Como colorantes pueden emplearse las substancias adecuadas y admitidas para finalidades cosméticas, como las que se han reunido en la publicación "Kosmetische Färbemittel" der Farbstoffkommission der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Verlag Chemie, Weinheim, 1984, página 81-106. Estos colorantes se emplean, usualmente, en concentraciones desde 0,001 hasta 0,1% en peso, referido al conjunto de la mezcla.

La proporción total de los productos auxiliares y aditivos puede estar comprendida desde un 1 hasta un 50, preferentemente desde un 5 hasta un 40% en peso - referido a las emulsiones -.

Ejemplos

Se prepararon emulsiones a base de cuerpos oleaginosos, de polaridad diferente, según el método PIT, con empleo de las mezclas de emulsionantes (R1 hasta R3) y de una mezcla comparativa (R4). Las emulsiones se almacenaron durante 4 semanas a 40ºC y, seguidamente se ensayaron a simple vista en cuanto a su estabilidad. Los resultados están reunidos en la tabla 1.

TABLA 1 Estabilidad de las emulsiones (datos cuantitativos como% en peso)

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Puede verse que, cuando se intercambia el etoxilato de ácido grasos por el etoxilato del alcohol graso ya no se forma una emulsión PIT estable

Claims

1. Empleo de mezclas de emulsionantes, que contienen

(a) etoxilatos de ácidos grasos y

(b) glicéridos parciales

para la fabricación de emulsiones PIT.

2. Empleo según la reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan etoxilatos de ácidos grasos de la fórmula (I),

(I)R^{1}COO(CH_{2}CH_{2}O)_{n}H

en la que R^{1}CO significa un resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono y n significa números desde 5 hasta 50.

3. Empleo según las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizado porque se utilizan glicéridos parciales de la fórmula (II),

3

en la que R^{2}CO significa un resto acilo, lineal o ramificado, con 12 hasta 22 átomos de carbono, x, y y z significan, como suma, 0 o números desde 5 hasta 50, preferentemente desde 15 hasta 35.

4. Empleo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los componentes (a) y (b) se utilizan en la proporción de mezcla desde 10:90 hasta 90:10.

5. Empleo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las mezclas de emulsionantes se utilizan en cantidades desde un 1 hasta un 10% en peso - referido a las emulsiones -.

6. Empleo según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, para la fabricación de las emulsiones PIT, se utilizan, además, cuerpos oleaginosos, elegidos del grupo formado por alcoholes de Guerbet a base de alcoholes grasos con 6 hasta 18, ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de ácidos carboxilícos ramificados con 6 a 13 átomos de carbono con alcoholes grasos lineales con 6 a 20 átomos de carbono, ésteres de ácidos grasos lineales con 6 a 18 átomos de carbono con alcoholes ramificados, ésteres de ácidos grasos lineales y/o ramificados con alcoholes polivalentes y/o alcoholes de Guerbet, triglicéridos a base de ácidos grasos con 6 a 10 átomos de carbono, aceites vegetales, alcoholes primarios ramificados, ciclohexanos substituidos, carbonatos de Guerbet, dialquiléteres y/o hidrocarburos alifáticos o bien nafténicos.

7. Empleo según la reivindicación 6, caracterizado porque se utilizan los cuerpos oleaginosos en cantidad desde un 10 hasta un 50% en peso - referido a las emulsiones -.