ES2220641T3 - Pastillas fluidas y acuosas que contienen sulfatos de alcoholes grasos. - Google Patents
Pastillas fluidas y acuosas que contienen sulfatos de alcoholes grasos.Info
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Abstract
Pastas acuosas, fluibles y bombeables, de sulfatos de alcoholes grasos, con un contenido en tensioactivo del 70 al 80 % en peso, caracterizadas porque la pasta contiene, referido al contenido en tensioactivo, alcoholes grasos no sulfatados en cantidades desde 0, 1 hasta 1, 2 % en peso, sulfatos inorgánicos desde 1 hasta 2, 4 % en peso, así como desde 0, 01 hasta 0, 3 % en peso de al menos una base acuosa y presenta un valor del pH desde 8, 5 hasta 14, siendo la viscosidad de la pasta, medida según Brookfield (RVT, 20 revoluciones/minuto, husillo 6) desde 8.000 hasta 20.000 mPas a una temperatura de 70ºC.
Description
Pastas fluidas y acuosas que contienen sulfatos
de alcoholes grasos.
La invención se refiere a pastas fluidas y
bombeables, que contienen sulfatos de alcoholes grasos, a un
procedimiento para la fabricación de pastas de sulfatos de alquilo
con propiedades de fluencia mejoradas así como al empleo de tales
pastas para la fabricación de agentes de lavado y de limpieza.
Los tensioactivos aniónicos del tipo de los
sulfatos de los alcoholes grasos, especialmente aquellos que
contienen restos de alcoholes grasos con 12 hasta 18 átomos de
carbono, presentan excelentes propiedades detergentes y encuentran
aplicación en agentes de lavado y de limpieza tanto líquidos como
también pulverulentos.
Para la fabricación de tales agentes se parte,
por regla general, de pastas acuosas de sulfatos de alcoholes
grasos. Con objeto de evitar un transporte de masas superfluo es
ventajoso que las pastas acuosas de los tensioactivos presenten un
contenido en materia sólido tan elevado como sea posible. Las pastas
de los sulfatos de los alcoholes grasos pueden concentrarse
únicamente, sin embargo, hasta un contenido determinado en materia
sólida. Por encima de éste valor dichas pastas presentan un
comportamiento a la fluencia no newtoniano. Por encima de un límite
de aproximadamente en 55% en peso de contenido en materia sólida la
viscosidad alcanza, por regla general, valores tan elevados que ya
no se garantiza la posibilidad de bombear las disoluciones de los
tensioactivos incluso a temperaturas elevadas. De éste modo las
pastas acuosas de los sulfatos de los alcoholes grasos presentan,
con contenidos en materia sólida comprendidos entre el 30 y el 70%,
ya a temperatura ambiente, viscosidades y límites de fluidez tan
elevados que frecuentemente no es posible un transvasado ni una
circulación por bombeo.
En la memoria descriptiva de la patente europea
EP 0024 711 B1 se propone añadir sulfatos de polialquileterglicol
como aditivos para reducir la viscosidad a concentrados de
tensioactivos difícilmente movibles. Mientras que tales compuestos
son perfectamente adecuados para reducir la viscosidad de las
disoluciones de los étersulfatos de alcoholes grasos, de los
alquilarilétersulfatos, de los alquilbencenosulfonatos y de los
alquilarilsulfosuccinatos, su rendimiento frente a los sulfatos de
los alcoholes grasos, especialmente frente a los sulfatos de
alcoholes grasos lineales, primarios, es frecuentemente
insatisfactorio.
Por la solicitud de la patente alemana DE 34 47
859 A1 se conoce el empleo de sulfonatos de alcano como reguladores
de la viscosidad para concentrados de tensioactivos aniónicos
altamente viscosos, especialmente para sales de ésteres de los
ácidos \alpha-sulfograsos.
La solicitud de patente alemana DE 37 18 896 A1
describe el empleo de alcoholes alcoxilados como reguladores de la
viscosidad para concentrados altamente viscosos de
alquilbencenosulfonatos.
La solicitud de patente alemana DE 40 32 910 A1
divulga pastas de sulfatos de alcoholes grasos con contenidos en
materia sólida del 30 hasta el 80% en peso, cuyas propiedades a la
fluencia se mejoran por la adición de productos de sulfonación de
ésteres insaturados de gliceridos de ácidos grasos en cantidades
desde 1 hasta 50% en peso, referido al contenido en materia sólida
de las pastas.
Cuando se desista a los aditivos reductores de la
viscosidad, se dejan los productos acompañantes tales como alcoholes
grasos no sulfatados, sulfatos inorgánicos, cloruros inorgánicos o
hidróxido de sodio a valores mayores como los que se alcanzarían
usualmente en el procedimiento de fabricación.
De éste modo la solicitud de patente alemana DE
42 32 166 A1 divulga pastas de sulfatos de alcoholes grasos con un
contenido en tensioactivos del 30 al 80% en peso y con un contenido
en alcoholes grasos no sulfatados de hasta un 10% en peso.
La tarea de la presente invención consistía en
poner a disposición pastas de sulfatos de alcoholes grasos con
elevados contenidos en sulfatos de alcoholes grasos y con un
contenido tan bajo como sea posible en alcoholes grasos no
sulfatados, que no contengan otros tensioactivos y que, a pesar de
ello presenten propiedades reológicas favorables.
Se ha encontrado ahora que las propiedades
reológicas tales como el límite de fluencia y la viscosidad de las
pastas acuosas de los sulfatos de alcoholes grasos con 12 a 18
átomos de carbono pueden mejorarse mediante la reducción de los
alcoholes grasos no sulfatados de manera que se elimine el
comportamiento a la fluencia desfavorable, típico de los sulfatos de
los alcoholes grasos. De éste modo es posible la fabricación de
pastas muy puras de sulfatos de alcoholes grasos con elevados
contenidos en tensioactivos, que son fluibles y bombeables incluso a
temperaturas relativamente bajas.
El objeto de la invención es, por lo tanto, una
pasta acuosa, fluible y bombeable, de sulfatos de alcoholes grasos
con 12 hasta 18 átomos de carbono con un contenido en tensioactivo
del 70 hasta el 80% en peso, preferentemente del 73 hasta el 78% en
peso, de forma especialmente preferente del 75% en peso, siendo la
proporción de los sulfatos de los alcoholes grasos con 12 a 14
átomos de carbono en el conjunto del sulfato de los alcoholes
grasos, preferentemente al menos del 80% en peso, de forma
especialmente preferente al menos del 90% en peso, referido al
sulfato de alcoholes grasos con 12 a 18 átomos de carbono. Además
pueden emplearse preferentemente también sulfatos de alcoholes
grasos con cadena carbonada pura con 12 hasta 14 átomos de
carbono.
La pasta contiene, con relación al contenido en
tensioactivo, alcoholes grasos no sulfatados en cantidades desde 0,1
hasta 1,2% en peso, preferentemente desde 0,4 hasta 0,85% en peso.
La pasta contiene, además, sulfatos inorgánicos con relación al
contenido en tensioactivos, de 1 hasta 2,4% en peso, preferentemente
de 1,1 hasta 2,0% en peso, de forma especialmente preferente de 1,1
hasta 1,3% en peso.
La pasta contiene, al menos, una base acuosa,
entrando en consideración hidróxidos de metales alcalinos tales como
hidróxido de sodio, de potasio y de litio, óxidos e hidróxidos de
metales alcalinotérreos tales como óxido de magnesio, hidróxido de
magnesio, óxido de calcio e hidróxido de calcio, amoniaco, mono-,
di- y trialcanolaminas con 2 a 4 átomos de carbono, por ejemplo
mono-, di- y trietanolamina así como alquilaminas primarias,
secundarias o terciarias con 1 a 4 átomos de carbono así como
glucamina o mezclas de las mismas en cantidades desde 0,01 hasta
0,3% en peso, referido al contenido en tensioactivo. Es preferente
un hidróxido alcalino, de forma especialmente preferente el
hidróxido de sodio o de potasio. Por motivos de estabilidad, el
valor del pH de la pasta no debe descender por debajo de 8,5. Puesto
que, debido a la viscosidad, sin embargo es deseable una
concentración tan baja como sea posible en bases, la pasta
contendrá, preferentemente, la cantidad mínima posible de bases. Los
valores del pH son de 8,5 hasta 14, preferentemente de 9 hasta 13.
La viscosidad de la pasta a una temperatura de 70ºC está comprendida
entre 8.000 y 20.000 mPas, preferentemente entre 12.000 y 16.000
mPas, medida según Brookfield (RVT, 20 revoluciones/minuto, husillo
6).
En una forma preferente de realización, las
pastas de tensioactivos según la invención no contienen ningún otro
componente, con excepción de las impurezas contenidas usualmente en
las materias primas.
Los sulfatos de los alcoholes grasos son
tensioactivos aniónicos conocidos que, por regla general, se
fabrican mediante reacción de alcoholes alifáticos, primarios, con
un reactivo de sulfonación, por ejemplo trióxido de azufre o ácido
clorosulfónico. Preferentemente se obtendrán los sulfatos de los
alcoholes grasos de la presente solicitud mediante reacción de
alcoholes alifáticos, primarios, con trióxido de azufre.
Los sulfatos de los alcoholes grasos de la
presente invención se derivan de alcoholes grasos con 12 hasta 18
átomos de carbono. Ejemplos típicos a éste respecto son el alcohol
laurílico, el alcohol miristílico, el alcohol cetílico y el alcohol
estearílico. Los sulfatos de los alcoholes grasos pueden derivarse
también de mezclas industriales de alcoholes como por ejemplo las
que se obtienen durante la hidrogenación de mezclas industriales de
ésteres de ácidos grasos de origen natural o de aldehídos
procedentes de la oxosíntesis de Roelen. En éste caso son
preferentes los sulfatos de los alcoholes grasos a base de
fracciones industriales de coco o de semillas de palma,
hidrogenadas.
Como alcoholes grasos no sulfatados entran en
consideración, ante todo, alcoholes grasos lineales, primarios y
ramificados en la posición 2 por metilo, con 12 hasta 22 átomos de
carbono. En éste caso se emplean, de manera especialmente
preferente, alcoholes grasos cuya distribución de las cadenas
carbonadas corresponda a la distribución de las cadenas carbonadas
de los sulfatos de los alcoholes grasos a ser empleados.
El valor del pH de las pastas debe ser al menos
de 8,5 hasta 14 por motivos de estabilidad. Los valores preferentes
del pH están comprendidos entre 9 y 13.
Las pastas según la invención pueden fabricarse
por ejemplo en la forma conocida para los ésteres de alquilo
inferior de los ácidos grasos [J. Falbe (ed.), "Surfactants in
consumer products", Springer Verlag,
Berlin-Heidelberg, 1987, p.61], siendo
preferentes reactores que trabajen según el principio de la película
descendente. Como agentes de sulfatación entran en consideración
ácido clorosulfónico y, especialmente, trióxido de azufre gaseoso.
Éste último se diluye, usualmente, con un gas inerte,
preferentemente con oxígeno o con nitrógeno y se emplea en forma de
una mezcla gaseosa.
Usualmente se lleva a cabo la sulfatación a
temperaturas desde 30 hasta 70ºC. En lo que se refiere a la
viscosidad de las materias primas por un lado y a la calidad del
color de los productos resultantes de la sulfatación, por otro lado,
se ha revelado como óptimo llevar a cabo la reacción en un intervalo
de temperaturas desde 40 hasta 60ºC.
Los productos de sulfonación ácidos, que se
obtienen durante la sulfatación se introducen bajo agitación en
bases acuosas, se neutralizan y se ajustan a un valor del pH de al
menos 8,5. Como bases para la neutralización entran en consideración
hidróxidos de metales alcalinos tales como hidróxido de sodio, de
potasio y de litio, óxidos e hidróxidos de metales alcalinotérreos
tales como óxido de magnesio, hidróxido de magnesio, óxido de calcio
e hidróxido de calcio, amoniaco, mono-, di- y
tri-alcanolaminas con 2 a 4 átomos de carbono, por
ejemplo mono-, di- y trietanolamina así como alquilaminas primarias,
secundarias o terciarias con 1 a 4 átomos de carbono así como
glucamina o mezclas de las mismas. Es preferente un hidróxido
alcalino, de forma especialmente preferente hidróxido de sodio o de
potasio.
Los productos de la sulfatación pueden
blanquearse, tras la neutralización, en forma en sí conocida,
mediante adición de disolución de peróxido de hidrógeno o de
hipoclorito de sodio. El valor del pH de las disoluciones puede
mantenerse constante mediante el empleo de agentes tamponadores
adecuados, por ejemplo con fosfato sódico o con ácido cítrico. Para
la estabilización frente al ataque bacteriano es recomendable además
un agente conservante, por ejemplo disolución de formaldehído,
p-hidroxibenzoato, ácido sórbico u otros productos
conocidos para la conservación.
Sin embargo, las pastas según la invención pueden
fabricarse también si se diluyen pastas de sulfatos de alcoholes
grasos del 90 hasta el 98% en peso con agua y con alcoholes grasos
así como añadiéndose, en caso dado, la cantidad deseada de sulfato
inorgánico. En éste caso se emplea, preferentemente, una pasta que o
bien sea una mezcla formada por sulfatos de alcoholes grasos con 12
a 18 átomos de carbono, preferentemente por un sulfato de alcohol
graso con 12 a 14 átomos de carbono con una proporción menor que el
20% en peso, preferentemente menor que el 10% en peso de impurezas
en sulfatos de alcoholes grasos con 16 a 18 átomos de carbono, o
únicamente un sulfato de alcohol graso que se derive de alcohol
laurico, de alcohol miristílico, de alcohol cetílico o de alcohol
estearílico. Sin embargo es posible también mezclar en primer lugar
diversas pastas del tipo indicado y a continuación llevar a cabo la
dilución como se ha indicado y, en caso dado, su combinación con
sulfato. En éste caso es preferente un procedimiento en el cuál se
libera una pasta, fabricada según un procedimiento usual, en caso
necesario, en primer lugar de las sales inorgánicas, la pasta
purificada se concentra hasta un contenido en tensioactivos del 90
hasta el 98% en peso y, a continuación, se ajusta a temperaturas
comprendidas entre 60 y 100ºC, con una disolución alcalina acuosa,
hasta el contenido deseado en tensioactivos. Como bases para la
neutralización entran en consideración hidróxidos de metales
alcalinos tales como hidróxido de sodio, de potasio y de litio,
óxidos e hidróxidos de metales alcalinotérreos tales como óxido de
magnesio, hidróxido de magnesio, óxido de calcio e hidróxido de
calcio, amoniaco, mono-, di- y tri-alcanolaminas con
2 a 4 átomos de carbono, por ejemplo mono-, di- y trietanolamina así
como alquilaminas primarias, secundarias o terciarias con 1 a 4
átomos de carbono así como glucamina o mezclas de las mismas.
Preferentemente se empleará una disolución acuosa de hidróxido
alcalino, de forma especialmente preferente una lejía acuosa de
hidróxido de sodio o una lejía acuosa de hidróxido de potasio. La
eliminación de las sales inorgánicas puede llevarse a cabo por
ejemplo mediante recristalización con etanol, con lo que precipitan
las sales inorgánicas y se separan, por ejemplo pueden separarse
mediante filtración. Las pastas de tensioactivos purificadas,
altamente concentradas, se obtienen a continuación mediante
eliminación del etanol. El ajuste de un contenido en tensioactivos
del 70 hasta el 80% en peso, preferentemente del 73 hasta el 76% en
peso, especialmente del 75% en peso se lleva a cabo, a partir de las
pastas purificadas, concentradas, preferentemente a temperaturas de
70 hasta 90ºC, ajustándose, con ayuda de la disolución alcalina, un
valor del pH desde 8,5 hasta 14, preferentemente desde 9 hasta 13.
En éste caso es especialmente preferente que las pastas sean
incorporadas en la disolución alcalina.
En otra forma preferente de realización se
añadirá un sulfato inorgánico, preferentemente sulfato de sodio o
sulfato de potasio en cantidades tales, que se establezca un
contenido en sulfato desde el 1 hasta el 2,4% en peso,
preferentemente desde el 1,1 hasta el 2,0, especialmente desde el
1,1 hasta el 1,3% en peso, referido al contenido en
tensioactivo.
Las pastas concentradas de sulfatos de alcoholes
grasos, según la invención, presentan excelentes propiedades
detergentes. Por lo tanto se emplean, preferentemente, para la
fabricación de agentes de lavado y de limpieza, líquidos y sólidos,
entre los cuáles se cuentan también los agentes de enjuagado, así
como los productos para el cuidado del cabello y para el cuidado
corporal.
Tales agentes líquidos pueden fabricarse de
manera sencilla mediante dilución de las pastas, fabricadas según el
procedimiento de la invención, con agua hasta la concentración
deseada de la substancia activa. Es posible la adición de otros
componentes usuales en tales agentes, a los cuáles pertenecen
especialmente substancias adyuvantes, tales como zeolitas y
silicatos estratificados, inhibidores de la corrosión, agentes de
blanqueo, activadores de blanqueo, abrillantadores ópticos, enzimas,
inhibidores del agrisado, productos activos antimicrobianos,
disolventes miscibles con agua, agentes abrasivos, estabilizantes de
la espuma, agentes para la conservación, colorantes y productos
odorizantes así como tensioactivos adicionales.
Se concentró una pasta de sulfatos de alcoholes
grasos con 12 a 14 átomos de carbono (Texapon® CPN 75; producto de
la solicitante) fabricada según un procedimiento usual (reacción con
trióxido de azufre) hasta un 97% en peso de pasta de tensioactivo. A
continuación se introdujo ésta pasta en una lejía acuosa de
hidróxido de sodio, que contenía la cantidad correspondiente de
alcoholes grasos no sulfatados y de sulfatos inorgánicos en
cantidades tales, que las pastas resultantes contenían,
respectivamente, 65, 70 72,5, 75, 77,5 u 82,5% en peso de sulfatos
de alcoholes grasos. El contenido en hidróxido de sodio fue en todos
los ensayos del 0,3% en peso, referido al contenido en
tensioactivo.
Finalmente se determinó la viscosidad (mPas) a
70ºC con ayuda de un viscosímetro Brookfield (modelo RVT, husillo
número 6, 20 revoluciones por minuto). Los resultados se han reunido
en la tabla 1).
Tabla
1
Viscosidades de pastas de alcoholes grasos de
concentraciones diferentes, datos en % en peso referido a la
concentración en tensioactivo. Los resultados de los ejemplos según
la invención se han sombreado con gris.
| ^{1)}US: concentración del alcohol graso no sulfatado | |
| ^{2)}S: concentración de sulfato inorgánico | |
| ^{3)}n.m: no medible | |
| ^{4)}-: ensayo no realizado |
Se preparan pastas acuosas, fluibles y
bombeables, de sulfatos de alcoholes grasos con un contenido
tensioactivo del 70 al 80% en peso, que presentan propiedades
reológicas favorables, pero que no contienen otros tensioactivos
para disminuir la viscosidad. Éste objetivo se consigue mediante las
pastas de tensioactivos que contienen alcoholes grasos en cantidades
desde 0,1 hasta 1,2% en peso, sulfatos inorgánicos desde un 1 hasta
un 2,4% en peso así como, al menos, un hidróxido alcalino. La
viscosidad de una pasta de éste tipo es, a 70ºC, de 8.000 hasta
20.000 mPas.
Claims (10)
1. Pastas acuosas, fluibles y bombeables, de
sulfatos de alcoholes grasos, con un contenido en tensioactivo del
70 al 80% en peso, caracterizadas porque la pasta contiene,
referido al contenido en tensioactivo, alcoholes grasos no
sulfatados en cantidades desde 0,1 hasta 1,2% en peso, sulfatos
inorgánicos desde 1 hasta 2,4% en peso, así como desde 0,01 hasta
0,3% en peso de al menos una base acuosa y presenta un valor del pH
desde 8,5 hasta 14, siendo la viscosidad de la pasta, medida según
Brookfield (RVT, 20 revoluciones/minuto, husillo 6) desde 8.000
hasta 20.000 mPas a una temperatura de 70ºC.
2. Pasta de sulfatos de alcoholes grasos según la
reivindicación 1, caracterizada porque el contenido de la
pasta en sulfatos de alcoholes grasos es del 73 hasta el 76% en
peso.
3. Pastas de sulfatos de alcoholes grasos según
las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizadas porque la
distribución de la cadena carbonada del alcohol no sulfatado
corresponde a la distribución de la cadena carbonada del sulfato de
alcohol graso.
4. Pastas de sulfatos de alcoholes grasos según
al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizadas porque contienen, referido al contenido en
tensioactivo, desde un 0,4 hasta un 0,85% en peso de alcoholes
grasos no sulfatados.
5. Pastas de sulfatos de alcoholes grasos según
al menos una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizadas porque tienen un contenido en tensioactivo
desde el 73 hasta el 78% en peso y, referido al contenido en
tensioactivo, desde un 0,4 hasta un 0,85% en peso de alcoholes
grasos no sulfatados así como desde un 1,1 hasta un 2,0% en peso de
sulfatos inorgánicos y presentan un valor del pH desde 9 hasta 13,
siendo la viscosidad de las pastas, medida según Brookfield (RVT, 20
revoluciones/minuto, husillo 6) desde 12.000 hasta 16.000 mPas a una
temperatura de 70ºC.
6. Procedimiento para la fabricación de una pasta
según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque
se diluyen con agua y con alcoholes grasos una o varias pastas de
sulfatos de alcoholes grasos del 90 hasta el 98% en peso
añadiéndose, en caso dado, la cantidad deseada de sulfatos
inorgánicos y, al menos, de una base.
7. Procedimiento para la fabricación de una pasta
según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque
se libera sensiblemente en primer lugar una pasta, fabricada según
un procedimiento usual, de las sales inorgánicas, especialmente del
sulfato de sodio, la pasta purificada se concentra hasta contenidos
en tensioactivos comprendidos entre el 90 y el 98% en peso y, a
continuación, se ajusta hasta el contenido deseado en tensioactivo a
temperaturas comprendidas entre 60 y 100ºC con una disolución
alcalina.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque se añaden alcoholes grasos en cantidades
tales, que se establezca un contenido en alcoholes grasos no
sulfatados desde un 0,1 hasta un 1,2% en peso.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 7 u
8, caracterizado porque se añade un sulfato inorgánico en
cantidades tales, que se establezca un contenido en sulfato desde un
1,0 hasta un 2,4% en peso.
10. Empleo de una pasta acuosa, fluible y
bombeable, de sulfatos de alcoholes grasos con un contenido en
tensioactivos del 70 hasta el 80% en peso, que contiene, con
relación al contenido en tensioactivos, alcoholes grasos no
sulfatados en cantidades desde un 0,1 hasta un 1,2% en peso,
sulfatos inorgánicos desde un 1,0 hasta un 2,4% en peso y, al menos,
una base acuosa desde un 0,01 hasta un 0,3% en peso, presentando la
pasta un valor del pH desde 8,5 hasta 14 y una viscosidad desde
8.000 hasta 20.000 mPas, medida según Brookfield (RVT, 20
revoluciones/minuto, husillo 6), a una temperatura de 70ºC, para la
fabricación de agentes de lavado o de limpieza líquidos y
sólidos.
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