ES3012121T3 - Non-cationic softeners and methods of use - Google Patents

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ES3012121T3 ES21848388T ES21848388T ES3012121T3 ES 3012121 T3 ES3012121 T3 ES 3012121T3 ES 21848388 T ES21848388 T ES 21848388T ES 21848388 T ES21848388 T ES 21848388T ES 3012121 T3 ES3012121 T3 ES 3012121T3
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Lee Monsrud
Gary Samuel Furman
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Abstract

Se describe una composición que comprende un aducto de epóxido de amina no catiónico, junto con sus métodos de preparación. También se describe el uso de una composición que comprende un aducto de epóxido de amina no catiónico en textiles y papel, en particular en tejidos, tisú y telas no tejidas, para suavizarlos, así como métodos para usar un aducto de epóxido de amina no catiónico para tratar un objetivo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Suavizantes no catiónicos y métodos de uso
Campo técnico
La descripción se refiere a un aducto de epóxido de amina no catiónico junto a métodos para fabricar y usar el mismo como parte de composiciones lubricantes para un entorno determinado, o a composiciones para materiales textiles o papel, por ejemplo, materiales textiles tejidos, y materiales textiles no tejidos compuestos por materias primas naturales y/o sintéticas, junto con papel, incluyendo servilletas y pañuelos tales como pañuelos faciales y de tocador. Más particularmente, la descripción se refiere a composiciones que comprenden aductos de epóxido de polialquilenamina y a métodos para tratar un material textil, papel o superficie con estas composiciones suavizantes o lubricantes.
Antecedentes
Sigue existiendo una necesidad comercial de composiciones suavizantes y lubricantes eficaces para tratar materiales textiles, superficies y fuentes de agua. Generalmente se usan composiciones suavizantes, a veces denominadas composiciones acondicionadoras, para depositar una composición sobre un material textil. El compuesto suavizante se adhiere al material textil, papel o superficie, fomentando la suavidad de la tela y evitando arrugas. Una variedad de materiales textiles, papeles o superficies se benefician del suavizado. La “ suavidad” se refiere a la calidad táctil percibida del material textil, papel o superficie, según la perciben los usuarios. Tal suavidad perceptible al tacto puede caracterizarse por, pero sin limitarse a, elasticidad, flexibilidad, esponjosidad, deslizamiento, y tersura y otras descripciones subjetivas.
En aplicaciones industriales/institucionales, es particularmente difícil desarrollar una composición suavizante o lubricante que mantenga su eficacia en las duras condiciones de uso sin provocar efectos negativos en el material textil, papel o superficie/fuente de agua. Los tejidos usados en usos industriales e institucionales, por ejemplo, hoteles, hospitales y centros sanitarios, restaurantes, clubes de salud, salones de belleza, tiendas minoristas y similares, suelen presentar suciedad más extensa y resistente en comparación con aplicaciones residenciales o de consumo. Para eliminar eficazmente la suciedad, las composiciones detergentes industriales son normalmente mucho más alcalinas, teniendo normalmente un pH superior a aproximadamente 9. Las condiciones de pH alcalino inhiben la eficacia de muchos compuestos activos suavizantes. Además, las secadoras industriales funcionan a temperaturas sustancialmente más altas (por ejemplo, entre aproximadamente 82 °C y aproximadamente 132 °C) que las que se encuentran en el mercado residencial o de consumo, que normalmente funcionan a temperaturas máximas de entre aproximadamente 48 °C y aproximadamente 31 °C. Sin embargo, los suavizantes de telas eficaces en condiciones alcalinas generalmente provocan un amarilleamiento y/o degradación prematuros de los materiales textiles, papeles o superficies, lo que requiere por tanto un lavado adicional y acorta la vida útil de la tela.
Dado que muchos linos en el sector institucional e industrial son blancos, es deseable proporcionar un agente acondicionador de tejidos que no provoque un amarilleamiento significativo o un opacamiento de los tejidos que se lavan y se secan repetidamente. Además, generalmente es deseable que la ropa para lavar blanca que se seca permanezca blanca incluso después de múltiples ciclos de secado. Es decir, es deseable que el tejido no se amarillee ni se opaque después de ciclos repetidos de secado.
Las composiciones industriales existentes usan normalmente compuestos catiónicos, particularmente compuestos de amonio cuaternario. Por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 10.233.407 y 10.113.139 se basan en la combinación de compuestos de amonio cuaternario tales como metilsulfato de metil-bis[etilo(seboato)]-2-hidroxietilamonio, metilsulfato de dimetilamonio de éster dietílico, cloruro de dimetilamonio de éster dietílico, metilsulfato de metil-bis-(hidro-sebo-amidoetil)-2-hidroxietil-amonio, y similares con un polímero de silicona para proporcionar un suavizado eficaz en entornos industriales. La patente estadounidense n.° 7.456.145 proporciona un suavizado eficaz usando compuestos de éster de amonio cuaternario en combinación con portadores de amida. La patente estadounidense n.° 8.026.206 se basa de manera similar en el uso de un compuesto de amonio cuaternario de cadena larga para proporcionar un suavizante de tejidos de alta viscosidad y bajo contenido en sólidos con un mínimo de aditivos poliméricos. En resumen, los suavizantes de tejidos convencionales dependen en gran medida de compuestos de amonio cuaternario.
Sin embargo, los suavizantes de tejidos de compuestos de amonio cuaternario tienen una serie de desventajas. El uso de compuestos de amonio cuaternario conlleva un riesgo de toxicidad para los seres humanos y los organismos acuáticos. Esta toxicidad puede provocar efectos nocivos en la vida acuática de lagos, ríos y otras aguas en las que se depositan las aguas residuales, así como efectos nocivos asociados con la manipulación por parte de los usuarios de productos que contienen quat. Además, los reglamentos con respecto al uso de compuestos de amonio cuaternario están volviéndose cada vez más estrictos. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar compuestos suavizantes que no requieran compuestos de amonio cuaternario o una sal de los mismos.
Se han propuesto candidatos tales como amidas de neoalcano/neoalcanamidas, ésteres de glicerilo, siliconas, complejos catiónicos-aniónicos, bentonita y una variedad de lubricantes como sustitutos de las sales de amonio cuaternario como componente activo de las composiciones. Por ejemplo, la patente estadounidense n.° 4.214.038 describe una composición que comprende un éster de alquilpoliglicerol graso como agente suavizante. Sin embargo, la patente '038 sólo se refiere a composiciones para adición a secadora usadas a temperaturas relativamente bajas y no proporciona composiciones eficaces en condiciones de lavado altamente alcalinas o condiciones de secado a alta temperatura. De manera similar, la patente estadounidense n.° 5.419.842 describe el uso de compuestos activos de pentaeritritol como parte de una composición. Aunque de manera beneficiosa las composiciones del documento '842 no son catiónicas, se formulan en forma de una emulsión que tiene poca estabilidad: en particular, el pentaeritritol comienza a degradarse a temperaturas más altas y la emulsión global tiene una mala estabilidad en anaquel/de almacenamiento durante períodos de tiempo más prolongados.
Además de estas deficiencias, muchos agentes suavizantes, tanto compuestos de amonio cuaternario como compuestos activos distintos de amonio cuaternario, son difíciles de formular en una forma sólida estable. Muchos compuestos activos suavizantes biodegradables preferidos tienen un punto de fusión bajo y son semisólidos a temperatura ambiente; por lo tanto, experimentan “ derrame” y se desprenden cuando se colocan en un dispensador. Una dificultad adicional en la producción de una composición de suavizante sólida es desarrollar una formulación que tenga una tasa de dispensación adecuada cuando se pulveriza con agua. Muchos compuestos activos comunes para suavizado son hidrófobos y, por lo tanto, dan de manera no deseable como resultado tasas de dispensación bajas. Si la tasa de dispensación es demasiado lenta, no será posible administrar la cantidad requerida de formulación durante el ciclo de aclarado normal.
El documento US4 049 557 describe suavizantes textiles basados en aductos formados por la reacción de 1,2-epoxioctadecano y 1,2-epoxihexadecano y 1,3-propanodiamina. El producto resultante se usa para tratar, por ejemplo, material textil de toalla de felpa.
Por lo tanto, todavía existe la necesidad de desarrollar composiciones estables, no catiónicas y libres de amonio cuaternario que no provoquen amarilleamiento y proporcionen un rendimiento suavizante sustancialmente similar al de los suavizantes de tejidos existentes.
Otros objetivos, ventajas y características serán evidentes a partir de la siguiente memoria descriptiva tomada conjuntamente con los dibujos adjuntos.
Breve resumen
En un primer aspecto de la invención, se reivindica un producto suavizado según la reivindicación 1.
En un segundo aspecto de la invención, se reivindica un método de suavizado de un producto según la reivindicación 12.
Además, se describen composiciones de formación de aductos de epóxido de amina, en donde las composiciones comprenden un primer reactivo que comprende una amina según las fórmulas:
R t—N i -R 3
R 2 O)
en donde R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno;
R1-R2-N-R5-N-R3-R4 (II)
en donde R-i, R2, R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R5 es un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
en donde R1, R2, R5 y R6 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
NH<2>-[R10']n-NH<2>, (RNH)n-RNH<2>, H<2>N-(RNH)n-RNH<2>(IV)
en donde R 10' es un grupo alquileno C2-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R es -CH<2>-, -CH<2>CH<2>-, -CH<2>CH<2>CH<2>-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquileno C<4>-C<10>lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R' es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquilo C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, RNH2, RNHRNH2, o RN(RNH2)2; y n es un número entero de entre 2-1.000.000;
NH<2>(CH<2>CH<2>NH)n-CH<2>CH<2>NH<2>(V)
en donde n es un número entero de entre 2-105;
en donde n es un número entero de entre 1-100; o una combinación de los mismos; y un segundo reactivo que comprende un epóxido según la fórmula:
en donde R es un grupo alquilo, alquileno, alifático o arilo que tiene una longitud de cadena de C8-C30; en donde el primer reactivo y el segundo reactivo se ponen en contacto para formar un aducto de epóxido de amina; y en donde la razón molar del epóxido con respecto a la amina es de entre aproximadamente 1:20 y aproximadamente 20:1. Además, se describe que la amina según la fórmula (V) es una amina según la fórmula:
o una combinación de los mismos.
Además, se describe que el aducto de epóxido de amina es un compuesto según la fórmula:
en donde R es un grupo alquilo o un -(CH2)n-O-alquilo, y en donde n es un número entero de entre 1-1000. Además, se describe que el aducto de epóxido de amina es un compuesto según las siguientes fórmulas:
o una combinación de los mismos.
Además, se describe que preferiblemente la amina según la fórmula (V) es pentaetilenhexamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, dietilentriamina, hexaetilenheptamina, tetraetilenpentamina o una combinación de las mismas.
En una realización preferida, el epóxido según la fórmula (VI) es 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxihexadecano, 1,2-epoxioctadecano, un alquil C8-C10 glicidil éter, un alquil C12-C14 glicidil éter, o una combinación de los mismos.
Además, se describe que la composición puede comprender desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 80 % en peso del aducto de epóxido de amina, y desde aproximadamente el 0 % en peso hasta aproximadamente el 20 % en peso de uno o más tensioactivos.
Además, se describe que la composición puede estar libre de compuestos de amonio cuaternario.
Además, la composición puede comprender adicionalmente un componente funcional adicional, en donde el componente funcional adicional comprende una fuente de alcalinidad, agente antiespumante, agente antirredeposición, modificador de la solubilidad, dispersante, agente estabilizante, secuestrante, agente quelante, tensioactivo, agente antiarrugas, colorante, modificador de la reología, espesante, hidrótropo, acoplador, tampón, disolvente, enzima, agente de liberación de suciedad, eliminador de colorante, agente de firmeza, agente antimicrobiano, fungicida, antioxidante o una combinación de los mismos.
También se proporciona en la presente memoria un papel que comprende la composición formadora de aductos de epóxido de amina que comprende una amina y un epóxido descritos en la presente memoria. Se proporciona además un material textil que comprende la composición formadora de aductos de epóxido de amina que comprende una amina y un epóxido descritos en la presente memoria.
La descripción también se refiere a métodos para generar un aducto de epóxido de amina que comprenden poner en contacto un primer reactivo que comprende una amina y un segundo reactivo que comprende un epóxido en condiciones en las que un grupo epoxi del epóxido reacciona con uno o más grupos amino terminales de la amina, en donde la amina es un compuesto según las fórmulas:
R 1 — N —R 3
R 2 (I)
en donde R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno;
R1-R2-N-R5-N-R3-R4 (II)
en donde R1, R2, R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R5 es un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
F*1 R5
N i -R3 HN-R4 Ñ 1
R2 R6
(III)
en donde R<1>, R<2>, R<5>y R<6>son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R<3>y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
NH<2>-[R10']n-NH<2>, (RNH)n-RNH<2>, H<2>N-(RNH)n-R N H (IV)
en donde R 10' es un grupo alquileno C2-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquileno C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R' es -CH<2>-, -CH<2>CH<2>-, -CH<2>CH<2>CH<2>-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquilo C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, RNH2, RNHRNH2, o RN(RNH2)2; y n es un número entero de entre 2-1.000.000;
NH<2>(CH<2>CH<2>NH)n-CH<2>CH<2>NH<2>(V)
en donde n es un número entero de entre 2-105;
en donde n es un número entero de entre 1-100; o una combinación de los mismos; y el epóxido es un compuesto según la fórmula:
en donde R es un grupo alquilo, alquileno, alifático o arilo que tiene una longitud de cadena de C8-C30.
En una realización del método, la etapa de contacto induce que uno o más grupos amino terminales de la amina abran el anillo epoxídico del epóxido.
Según una realización, el aducto de epóxido de amina formado mediante el método es un compuesto según la fórmula:
en donde R es un grupo alquilo o un -(CH2)n-O-alquilo, y en donde n es un número entero de entre 1-1000. En una realización adicional, el aducto de epóxido de amina es un compuesto según las siguientes fórmulas:
o una combinación de los mismos.
La descripción también se refiere a métodos de suavizado de un objetivo que comprenden: (a) dispersar una composición formadora de aductos de epóxido de amina en agua para formar una disolución de uso; y (b) poner en contacto un objetivo con la disolución de uso; en donde la composición formadora de aductos de epóxido de amina comprende un primer reactivo que comprende una amina según las fórmulas:
en donde R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno;
R1-R2-N-R5-N-R3-R4 (II)
en donde R1, R2, R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R5 es un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
R I1 R 15
N i -R 3 H N -R 4 N i
R2 R6
(III)
en donde R1, R2, R5 y R<6>son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo;
NH<2>-[R10']n-NH<2>, (RNH)n-RNH<2>, H<2>N-(RNH)n-R N H (IV) en donde R 10' es un grupo alquileno C2-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-, un grupo alquileno C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R' es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquilo C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, RNH2, RNHRNH2, o RN(RNH2)2; y n es un número entero de entre 2-1.000.000;
NH<2>(CH<2>CH<2>NH)n-CH<2>CH<2>NH<2>(V)
en donde n es un número entero de entre 2-105;
en donde n es un número entero de entre 1-100; o una combinación de los mismos; y un segundo reactivo que comprende un epóxido según la fórmula:
en donde R es un grupo alquilo, alquileno, alifático o arilo que tiene una longitud de cadena de C8-C30.
Además, se describe que la amina que se puede usar en los métodos de suavizado de un objetivo es pentaetilenhexamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina, dietilentriamina, hexaetilenheptamina, tetraetilenpentamina o una combinación de las mismas. En una realización, el epóxido es 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxihexadecano, 1,2-epoxioctadecano, un alquil C8-C10 glicidil éter, un alquil C12-C14 glicidil éter, o una combinación de los mismos.
Además, el objetivo puede ser un material textil. En una realización preferida, el material textil puede ser una tela usada en un hotel, hospital, centro sanitario, restaurante, club de salud, salón de belleza, tienda minorista o una combinación de los mismos.
Además, el objetivo puede ser una pasta. En una realización adicional, la pasta puede comprender eucalipto, madera blanda, fibras de celulosa, fibras de madera o una combinación de las mismas.
Además, el método de suavizado de un objetivo puede comprender además la etapa (c) de formar un papel a partir de la pasta. Además, el papel puede ser un pañuelo, servilleta o toalla de papel.
Además, el aducto de epóxido de amina puede aumentar la suavidad en masa del papel sin una pérdida sustancial de resistencia a la tracción. Además, el aducto de epóxido de amina puede aumentar la suavidad en masa del pañuelo en comparación con un pañuelo no tratado con el aducto de epóxido de amina.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 representa una evaluación de diversos compuestos activos suavizantes distintos de amonio cuaternario, no catiónicos, que proporcionan un rendimiento o bien sustancialmente igual o bien superior a un agente suavizante de amonio cuaternario tradicional cuando se dosifican a niveles equivalentes.
La figura 2 muestra la eficacia de la razón amina:epóxido sobre la eficacia suavizante.
La figura 3 representa el efecto de la longitud del grupo R del epóxido sobre la eficacia suavizante.
Se describirán en detalle diversas realizaciones de las presentes composiciones y métodos con referencia a los dibujos, en donde números de referencia similares representan partes similares a lo largo de las diversas vistas.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Tal como se utiliza en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares “ un/uno” , “ una” y “ el/la” pueden incluir referentes en plural a menos que el contenido indique claramente lo contrario. A menos que se indique lo contrario, “ o” puede significar uno cualquiera solo o cualquier combinación de los mismos, por ejemplo, “A, B o C” significa lo mismo que cualquiera de A solo, B solo, C solo, “A y B” , “A y C” , “ B y C” o “A, B y C” . Adicionalmente, todas las unidades, prefijos, y símbolos pueden denotarse en su forma aceptada por el SI.
El término “ aproximadamente” , como se usa en la presente memoria, se refiere a la variación en la cantidad numérica que puede producirse, por ejemplo, a través de procedimientos típicos de medición y manipulación de líquidos usados para fabricar concentrados o disoluciones de uso en el mundo real; a través de un error accidental en estos procedimientos; a través de diferencias en la fabricación, fuente o pureza de los ingredientes usados para preparar las composiciones o llevar a cabo los métodos; y similares. El término “ aproximadamente” abarca además cantidades que difieren debido a diferentes condiciones de equilibrio para una composición que se produce a partir de una mezcla inicial particular.
El término “ compuestos activos” o “ compuestos activos en porcentaje” o “compuestos activos en porcentaje en peso” o “ concentración de compuestos activos” se usan indistintamente en la presente memoria y se refieren a la concentración de esos componentes de la composición lubricante como porcentaje menos los componentes inertes, tales como agua o sales.
Como se usa en la presente descripción, el término “ polímero” generalmente incluye, pero no se limita a, homopolímeros, copolímeros, tales como, por ejemplo, copolímeros de bloques, de injerto, aleatorios y alternos, terpolímeros y “x” mers superiores, que incluye además sus derivados, combinaciones, y sus mezclas. Además, a menos que se limite específicamente de cualquier otra manera, el término “ polímero” incluirá todas las configuraciones isoméricas posibles de la molécula, incluyendo, pero sin limitarse a, simetrías isotácticas, sindiotácticas y aleatorias, y combinaciones de las mismas. Además, a menos que se limite específicamente de cualquier otra manera, el término “ polímero” incluirá todas las configuraciones geométricas posibles de la molécula.
Tal como se usa en la presente memoria, el término “ alquilo” o “ grupos alquilo” se refiere a hidrocarburos saturados que tienen uno o más átomos de carbono, que incluyen grupos alquilo de cadena lineal (por ejemplo, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, etc.), grupos alquilo cíclicos (o grupos “ cicloalquilo” o “ alicíclicos” o “ carbocíclicos” ) (por ejemplo, ciclopropilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, ciclooctilo, etc.), grupos alquilo de cadena ramificada (por ejemplo, isopropilo, terc-butilo, sec-butilo, isobutilo, etc.) y grupos alquilo sustituidos con alquilo (por ejemplo, grupos cicloalquilo sustituidos con alquilo y grupos alquilo sustituidos con cicloalquilo). A menos que se especifique lo contrario, el término “ alquilo” incluye tanto “ alquilos no sustituidos” como “ alquilos sustituidos” Tal como se usa en la presente memoria, el término “ alquilos sustituidos” se refiere a grupos alquilo que tienen sustituyentes que reemplazan uno o más hidrógenos en uno o más carbonos de la estructura principal de hidrocarburos. Dichos sustituyentes pueden incluir, por ejemplo, grupos alquenilo, alquinilo, halógeno, hidroxilo, alquilcarboniloxilo, arilcarboniloxilo, alcoxicarboniloxilo, ariloxilo, ariloxicarboniloxilo, carboxilato, alquilcarbonilo, arilcarbonilo, alcoxicarbonilo, aminocarbonilo, alquilaminocarbonilo, dialquilaminocarbonilo, alquiltiocarbonilo, alcoxilo, fosfato, fosfonato, fosfinato, ciano, amino (incluyendo alquilamino, dialquilamino, arilamino, diarilamino y alquilarilamino), acilamino (incluyendo alquilcarbonilamino, arilcarbonilamino, carbamoílo y ureido), imino, sulfhidrilo, alquiltio, ariltio, tiocarboxilato, sulfatos, alquilsulfinilo, sulfonatos, sulfamoílo, sulfonamido, nitro, trifluorometilo, ciano, azido, heterocíclico, alquilarilo o aromáticos (incluyendo heteroaromático).
En algunas realizaciones, los alquilos sustituidos pueden incluir un grupo heterocíclico. Tal como se usa en la presente memoria, el término “ grupo heterocíclico” incluye estructuras de anillo cerrado análogas a los grupos carbocíclicos en los cuales uno o más de los átomos de carbono en el anillo es un elemento distinto de carbono, por ejemplo, nitrógeno, azufre u oxígeno. Los grupos heterocíclicos pueden ser saturados o insaturados. Los grupos heterocíclicos ilustrativos incluyen, pero no se limitan a, aziridina, óxido de etileno (epóxidos, oxiranos), tiirano (episulfuros), dioxirano, azetidina, oxetano, tietano, dioxetano, ditietano, ditietina, azolidina, pirrolidina, pirrolina, oxolano, dihidrofurano, y furano.
Tal como se usa en la presente memoria, el término “ poli” , tal como se usa en relación, por ejemplo, con términos tales como “ poliol” , “ poliamina” , etc., se refiere a sustancias que contienen formalmente dos o más de los grupos funcionales que aparecen en su nombre por molécula.
El término “ hidrógeno de amina” se refiere a los átomos de hidrógeno de los grupos amino primarios y secundarios.
El “ peso equivalente de hidrógeno de amina” se refiere al porcentaje en peso de un agente de curado o de una amina por cada hidrógeno de amina presente en el agente de curado o en la amina.
El “ peso molecular” en la presente memoria se entiende como la masa molar (en gramos por mol) de una molécula.
El “ peso molecular promedio” se refiere al peso molecular promedio en número M n de una mezcla de moléculas.
Como se usa en la presente memoria, el término “ sustancialmente libre” se refiere a composiciones que carecen por completo del componente, o que tienen una cantidad tan pequeña del componente, que el componente no afecta al rendimiento de la composición. El componente puede estar presente como una impureza o como un contaminante y ser menor que el 0,5 % en peso. En otra realización, la cantidad del componente es de menos del 0,1 % en peso y en aún otra realización, la cantidad del componente es de menos del 0,01 % en peso. En una realización adicional, la cantidad del componente es del 0 % en peso, o está libre del componente. A menos que se incluyan explícitamente en un ejemplo de composición o realización, las composiciones de la descripción pueden estar opcionalmente libres o sustancialmente libres de cualquier componente.
De manera relacionada, las composiciones y los métodos descritos en la presente memoria pueden comprender, consistir esencialmente en, o consistir en los componentes e compuestos, así como también otros componentes descritos en la presente memoria. Tal como se usa en la presente memoria, “ que consiste esencialmente en” significa que los métodos y composiciones pueden incluir etapas, componentes o compuestos adicionales, pero sólo si las etapas, componentes o compuestos adicionales no alteran sustancialmente las características básicas y novedosas de los métodos y composiciones reivindicados. También debe tenerse en cuenta que, tal y como se usa en esta especificación y en las reivindicaciones adjuntas, el término “ configurado” describe un sistema, aparato u otra estructura que se construye o configura para realizar una tarea particular o adoptar una configuración particular. El término “configurado” puede usarse indistintamente con otras expresiones similares tales como organizado y configurado, construido y organizado, adaptado y configurado, adaptado, construido, fabricado y organizado, y similares.
Las expresiones “ porcentaje en peso” , “ % p” , “ por ciento por peso” , “ % en peso” , y variaciones de las mismas, como se usan en la presente memoria, se refieren a la concentración de una sustancia como el peso de esa sustancia dividido entre el peso total de la composición y multiplicado por 100. Se entiende que, como se usa en la presente memoria, se pretende que “ por ciento” , “ %” , y similares sean sinónimos de “ por ciento en peso” , “ % en peso” , etc.
Tal como se usa en la presente memoria, el término “ material textil” se refiere tanto a fibras, hebras, hilos, telas tejidas o de punto, telas no tejidas, prendas de vestir, lino, artículos de lavandería y similares. Los ejemplos no limitativos de materiales textiles que pueden tratarse con las composiciones incluyen toallas, paños o toallitas absorbentes; artículos de lavandería; lino; nailon; poliésteres; cueros y similares. Los materiales textiles pueden incluir materiales textiles para productos de cuidado personal, aplicaciones industriales o de limpieza y similares. Los materiales textiles pueden ser reutilizables o desechables.
El término “ papel” , tal como se usa en la presente memoria, se refiere a pañuelos, tales como pañuelos faciales y pañuelos higiénicos; papeles, especialmente papeles desechables, incluyendo servilletas desechables, toallas de papel y papeles de cuidado personal. Los papeles pueden ser reutilizables o desechables.
El término “ ropa sucia” , “ artículo de lavandería” , “ lino” y/o “ tela” , tal como se usa en la presente memoria, se refiere a elementos o artículos que se limpian en una lavadora. En general, la ropa sucia se refiere a cualquier elemento o artículo hecho de o que incluye telas naturales, telas sintéticas, telas tejidas, telas no tejidas y telas de punto. Los materiales textiles, de papel o de superficie pueden incluir fibras naturales o sintéticas tales como fibras de seda, fibras de lino, fibras de algodón, fibras de cáñamo, fibras de angora, fibras de bambú, fibras de poliéster, fibras de poliamida tales como nailon, fibras acrílicas, fibras de acetato, lana, rayón, cachemir, satén, spandex y mezclas de las mismas, incluyendo mezclas de algodón y poliéster. Las fibras pueden ser tratadas o no tratadas. Los ejemplos de fibras tratadas incluyen las tratadas para retardar la llama. Debe entenderse que el término “ lino” describe un tipo de material derivado de las plantas de lino que se usa a menudo en ciertos tipos de artículos de lavandería que incluyen sábanas, fundas de almohadas, toallas, mantelería, manteles, trapos y uniformes.
Como se usa en la presente, el término “ agua” para tratamiento según la invención incluye una variedad de fuentes, tales como fuente de agua dulce, agua de estanque, agua de mar, agua salada o salmuera, agua salobre, agua reciclada, o similares. También se entiende que las aguas incluyen opcionalmente fuentes de agua fresca y reciclada (por ejemplo, “ aguas producidas” ), así como cualquier combinación de aguas para tratamiento según la invención. En algunas realizaciones, el agua producida (o agua reutilizada) se refiere a una mezcla de agua que comprende tanto agua reciclada de operaciones de yacimientos de gas y petróleo previas o concurrentes, por ejemplo, fracturación hidráulica, como agua que no se ha usado en operaciones de yacimientos de petróleo y gas, por ejemplo, agua dulce, agua de estanques, agua de mar, etc.
Tal como se usa en la presente memoria, el término “ desprendimiento” se refiere a grandes fragmentos o trozos de material que caen o se desprenden de una composición sólida durante la dispensación cuando se usa agua para llevar una porción de una composición sólida a una disolución acuosa para su dispensación. Los fragmentos o trozos de material sólido se desprenden del sólido durante o entre dispensaciones de manera no intencionada y/o descontrolada cuando la composición sólida se ablanda con el agua de dispensación.
Realizaciones
En la tabla 1 se muestran ejemplos de intervalos de los materiales usados para generar una polialquilenamina según la descripción.
Tabla 1.
Tras la generación de un aducto de epóxido de amina según la descripción, la amina se puede incorporar a una composición sólida según la tabla 2.
Tabla 2.
Adicionalmente, tras la generación de un aducto de epóxido de amina según la descripción, la amina se puede incorporar a una composición líquida según la tabla 3.
Tabla 3.
Amina
Las composiciones de la solicitud incluyen preferiblemente una o más aminas, preferiblemente una o más poliaminas, y más preferiblemente una o más polialquilaminas. Las aminas útiles para las composiciones de la solicitud pueden ser mono, di, tri y/o poliaminas alifáticas, cicloalifáticas, alifáticas, aromáticas, primarias, secundarias o terciarias. Las una o más aminas se hacen reaccionar con uno o más epóxidos para generar un aducto de epóxido de amina. En una realización preferida, la amina es pentaetilenhexamina, trietilentetraamina, tetraetilenpentamina, dietilentriamina, hexaetilenheptamina o una combinación de las mismas.
En una realización, la amina es una monoamina según la fórmula:
R 1 - N - R 3
^ 2 [Fórmula I]
en donde R1, R2 y R3 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno. En una realización, R<1>, R<2>y R<3>comprenden cada uno de 2 a 6 átomos de carbono. En una realización adicional, la amina es una diamina según la fórmula:
R<1>-R<2>-N-R<5>-N-R<3>-R<4>[Fórmula II]
en donde R1, R2, R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R5 es un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo. En una realización, R1, R2, R3, R4, y R4 comprenden cada uno de 2 a 6 átomos de carbono. En una realización adicional, la amina es una triamina según la fórmula:
[Fórmula III]
en donde R1, R2, R5 y Re son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático, un grupo arilo o hidrógeno, y en donde R3 y R4 son cada uno un grupo alquilo, un grupo alifático o un grupo arilo. En una realización, Ri , R2, R3, R4, R5, y Re comprenden cada uno de 2 a 6 átomos de carbono.
En otra realización adicional, la amina es una poliamina. La poliamina puede ser una polimerización de cualquiera de las monoaminas, diaminas o triaminas mencionadas anteriormente. Una poliamina puede tener, pero no se limita a, una fórmula genérica de NH2-[R10']n-NH2, (RNH)n-RNH2, H2N-(RNH)n-RNH2, o H2N-(RN(R'))n-RNH2, en donde R10' es un grupo alquileno C2-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-, un grupo alquileno C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R' es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH3)CH2-, un grupo alquilo C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, RNH2, RNHRNH2, o RN(RNH2 ^ ; y n puede ser desde 2 hasta 1.000.000. El monómero en una poliamina, por ejemplo, el grupo R o R', puede ser igual o diferente. En esta descripción, una poliamina se refiere tanto a poliamina de molécula pequeña cuando n es de desde 1 hasta 9 como a poliamina polimérica cuando n es de desde 10 hasta 1.000.000.
Alternativa o adicionalmente, la amina es una polialquilenamina según la fórmula:
donde n es un número entero de entre 0-1000, preferiblemente entre 1-100, más preferiblemente entre 1-8, y todavía más preferiblemente entre 1-6.
Más particularmente, las poliaminas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, etilendiamina, 1,3-diaminopropano, 1,4-diamino-butano, dietilentriamina, pentaetilenhexamina, tetraetilenpentamina, etilenamina E-100 (una mezcla de tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina, hexaetilenheptamina y productos de peso molecular superior), tris(2-aminoetil)amina, tetraetilenhexamina, trietilentetramina, dietilentriamina, hexanetilendiamina, bis(3-aminopropil)amina, bis(hexanoetilen)triamina, tris(2-aminoetil)amina, trietilentetramina, N,N'-bis(3-aminopropil)-1,3-propanodiamina, tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina, polietilenimina ramificada, quitosano, nisina, gelatina, 1,3-diaminoguanidina, 1,1-dimetilbiguanida, guanidina, arginina, lisina, ornitina, tris(2-aminoetil)amina, trietilentetramina, N,N'-bis(3-aminopropil)-1,3-propanodiamina, tetraetilenpentamina, 1,2-diaminopropano, N,N,N',N'-tetrakis(2-hidroxietil)etilendiamina, N,N,N',N'-tetrakis(2-hidroxipropil)etilendiamina, polietilenimina ramificada, 2,4-diamino-6-hidroxipirimidina y/o 2,4,6-triaminopirimidina.
Las poliaminas adicionales incluyen poliaminas iniciadas por glicol, poliaminas iniciadas por glicerina, poliaminas iniciadas por sacarosa, poliaminas iniciadas por sacarosa/glicerina, poliaminas iniciadas por trimetilolpropano, aminas alifáticas, alifáticas, cicloalifáticas o aromáticas, primarias o secundarias, divalentes y polivalentes superiores, tales como 4-aminobencilaminas, 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, fenilendiaminas, etc. poliaminas tales como dietilentriamina, trietilentetramina, dietilenpropilamina, N-(2-hidroxietil)dietilentriamina, N,N'-di(2-hidroxietil)dietilentriamina, m-fenilendiamina, metilendianilina, aminoetil-piperazina, 4,4-diaminodifenil-sulfona, bencildimetilamina, diciandiamida y 2-metilimidazol y/o trietilamina.
Los ejemplos adicionales de poliaminas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, m-fenilendiamina, p-fenilendiamina, 4,4'-diaminodifenil éter, 3,4'-diaminodifenil éter, 4,4'-diaminodifenilsulfona, 3,3'-diaminodifenilsulfona, 2,2'-ditrifluorometil-4,4'-diaminobifenilo, 9,9-bis(4-aminofenil)fluoreno, 9,9-bis(4-amino-3-metilfenil)fluoreno, bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]sulfona, bis[4-(3-aminofenoxi)fenil]sulfona, 2,2-bis[4-(4-aminofenoxi)fenil]propano, 3-(metilamino)propilamina y 2,2-bis(4-aminofenil)hexafluoropropano. Otros ejemplos incluyen alquilaminas, propilamina, isobutilamina, aminas de óxido de alquileno, aminas de óxido de etileno y/o aminas de óxido de propileno.
Las diaminas aromáticas adecuadas incluyen, por ejemplo, diaminodifenil-sulfona, una metilendianilina tal como 4,4'-metilendianilina, un diaminodifenil éter, bencidina, 4,4'-tiodianilina, 4-metoxi-6-m-fenilendiamina, 2,6-diaminopiridina, 2,4-toluenodiamina y dianisidina.
Otras posibles poliaminas incluyen las monoaminas, diaminas y triaminas JEFFAMINE® de Huntsman. Estos productos altamente versátiles contienen grupos amino primarios unidos al extremo de una estructura principal de poliéter, normalmente a base de óxido de propileno (PO), óxido de etileno (EO) o una mezcla de ambos óxidos. Las aminas JEFFAMINE® incluyen una familia de polieteraminas que consiste en monoaminas, diaminas y triaminas basadas en la estructura principal de poliéter. Las aminas JEFFAMINE® también incluyen polieteraminas de alta conversión y a base de politetrametilenglicol (PTMEG). Estas aminas JEFFAMINE® tienen un peso molecular promedio (MW) de desde aproximadamente 130 hasta aproximadamente 4.000.
Una poliamina usada en esta descripción puede ser un derivado de poliamina o una poliamina modificada, en la que uno o más de los protones de NH, pero no todos, en la poliamina están sustituidos por un grupo sustituido o no sustituido. Por ejemplo, una alquilpoliamina que contiene uno o más grupos alquilo conectados al átomo de nitrógeno puede usarse para producir la poliamina catiónica de carga múltiple descrita en la presente memoria. En estos derivados de PEI, sólo algunos de los protones de NH2 primarios o NH secundarios se reemplazan por otros grupos distintos de protones y los protones de NH2 o NH restantes todavía pueden reaccionar con un aceptor de Michael, tal como una olefina activada que contiene un grupo hidrófilo (iónico), mediante una reacción de adición de Michael de aza.
Una clase de poliamina polimérica incluye polietilenimina (PEI) y sus derivados. La polietilenimina (PEI) o poliaziridina es un polímero con una unidad de repetición de CH2CH2NH y tiene una formulación general de NH2(CH2CH2NH)n-CH2CH2NH2, en donde n puede ser de desde 2 hasta 105. El monómero de repetición en PEI tiene un peso molecular (Mw) de 43,07 y una razón de nitrógeno con respecto a carbono de 1:2.
Los derivados de PEI incluyen PEI etoxiladas/propiladas, PEI de poliquat, PEI de cuat de poliglicerol y otros derivados de PEI, sales o mezclas de los mismos. La masa molar de las polietileniminas, incluyendo las polietileniminas modificadas, puede variar desde aproximadamente 800 g/mol hasta aproximadamente 2.000.000 g/mol. Por ejemplo, SOKALAN® HP20 es un producto de PEI alcoxilado. En estos derivados de PEI, sólo algunos de los protones de NH primarios o NH2 secundarios se reemplazan por grupos funcionales y los protones de NH2 o NH restantes todavía pueden reaccionar con un aceptor de Michael, por ejemplo, una olefina activada o un compuesto a,|3-insaturado que contiene un grupo hidrófilo (iónico).
Las PEI y sus derivados pueden ser lineales, ramificados o dendrímeros. Las polietileniminas lineales contienen todas las aminas secundarias, a diferencia de las PEI ramificadas que contienen grupos amino primarios, secundarios y terciarios. También existen formas dendrímeras totalmente ramificadas y contienen grupos amino primarios y terciarios. A continuación se muestran dibujos de PEI lineal, ramificada y dendrímera no modificada.
Los derivados de PEI se obtienen normalmente sustituyendo un(os) protón/protones en los átomos de nitrógeno por un grupo diferente. Uno de dichos derivados de PEI es el PEI etoxilada y propoxilada, en donde las polietileniminas se derivatizan con cadenas laterales de óxido de etileno (EO) y/u óxido de propileno (PO). La etoxilación de las PEI puede aumentar la solubilidad de las PEI.
La PEI se produce a escala industrial. Hay varias polietileniminas comerciales disponibles, incluyendo, por ejemplo, las comercializadas con el nombre comercial Lupasol® (BASF), incluyendo, por ejemplo, Lupasol® FG, Lupasol® G, Lupasol® PR 8515, Lupasol® WF, Lupasol® G 20/35/100, Lupasol® HF, Lupasol® P, Lupasol® PS, Lupasol® PO 100, Lupasol® PN 50/60, y Lupasol® SK. Estas PEI tienen pesos moleculares promedio (MW) de aproximadamente 800, aproximadamente 1300, aproximadamente 2.000, aproximadamente 5.000, aproximadamente 25.000, aproximadamente 1.300/2.000/5.000, aproximadamente 25.000, aproximadamente 750.000, aproximadamente 750.000, aproximadamente 1.000.000 y aproximadamente 2.000.000, respectivamente.
Dos promedios habitualmente usados para el peso molecular de un polímero son el peso molecular promedio en número (Mn) y el peso molecular promedio en peso (Mw). El índice de polidispersidad (D) representa la distribución del peso molecular de los polímeros. Mn = (£n ¡Mj)/£n j, Mw = (Xn¡M<¡2>)/Xn¡M¡, y d = Mw/Mn, donde el número de índice, i, representa el número de diferentes pesos moleculares presentes en la muestra y ni es el número total de moles con una masa molar de Mi. Para un polímero, Mn y Mw suelen ser diferentes. Por ejemplo, un compuesto de PEI puede tener un Mn de aproximadamente 10.000 mediante GPC y un Mw de aproximadamente 25.000 mediante LS.
La dispersión de luz (LS) se puede usar para medir el MW de una muestra de polímero. Otra forma fácil de medir el peso molecular de una muestra o producto es la cromatografía de permeación en gel (GPC). La GPC es una técnica analítica que separa las moléculas de los polímeros por tamaño y proporciona la distribución de peso molecular de un material. La GPC también se conoce a veces como cromatografía de exclusión molecular (SEC). Esta técnica se usa a menudo para el análisis de polímeros para determinar tanto su Mn como su Mw.
Estas polietileniminas disponibles comercialmente y de ejemplo son solubles en agua y están disponibles como polietileniminas anhidras y/o polietileniminas modificadas proporcionadas en disoluciones acuosas o metoxipropanol (como para Lupasol® PO 100).
La PEI y sus derivados encuentran muchas aplicaciones normalmente derivadas de su carácter policatiónico. Debido a la presencia de grupos amina, la PEI puede protonarse con ácidos para formar una sal de PEI del medio circundante, lo que da como resultado un producto que está parcial o totalmente ionizado dependiendo del pH. Por ejemplo, aproximadamente el 73 % de PEI se protona a pH 2, aproximadamente el 50 % de PEI se protona a pH 4, aproximadamente el 33 % de PEI se protona a pH 5, aproximadamente el 25 % de PEI se protona a pH 8 y aproximadamente el 4 % de PEI se protona a pH 10. En general, los PEI se pueden comprar como su forma protonada o no protonada con y sin agua. Las PEI comerciales a pH 13 tienen una densidad de carga (catiónica) de aproximadamente 16-17 meq/g (miliequivalentes por gramo).
El contraión de cada centro de nitrógeno protonado se equilibra con un anión de un ácido obtenido durante la neutralización. Los ejemplos de sales de PEI protonadas incluyen, pero no se limitan a, sal de clorhidrato de PEI, sal de ácido sulfúrico de PEI, sal de ácido nítrico de PEI, sal de ácido acético de PEI, sal de ácido graso de PEI y similares. De hecho, se puede usar cualquier ácido para protonar PEI, lo que da como resultado la formación del compuesto de sal de PEI correspondiente.
La polietilenimina adecuada útil en la presente descripción puede contener una mezcla de sustituyentes de aminas primarias, secundarias y terciarias o una mezcla de diferentes pesos moleculares promedio. La mezcla de sustituyentes de amina primaria, secundaria y terciaria puede estar en cualquier proporción, incluyendo, por ejemplo, en la proporción de aproximadamente 1: 1: 1 a aproximadamente 1: 2: 1 con ramificación cada 3 a 3,5 átomos de nitrógeno a lo largo de un segmento de cadena. Alternativamente, los compuestos de polietilenimina adecuados pueden ser principalmente uno de los sustituyentes de amina primaria, secundaria o terciaria.
La poliamina que se puede usar para producir los compuestos catiónicos o aniónicos de carga múltiple descritos en la presente memoria puede tener un amplio intervalo de su peso molecular promedio. Se pueden producir diferentes compuestos catiónicos o aniónicos de carga múltiple con sus pesos moleculares promedio característicos seleccionando diferentes poliaminas de molécula pequeña de partida, PEI poliméricas o mezclas de las mismas. Controlando el tamaño de las poliaminas o PEI y el grado de modificación por parte del compuesto a,|3-insaturado y el epóxido, se pueden producir compuestos catiónicos o aniónicos de carga múltiple con un peso molecular promedio similar y múltiples cargas catiónicas o múltiples cargas aniónicas. Debido a este carácter, se pueden producir y usar diferentes compuestos catiónicos o aniónicos de carga múltiple para una gama más amplia de aplicaciones que usan poliaminas o PEI no modificadas.
Específicamente, las poliaminas que se pueden usar para producir las poliaminas modificadas descritas en este documento tienen un peso molecular promedio (MW) de aproximadamente 60-200, aproximadamente 100-400, aproximadamente 100-600, aproximadamente 600-5.000, aproximadamente 600-800, aproximadamente 800-2.000, aproximadamente 800-5.000, aproximadamente 100-2.000.000, aproximadamente 100-25.000, aproximadamente 600-25.000, aproximadamente 800-25.000, aproximadamente 600-750.000, aproximadamente 800-750.000, aproximadamente 25.000-750.000, aproximadamente 750.000-2.000.000, aproximadamente 100, aproximadamente 200, aproximadamente 300, aproximadamente 400, aproximadamente 500, aproximadamente 600, aproximadamente 700, aproximadamente 800, aproximadamente 1.000, aproximadamente 1,500, aproximadamente 2.000, aproximadamente 3.000, aproximadamente 5.000, aproximadamente 8.000, aproximadamente 10.000, aproximadamente 15.000, aproximadamente 20.000, aproximadamente 50.000, aproximadamente 100.000, aproximadamente 250.000, aproximadamente 500.000, aproximadamente 1.000.000, aproximadamente 2.000.000, o cualquier valor entre los mismos.
En una realización, en la presente memoria se describe un compuesto de carga múltiple que tiene una de las fórmulas genéricas de NA2-[R10']n-NA2, (RNA)n-RNA2, NA2-(RNA)n-RNA2, o NA2-(RN(R'))n-RNA2, en donde R10' es un grupo alquileno C<4>-C<10>lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R es -CH<2>-, -CH<2>CH<2>-, -CH<2>CH<2>CH<2>-, -CH(CH<3>)CH<2>-, un grupo alquileno C<4>-C<10>lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, o una combinación de los mismos; R' es -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH(CH<3>)CH2-, un grupo alquilo C4-C10 lineal o ramificado, sustituido o no sustituido,RnA2,RNARNA<2>, o RN(RNA<2>)<2>; n puede ser de desde 2 hasta 1.000.000; A es una combinación de H,
o una combinación de H,
en donde X es NH u O; R<2>es H, CH3 o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo C2-C10 lineal o ramificado, no sustituido; R2' es H, CH3 o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo C1-C10, lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, -COOH, -CH2COOH, Y', o -(CH2)m-Y'; m es un número entero de 2 a 4; R<3>está ausente o es un grupo alquileno C1-C30 lineal o ramificado, no sustituido; Y es -NR4R5Rg(+); Y' es -COOH, -SO3H, -PO3H, -OSO3H, -OPO3H, o una sal del mismo; R<4>, R<5>, y R<6>son independientemente un grupo alquilo C1-C10; R<7>es H o alquilo; y R<8>es alquilo, o -(CH2)k-O-alquilo, en donde k es un número entero de 1-30; en donde el compuesto es un compuesto catiónico de carga múltiple que tiene 1, 2, 3, o más grupos
o
y al menos un grupo
En algunas realizaciones, A es
En algunas otras realizaciones, A es
En aún algunas otras realizaciones, A es
y
En algunas realizaciones, el compuesto de carga múltiple es NA2-[R10]n-NA2. En algunas otras realizaciones, el compuesto de carga múltiple es (RNA)n-RNA2. En aún algunas otras realizaciones, el compuesto de carga múltiple es NA2-(RNA)n-RNA2. En algunas otras realizaciones, el compuesto de carga múltiple es NA2-(RN(R'))n-RNA2.
En algunas realizaciones, R<7>es H. En algunas otras realizaciones, R<7>es un grupo alquilo C1-C4. En aún algunas otras realizaciones, R<8>es un grupo alquilo C12-C20.
En otra realización, en la presente memoria se describe un compuesto de carga múltiple derivado de una poliamina mediante sus reacciones con una olefina activada y un epóxido, en donde la olefina activada tiene una de las siguientes fórmulas;
y el epóxido es
en donde X es NH u O; R<2>es H, CH3 o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo C2-C10 lineal o ramificado, no sustituido; R2' es H, CH3 o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo C1-C10, lineal o ramificado, sustituido o no sustituido, -COOH, -CH2COOH, Y', o -(CH2)m-Y'; m es un número entero de 2 a 4; R<3>está ausente o es un grupo alquileno C1-C30 lineal o ramificado, no sustituido; Y es -NR4R5R6(+); Y' es -COOH, -SO3H, -PO3H, -OSO3H, -OPO3H, o una sal del mismo; R<4>, R<5>, y R<6>son independientemente un grupo alquilo C<1>-C<10>; R<7>es H o alquilo; y R<8>es alquilo, o -(CH<2>)k-O-alquilo, en donde k es un número entero de 1-30; en donde la poliamina y la olefina activada se someten a una reacción de adición de Michael de aza y la poliamina y el epóxido se someten a una reacción de apertura de anillo; en donde el compuesto es un compuesto catiónico de carga múltiple que tiene 1, 2, 3 o más cargas positivas a partir de la olefina activada y al menos un grupo no iónico a partir del epóxido o un compuesto aniónico de carga múltiple que tiene 1, 2, 3 o más cargas negativas a partir de la olefina activada y al menos un grupo no iónico a partir del epóxido.
Independientemente de la amina particular, cuando se combina con un epóxido, la razón molar del epóxido con respecto a la amina es de entre aproximadamente 1:20 y aproximadamente 20:1, incluyendo todas las razones en las mismas, por ejemplo, aproximadamente 1:12, aproximadamente 2:12, aproximadamente 3:12, aproximadamente 4:12, aproximadamente 1:13, aproximadamente 2:13, aproximadamente 3:13, aproximadamente 4:13, aproximadamente 5:13, aproximadamente 2:14, aproximadamente 2:14, aproximadamente 3:14, aproximadamente 2:16, aproximadamente 3:16, o aproximadamente 4:16. En una realización preferida, la razón molar de la amina con respecto al epóxido es de desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 1:5, más preferiblemente entre aproximadamente 1:2 y aproximadamente 1:4, y todavía más preferiblemente entre aproximadamente 1:2 y aproximadamente 1:3.
Epóxido
Las composiciones de la solicitud incluyen preferiblemente uno o más epóxidos. Según la descripción, el uno o más epóxidos pueden hacerse reaccionar con una o más aminas para generar un aducto de epóxido de amina. En una realización, el uno o más epóxidos se derivan de un alquileno, en particular un alquileno de cadena larga, y/o un éter. Cuando el epóxido se deriva de un alquileno, el alquileno puede ser lineal o ramificado, sustituido o no sustituido. En una realización preferida, el alquileno es lineal. En una realización adicionalmente preferida, el grupo alquileno tiene una longitud de cadena de C8-C30, más preferiblemente una longitud de cadena de C12-C24. En una realización, el epóxido puede ser un monoepóxido o un poliepóxido. En una realización adicional, el epóxido es un epóxido según la fórmula:
donde R es un grupo alquilo, alquileno, alifático o arilo. En una realización, el grupo alquilo o alquileno C8-C30, más preferiblemente una longitud de cadena de C12-C24.
En algunas realizaciones, el epóxido es un alquil glicidil éter, éter de hexilglicidal, éter de octilglicidal, éter de dodecilglicidal, un 1,2-epoxialcano, 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxidodecano o 1,2-epoxioctano, o una mezcla de los mismos. En algunas otras realizaciones, el epóxido es un alquil glicidil éter o 1,2-epoxialcano. En aún algunas otras realizaciones, el epóxido es éter de hexilglicidal, éter de octilglicidal, éter de dodecilglicidal o una mezcla de los mismos. En algunas otras realizaciones, el epóxido es 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxidodecano o 1,2-epoxioctano, o una mezcla de los mismos.
Más particularmente, los epóxidos o monoepóxidos monofuncionales adecuados incluyen, pero no se limitan a, fenil glicidil éter, o-cresil glicidil éter, p-terc-butilfenil glicidil éter, n-butil glicidil éter y otros glicidil éteres o ésteres similares.
En una realización preferida, el epóxido es 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxihexadecano, un alquil C12-C14 glicidil éter, o una combinación de los mismos.
Aducto de epóxido de amina
Las composiciones de la solicitud incluyen preferiblemente un aducto de epóxido de amina, preferiblemente un aducto de epóxido de poliamina, caracterizado porque se añade un grupo epoxi al/a los grupo(s) amino terminal(es) de una amina o poliamina. Como se describe en la presente memoria, el aducto de epóxido de amina se prepara mezclando una fuente de un grupo epoxi con una amina y dejando que los grupos epoxi reaccionen con el/los grupo(s) amino terminal(es) de la amina o poliamina para generar un aducto de epóxido de amina. Preferiblemente, la poliamina está presente en un exceso estequiométrico con respecto a la concentración de grupos epoxi, de modo que los grupos epoxi reaccionan completamente en la estructura principal de la poliamina. En una realización, la hidrofobia y la hidrofilia del aducto de epóxido de amina se pueden ajustar seleccionando cadenas de carbono más largas y menos epóxidos, respectivamente.
En una realización, el aducto de epóxido de amina es un compuesto según la siguiente fórmula:
en donde R es un alquilo o -(CH2)k-O-alquilo, k es un número entero de entre 1-10, y en donde n es un número entero de entre 0-1000.
En una realización preferida, el aducto de epóxido de amina es un compuesto según una cualquiera de las siguientes fórmulas:
1,2-epoxihexadecano-PEHA, que tiene una razón molar de aducto de 1:3;
1,2-epoxidodecano-PEHA, que tiene una razón molar de aducto de 1:2;
1,2-epoxitetradecano-TEPA, que tiene una razón molar de aducto de 1:3, y/o
1,2-epoxihexadecano-PEHA, que tiene una razón molar de aducto de 1:4.
Métodos de generación de un aducto de epóxido de amina
En una realización, se prepara un aducto de epóxido de amina mediante una reacción de síntesis entre una poliamina y un epóxido. Según la reacción de síntesis:
Poliamida Epóxido Aducto de amina-epóxido Ren donde R es un alquilo o un -(CH2)k-O-alquilo, en donde k es un número entero de entre 1-10, y n es un número entero de entre 0-1000.
Por ejemplo, puede hacerse reaccionar dietilentriamina con epoxidodecano para formar un aducto de epóxido de triamina:
Como ejemplo adicional, puede hacerse reaccionar pentaetilenhexamina con un epoxidodecano para formar un aducto de epóxido de amina 1:3:
Como otro ejemplo, puede hacerse reaccionar pentaetilenhexamina con un epoxidodecano para formar un aducto de epóxido de amina 1:2 de cadena larga
Polialquilenamina (Apertura del anillo)
En donde
k es un número entero de 1-1000, preferiblemente entre 1-5, y todavía más preferiblemente 1, X es -(CH2On-R1, n es 0-1 y R1 es un grupo alquileno C8-C30 lineal o ramificado.
El aducto de epóxido de amina se puede formar usando los reactivos y las razones expuestos en la tabla 4.
En la tabla 4 se muestran aminas y epóxidos preferidos adicionales usados para generar aductos de epóxido de amina.
Tabla 4.
En una realización, el método de preparación de un aducto de epóxido de amina comprende las etapas de mezclar una amina y un epóxido en condiciones en las que el grupo epoxi reacciona con uno o más grupos amino terminales y permitir que un grupo amino terminal de la amina abra el anillo epoxídico del epóxido, generando así un aducto de epóxido de amina, es decir, una amina con un aducto de epóxido terminal.
En una realización en la que la amina es una poliamina, el método de preparación de un aducto de epóxido de amina comprende las etapas de mezclar una poliamina y un epóxido en condiciones en las que el grupo epoxi reacciona con uno o más grupos amino terminales y permitir que un grupo amino terminal de la poliamina abra el anillo epoxídico del epóxido, generando así una poliamina con un aducto de epóxido terminal como producto de aducto de epóxido de poliamina.
La reacción entre la amina seleccionada y el epóxido se produce a cualquier temperatura adecuada en la que la reacción entre el reactivo pueda producirse satisfactoriamente. Las temperaturas adecuadas incluyen, sin limitación, entre aproximadamente 90 °C y aproximadamente 140 °C, incluyendo aproximadamente 90 °C, aproximadamente 100 °C, aproximadamente 110 °C, aproximadamente 120 °C, aproximadamente 130 °C y hasta aproximadamente 140 °C. La temperatura puede aumentarse para aumentar la velocidad de reacción, o reducirse para ralentizar la velocidad de reacción, según se desee. En una realización, el método de preparación de un epóxido de amina incluye además las etapas de mezclar la amina y el epóxido y calentar los reactivos hasta una temperatura de entre aproximadamente 90 °C y aproximadamente 140 °C, permitiendo así que un grupo amino terminal de la amina abra el anillo epoxídico del epóxido, generando así un aducto de epóxido de amina.
La reacción entre la amina y el epóxido puede producirse durante el tiempo necesario para completar la reacción entre la amina y el epóxido, según se indica mediante el consumo del epóxido. Por ejemplo, la amina y el epóxido se pueden hacer reaccionar durante un período de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 8 horas, más preferiblemente entre aproximadamente 4 y aproximadamente 6 horas.
Potenciador del suavizado
Las composiciones pueden incluir opcionalmente un potenciador del suavizado. Los potenciadores del suavizado incluyen normalmente compuestos y polímeros de silicona, agentes auxiliares de deposición, derivados del guar y otros potenciadores que no funcionan solos como suavizantes, sino que aumentan la eficacia del agente suavizante de aducto de epóxido de amina. En una realización preferida, el potenciador de suavizado es un potenciador no catiónico.
En una realización, se incluye al menos un compuesto o polímero de silicona para un beneficio suavizante añadido en combinación con el aducto de epóxido de amina. El compuesto o polímero de silicona potencia la suavidad del aducto de epóxido de amina además de proporcionar una suavidad activa. Las siliconas adecuadas incluyen aquellas que tienen funcionalidad hidrófila, tales como una organosilicona, tal como: una polialquilsilicona, una aminosilicona, un siloxano, un polidimetilsiloxano, una organosilicona etoxilada, una organosilicona propoxilada, una organosilicona etoxilada/propoxilada y mezclas de las mismas.
En una realización, la organosilicona es una silicona aminofuncional o un compuesto de amonio cuaternario de silicona, silicona modificada con hidroxilo o silicona con un grupo hidrófilo incorporado, y emulsiones de las mismas. Los ejemplos de grupos hidrófilos incorporados incluyen, por ejemplo, EO/PO o siliconas modificadas con PEG.
Las organosiliconas no sólo proporcionan suavidad y tersura a las telas, sino que también proporcionan un beneficio sustancial de aspecto de color a las telas, especialmente después de varios ciclos de lavado. Los ejemplos de organosiliconas comprenden restos Si-O y pueden seleccionarse de (a) polímeros de siloxano no funcionalizados, (b) polímeros de siloxano funcionalizados, y combinaciones de los mismos. El peso molecular de la organosilicona se indica normalmente mediante la referencia a la viscosidad del material. En un ejemplo, las organosiliconas pueden comprender una viscosidad de desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 2.000.000 centistokes a 25 °C. En otra realización, las organosiliconas adecuadas pueden tener una viscosidad de desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 800.000 centistokes a 25 °C. Las organosiliconas adecuadas pueden ser lineales, ramificadas o reticuladas. Las organosiliconas adecuadas pueden estar en forma de líquidos puros, combinaciones con disolventes o emulsiones en agua. Si se usan emulsiones acuosas, las siliconas preferidas están lo más concentradas posible para minimizar la cantidad de líquido añadido a la composición, ya que grandes cantidades de líquido pueden complicar el proceso de solidificación.
También se puede usar un polímero de silicona estructurado lineal o ramificado en las composiciones sólidas. La silicona de la presente invención puede ser además un único polímero o una mezcla de polímeros. En una realización preferida, la silicona es una silicona aminofuncional que puede ser un polímero de silicona aminofuncional estructurado lineal o ramificado y puede ser además un único polímero o una mezcla de polímeros, incluyendo una mezcla de polímeros en donde uno de los polímeros no contiene ninguna funcionalidad amino, por ejemplo, un polímero de polidimetilsiloxano.
También pueden incluirse polímeros en el potenciador del suavizado. Los ejemplos de polímeros pueden incluir polialquilenos tales como polietileno, polipropileno y copolímeros aleatorios y/o en bloque de polietileno y polipropileno; poli(óxidos de etileno); polímeros de EO-PO; poliésteres tales como polietilenglicol y polímeros biodegradables tales como polilactida y poli(ácido glicólico); poliuretanos; poliamidas; policarbonatos; polisulfonatos; polisiloxanos; polidienos tales como polibutileno; poliacrilatos tales como poli(metacrilato de metilo); y polímeros adicionales tales como poliestireno y poliacrilonitrilo-butadieno-estireno; mezclas de polímeros; y mezclas copolimerizadas de polímeros.
Aunque las composiciones están preferiblemente libres de potenciadores del suavizado catiónicos, si están presentes, las composiciones pueden incluir celulosa catiónica y polímeros cargados catiónicamente, tales como policuaternios, que se pueden usar como potenciadores del suavizado. El término policuaternio es la designación de la Nomenclatura Internacional de Componentes Cosméticos (INCI) para varios polímeros policatiónicos, incluyendo el policuaternio 1 47. Por ejemplo, el policuaternio-4 es un copolímero de cloruro de dimetildialilamonio de hidroxietilcelulosa, el policuaternio-10 es una hidroxietilcelulosa cuaternizada y el policuaternio-24 es una hidroxietilcelulosa o hidroxipropilcelulosa cuaternizada con cloruro de glicidil-(alquil C12-C22)-dimetilamonio. Los ejemplos de policuaternios para potenciación del suavizado incluyen, por ejemplo, policuaternio-1, policuaternio-5, policuaternio-6, policuaternio-7, policuaternio-8, policuaternio-10, policuaternio-11, policuaternio-14, policuaternio-22, policuaternio-28, policuaternio-30, policuaternio-32 y policuaternio-33, tal como denominan en la Nomenclatura Internacional de Componentes Cosméticos. Hay varios policuaternios comercialmente disponibles, incluyendo Flosoft LS407 y Flosoft 247, SOFTCAT SK de Dow Chemicals, CELQUAT H200 y CELQUAT L-200 de National Starch and Chemical Company.
Un ejemplo de grupo de potenciadores del suavizado incluye los polímeros celulósicos catiónicos cocodimetilamoniohidroxipropiloxietilcelulosa, laurildimetilamonio-hidroxipropiloxietilcelulosa, estearildimetilamoniohidroxipropiloxietilcelulosa y estearildimetilamonio-hidroxietilcelulosa; sal de celulosa de 2-hidroxietil 2-hidroxi-3-(trimetilamonio)propil éter, policuaternio-4, policuaternio-10, policuaternio-24 y policuaternio-67 o mezclas de los mismos.
Los ejemplos adicionales de potenciadores pueden incluir almidones que se han modificado químicamente para proporcionar al almidón una carga neta positiva en disolución acuosa a pH 3. Esta modificación química incluye, pero no se limita a, la adición de grupo(s) amino y/o amonio en las moléculas de almidón. Los ejemplos no limitativos de estos grupos amonio pueden incluir sustituyentes tales como cloruro de trimetilhidroxipropilamonio, cloruro de dimetilestearilhidroxipropilamonio o cloruro de dimetildodecilhidroxipropilamonio. La fuente de almidón antes de la modificación química se puede elegir de una variedad de fuentes que incluyen tubérculos, legumbres, cereales y granos. Los ejemplos no limitativos de esta fuente de almidón pueden incluir almidón de maíz, almidón de trigo, almidón de arroz, almidón de maíz ceroso, almidón de avena, almidón de yuca, cebada cerosa, almidón de arroz ceroso, almidón de arroz con gluten, almidón de arroz dulce, amioca, almidón de patata, almidón de tapioca, almidón de avena, almidón de sagú, arroz dulce o mezclas de los mismos. Los ejemplos no limitativos de almidones catiónicos incluyen almidón de maíz catiónico, tapioca catiónica, almidón de patata catiónico o mezclas de los mismos. Los almidones catiónicos pueden comprender amilasa, amilopectina o maltodextrina. El almidón catiónico puede comprender una o más modificaciones adicionales. Por ejemplo, estas modificaciones pueden incluir reticulación, reacciones de estabilización, fosforilaciones, hidrolizaciones y reticulación. Las reacciones de estabilización pueden incluir alquilación y esterificación.
Pueden usarse derivados de guar, incluyendo guares no iónicos y guares catiónicos, además de una mezcla de guares no iónicos y catiónicos, tales como Easysoft de Solvay (mezcla de guar no iónico y guar catiónico modificados hidrófobamente) como potenciadores del suavizado. Las gomas guar catiónicas son un derivado de amonio cuaternario de hidroxipropil-guar, tales como las comercializadas con el nombre comercial JAGUAR de Rhodia, Inc. Los ejemplos adicionales de polímeros catiónicos incluyen polímeros de polisacáridos, derivados catiónicos de goma guar, éteres de celulosa que contienen nitrógeno cuaternario, polímeros sintéticos, copolímeros de celulosa eterificada, guar y almidón.
Aunque las composiciones están preferiblemente libres de potenciadores del suavizado catiónicos, si están presentes, los ejemplos de polímeros catiónicos incluyen los producidos por polimerización de monómeros etilénicamente insaturados usando un iniciador o catalizador adecuado, y también incluyen polímeros sintéticos preparados por polimerización de uno o más monómeros catiónicos, incluyendo acrilato de N,N-dialquilaminoalquilo, metacrilato de N,N-dialquilaminoalquilo, N,N-dialquilaminoalquilacrilamida, N,N-dialquilaminoalquilmetacrilamida, acrilato de N,N-dialquilaminoalquilo cuaternizado, metacrilato de N,N-dialquilaminoalquilo cuaternizado, N,N-dialquilaminoalquilacrilamida cuaternizada, N,N-dialquilaminoalquilmetacrilamida cuaternizada, dicloruro de metacriloamidopropil-pentametil-1,3-propilen-2-ol-amonio, tricloruro de N,N,N,N',N',N",N"-heptametil-N"-3-(1-oxo-2-metil-2-propenil)aminopropil-9-oxo-8-azo-decano-1,4,10-triamonio, vinilamina y sus derivados, alilamina y sus derivados, vinilimidazol, vinil-imidazol cuaternizado y cloruro de dialil-dialquil-amonio y combinaciones de los mismos, y opcionalmente un monómero adicional que incluye acrilamida, N,N-dialquilacrilamida, metacrilamida, N,N-dialquilmetacrilamida, acrilato de alquilo C1-C12, acrilato de hidroxialquilo C1-C12, acrilato de polialquilenglicol, metacrilato de alquilo C1-C12, metacrilato de hidroxialquilo C1-C12, metacrilato de polialquilenglicol, acetato de vinilo, alcohol vinílico, vinilformamida, vinilacetamida, vinil alquil éter, vinilpiridina, vinilpirrolidona, vinilimidazol, vinilcaprolactama, y derivados, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido vinilsulfónico, ácido estirenosulfónico, ácido acrilamidopropil-metanosulfónico (AMPS) y sus sales. En otras realizaciones, la estructura principal de polímero catiónico no contiene un monómero catiónico y, en cambio, proporciona una funcionalidad catiónica.
En realizaciones que emplean un potenciador del suavizado, el potenciador del suavizado está presente a un nivel en el intervalo de desde aproximadamente el 0,1% en peso hasta aproximadamente el 20% en peso, desde aproximadamente el 0,5 % en peso hasta aproximadamente el 20 % en peso, desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 20 % en peso, desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente el 10 % en peso, desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente el 5 % en peso, desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente 10 % en peso, o desde aproximadamente 1 % en peso hasta aproximadamente 5 % en peso basándose en el peso total de la composición sólida. En algunas realizaciones, potenciadores distintos de silicona están presentes a un nivel en el intervalo de desde aproximadamente el 0,01 % en peso hasta aproximadamente el 10 % en peso, desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente el 10% en peso, desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente el 5% en peso, o desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente el 2 % en peso.
Tensioactivos
En algunas realizaciones, las composiciones lubricantes descritas en la presente memoria incluyen uno o más tensioactivos. Los tensioactivos adecuados para su uso incluyen, pero no se limitan a, tensioactivos no iónicos, tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, o una combinación de los mismos. En una realización, las composiciones incluyen uno o más tensioactivos no iónicos. En una realización preferida, las composiciones están libres o sustancialmente libres de tensioactivos.
Cuando están presentes, el uno o más tensioactivos pueden ayudar a la emulsificación de las composiciones lubricantes y pueden estar presentes en una cantidad de entre aproximadamente el 0,1 % en peso y aproximadamente el 20 % en peso de tensioactivo, desde aproximadamente el 0,5 % en peso hasta aproximadamente el 15 % en peso de tensioactivo, desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 10 % en peso de tensioactivo, y preferiblemente desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 5 % en peso de tensioactivo.
Tensioactivos no iónicos
Los tensioactivos no iónicos útiles se caracterizan generalmente por la presencia de un grupo hidrófobo orgánico y un grupo hidrófilo orgánico y se producen típicamente por la condensación de un compuesto hidrófobo orgánico alifático, alquil aromático o polioxialquileno con un resto de óxido alcalino hidrófilo el cual en la práctica común es el óxido de etileno o un producto de polihidratación del mismo, polietilenglicol. Prácticamente cualquier compuesto hidrófobo que tenga un grupo hidroxilo, carboxilo, amino o amido con un átomo de hidrógeno reactivo puede condensarse con óxido de etileno, o sus aductos de polihidratación, o sus mezclas con alcoxilenos tales como óxido de propileno para formar un agente tensioactivo no iónico. La longitud del resto de polioxialquileno hidrófilo que se condensa con cualquier compuesto hidrófobo particular puede ajustarse fácilmente para producir un compuesto dispersable en agua o soluble en agua que tiene el grado deseado de equilibrio entre las propiedades hidrófilas e hidrófobas. Los tensioactivos no iónicos útiles incluyen:
(1) Compuestos poliméricos de bloque de polioxipropileno-polioxietileno basados en propilenglicol, etilenglicol, glicerol, trimetilolpropano y etilendiamina como compuesto de hidrógeno reactivo iniciador. Ejemplos de compuestos poliméricos hechos de una propoxilación y etoxilación secuencial del iniciador están disponibles comercialmente en BASF Corp. Una clase de compuestos son los compuestos difuncionales (dos hidrógenos reactivos) formados por condensación de óxido de etileno con una base hidrófoba formada por la adición de óxido de propileno a los dos grupos hidroxilo del propilenglicol. Esta porción hidrófoba de la molécula pesa de aproximadamente 1000 a aproximadamente 4000. Después se adiciona óxido de etileno para envolver este hidrófobo entre grupos hidrófilos, que se controla mediante la longitud para constituir de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 80 % en peso de la molécula final. Otra clase de compuestos son copolímeros de bloques tetrafuncionales que se derivan de la adición secuencial de óxido de propileno y óxido de etileno a etilendiamina. El peso molecular del hidrotipo de óxido de propileno varía de desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 7.000; y, el óxido de etileno hidrófilo se añade para constituir desde aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 80% en peso de la molécula.
Algunos ejemplos de copolímeros de bloque de polioxietileno-polioxipropileno incluyen los que tienen las siguientes fórmulas:
en donde EO representa un grupo de óxido de etileno, PO representa un grupo de óxido de propileno y x e y reflejan la relación molecular promedio de cada monómero de óxido de alquileno en la composición global de copolímero de bloque. En algunas realizaciones, x está en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 130, y está en el intervalo de aproximadamente 15 a aproximadamente 70, y x más y está en el intervalo de aproximadamente 25 a aproximadamente 200. Debe entenderse que cada x e y en una molécula pueden ser diferentes.
(2) Productos de condensación de un mol de alquilfenol en donde la cadena de alquilo, de configuración de cadena lineal o cadena ramificada, o de constituyente alquilo individual o doble, contiene desde aproximadamente 8 hasta aproximadamente 18 átomos de carbono con desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El grupo alquilo puede estar representado, por ejemplo, por diisobutileno, di-amilo, propileno polimerizado, iso-octilo, nonilo, y di-nonilo. Estos tensioactivos pueden ser condensados de óxido de polietileno, polipropileno, y polibutileno de alquilfenoles. Los ejemplos de los compuestos comerciales de este químico están disponibles en el mercado bajo los nombres comerciales Igepal® que fabrica Rhone-Poulenc y Triton® que fabrica Union Carbide.
(3) Productos de condensación de un mol de un alcohol de cadena lineal o ramificada, saturado o insaturado, que tiene desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 24 átomos de carbono con desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El resto de alcohol puede consistir en mezclas de alcoholes en el intervalo de carbonos descrito anteriormente o puede consistir en un alcohol que tiene un número específico de átomos de carbono dentro de este intervalo. Los ejemplos de tensioactivos comerciales similares están disponibles bajo los nombres comerciales Lutensol™, Dehydol™ que fabrica BASF, Neodol™ que fabrica Shell Chemical Co. y Alfonic™ que fabrica Vista Chemical Co.
(4) Productos de condensación de un mol de ácido carboxílico de cadena lineal o ramificada, saturado o insaturado, que tiene desde aproximadamente 8 hasta aproximadamente 18 átomos de carbono con desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 50 moles de óxido de etileno. El resto ácido puede consistir en mezclas de ácidos en el intervalo de átomos de carbono que anteriormente definido o puede consistir en un ácido que tiene un número específico de átomos de carbono dentro del intervalo. Ejemplos de compuestos comerciales de este químico están disponibles en el mercado bajo los nombres comerciales Disponil o Agnique fabricados por BASF y Lipopeg™ fabricado por Lipo Chemicals, Inc.
(5) Además de los ácidos carboxílicos etoxilados, habitualmente denominados ésteres de polietilenglicol, otros ésteres de ácido alcanoico que se forman por reacción con glicéridos, glicerina, y alcoholes polihidroxilados (sacárido o sorbitano/sorbitol) tienen utilidad para realizaciones especializadas, particularmente aplicaciones indirectas de aditivos alimenticios. Todos estos restos de éster tienen uno o más sitios de hidrógeno reactivos en su molécula, los cuales pueden sufrir acilación adicional o adición de óxido de etileno (alcóxido) para controlar la hidrofilicidad de estas sustancias.
(6) Tensioactivos no iónicos adecuados adicionales incluyen Pluronics™ inversos que se fabrican por BASF Corporation con el nombre comercial de tensioactivos Pluronic™ R. Asimismo, los tensioactivos Tetronic™ R se producen por BASF Corporation mediante la adición secuencial de óxido de etileno y óxido de propileno a etilendiamina. La porción hidrófoba de la molécula pesa de aproximadamente 2100 a aproximadamente 6700, el hidrófilo central que incluye de 10 % en peso a 80 % en peso de la molécula final.
(7) Los alquil-fenoxipolietoxialcanoles de la patente estadounidense n.° 2.903.486 expedida el 8 de septiembre de 1959 a Brown y col. y representados por la fórmula
en la cual R es un grupo alquilo de 8 a 9 átomos de carbono, A es una cadena de alquileno de 3 a 4 átomos de carbono, n es un número entero de 7 a 16, y m es un número entero de 1 a 10.
(8) Los condensados de polialquilenglicol de la patente estadounidense n.° 3.048.548 expedida el 7 de agosto de 1962 a Martin y col. que tienen cadenas de oxietileno hidrófilas y cadenas de oxipropileno hidrófobas alternas donde el peso de las cadenas hidrófobas terminales, el peso de la unidad hidrófoba media y el peso de las unidades hidrófilas de unión representan cada uno aproximadamente un tercio del condensado.
(9) Los tensioactivos no iónicos descritos en la patente estadounidense n.° 3.382.178 expedida el 7 de mayo de 1968 a Lissant y col. que tiene la fórmula general Z[(OR)nOH]z donde Z es material alcoxilable, R es un radical derivado de un óxido alquileno que puede ser etileno y propileno y n es un número entero de, por ejemplo, 10 a 2000 o más y z es un número entero determinado por el número de grupos oxialquilables reactivos.
(10) Los compuestos de polioxialquileno conjugados descritos en la patente estadounidense n.° 2.677.700, expedida el 4 de mayo de 1954 a Jackson y col. que corresponden a la fórmula Y(C3H6O)n(C2H4O)mH, donde Y es el residuo de un compuesto orgánico que tiene desde aproximadamente 1 hasta 6 átomos de carbono y un átomo de hidrógeno reactivo, n tiene un valor promedio de al menos aproximadamente 6,4, como se determina mediante el número de hidroxilo y m tiene un valor de manera que la porción de oxietileno constituye de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 90 % en peso de la molécula.
(11) Los compuestos de polioxialquileno conjugados descritos en la patente estadounidense US-2.674.619, emitida el 6 de abril de 1954 a Lundsted y col. que tiene la fórmula Y[(C3H6O)n (C2H4O)mH]x en donde Y es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de aproximadamente 2 a 6 átomos de carbono y contiene x átomos de hidrógeno reactivos en donde x tiene un valor de al menos aproximadamente 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la base hidrófoba de polioxipropileno es de al menos aproximadamente 900 y m tiene un valor tal que el contenido de oxietileno de la molécula es de aproximadamente 10 % a aproximadamente 90 % en peso. Los compuestos que se encuentran dentro del alcance de la definición de Y incluyen, por ejemplo, propilenglicol, glicerina, pentaeritritol, trimetilolpropano, etilendiamina y similares. Las cadenas de oxipropileno contienen opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno también contienen opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de propileno.
(12) Agentes tensioactivos de polioxialquileno conjugados adicionales que son adecuados corresponden a la fórmula: P[(C3H6O)n(C2H4O)mH]x en donde P es el residuo de un compuesto orgánico que tiene de aproximadamente 8 a 18 átomos de carbono y que contiene x átomos de hidrógeno reactivos en el cual x tiene un valor de 1 o 2, n tiene un valor tal que el peso molecular de la porción de polioxietileno es al menos aproximadamente 44 y m tiene un valor tal que el contenido de oxipropileno de la molécula es de aproximadamente 10 % a aproximadamente 90 % en peso. En cualquier caso, las cadenas de oxipropileno pueden contener opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de etileno y las cadenas de oxietileno pueden contener también opcionalmente, pero de forma ventajosa, pequeñas cantidades de óxido de propileno.
(13) Los tensioactivos de amida de ácido graso polihidroxilado adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen aquellos que tienen la fórmula estructural R2CONR1Z en la que: R1 es H, grupo hidrocarbilo C1-C4, 2-hidroxietilo, 2-hidroxipropilo, etoxi, propoxi, o una mezcla de los mismos; R2 es un hidrocarbilo C5-C31, que puede ser de cadena lineal; y Z es un polihidroxihidrocarbilo que tiene una cadena de hidrocarbilo lineal con al menos 3 hidroxilos conectados directamente a la cadena, o un derivado alcoxilado (preferiblemente etoxilado o propoxilado) del mismo. Z puede derivarse de un azúcar reductor en una reacción de aminación reductora, tal como un resto de glicitilo.
(14) Los productos de condensación de etoxilato de alquilo de alcoholes alifáticos con desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 25 moles de óxido de etileno son adecuados para su uso en las presentes composiciones. La cadena de alquilo del alcohol alifático puede ser ya sea lineal o ramificada, primaria o secundaria, y generalmente contiene de 6 a 22 átomos de carbono.
(15) Los alcoholes grasos C6-C-|8 etoxilados y alcoholes grasos etoxilados y propoxilados mixtos de C6-C-|8 son tensioactivos adecuados para usar en las presentes composiciones, particularmente aquellos que son solubles en agua. Los alcoholes grasos etoxilados adecuados incluyen los alcoholes C6-C-|8 grasos etoxilados con un grado de etoxilación de 3 a 50.
(16) Los tensioactivos de alquilpolisacárido no iónicos adecuados, particularmente para su uso en las presentes composiciones, incluyen los descritos en la patente estadounidense n.° 4.565.647, Llenado, emitida el 21 de enero de 1986. Estos tensioactivos incluyen un grupo hidrófobo que contiene de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono y un polisacárido, por ejemplo, un poliglicósido, grupo hidrófilo que contiene de aproximadamente 1,3 a aproximadamente 10 unidades de sacárido. Puede usarse cualquier sacárido reductor que contiene 5 o 6 átomos de carbono, por ejemplo, las fracciones de glucosa, galactosa y galactosilo pueden sustituirse por las fracciones glucosilo. (Opcionalmente, el grupo hidrófobo se une en las posiciones 2-, 3-, 4-, etc., dando así una glucosa o galactosa en lugar de un glucósido o galactósido). Los enlaces intersacáridos pueden estar, por ejemplo, entre la posición de las unidades de sacárido adicionales y las posiciones 2-, 3-, 4- y/o 6- en las unidades de sacárido anteriores.
(17) Los tensioactivos de amida de ácidos grasos adecuados para su uso en las presentes composiciones incluyen los que tienen la fórmula: R6CON(Rz)2 en la que R6 es un grupo alquilo que contiene desde 7 hasta 21 átomos de carbono y cada R7 es independientemente hidrógeno, alquilo Cr C4, hidroxialquilo C-pC4, o (C2H4O)XH, donde x está en el intervalo de desde 1 hasta 3.
(18) Una clase útil de tensioactivos no iónicos incluye la clase definida como aminas alcoxiladas o, más particularmente, tensioactivos alcoxilados/aminados/alcoxilados con alcohol. Estos tensioactivos no iónicos se pueden representar al menos en parte mediante las fórmulas generales: R20-(PO)sN-(EO) tH, R20-(PO)s N-(EO)tH(EO)tH, y R20-N(EO)tH; en las cuales R20 es un grupo alquilo, alquenilo u otro grupo alifático o un grupo alquil-arilo de 8 a 20, preferiblemente de 12 a 14 átomos de carbono, EO es oxietileno, PO es oxipropileno, s es de 1 a 20, preferiblemente 2-5, t es 1-10, preferiblemente 2-5 y u es 1-10, preferiblemente 2-5. Otras variaciones en el alcance de estos compuestos se pueden representar mediante la Fórmula alternativa: R20-(PO)v-N[(EO)wH][(EO) zH]en la que R20 es tal como se definió anteriormente, v es de 1 a 20 (por ejemplo, 1, 2, 3 ó 4 (preferiblemente 2)), y w y z son independientemente 1-10, preferiblemente 2-5. Estos compuestos se representan comercialmente por una línea de productos que vende Huntsman Chemicals como tensioactivos no iónicos. Un producto químico preferido de esta clase incluye Surfonic™ PEA 25 Alcoxilato de Amina. Los tensioactivos no iónicos adecuados incluyen alcoxilatos de alcohol, copolímeros en bloques de EO/PO, alcoxilatos de alquilfenol, y similares.
Además de la lista de tensioactivos no iónicos descritos en la presente memoria, el tratado Nonionic Surfactants, editado por Schick, M. J., vol. 1 de Surfactant Science Series, Marcel Dekker, Inc., Nueva York, 1983, es una referencia útil sobre la amplia variedad de compuestos no iónicos adecuados. Una lista típica de clases no iónicas, y especies de estos tensioactivos, se proporciona en la patente estadounidense n.° 3.929.678 concedida a Laughlin y Heuring el 30 de diciembre de 1975.
Las composiciones lubricantes pueden incluir además uno o más tensioactivos no iónicos semipolares. Los tensioactivos no iónicos semipolares incluyen los óxidos de amina, óxidos de fosfina, sulfóxidos y sus derivados alcoxilados.
Los óxidos de amina son óxidos de amina terciaria que corresponden a la fórmula general:
R2
R1— (OR4)n- N -------►O
R3
en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y R1, R2, y R3 pueden ser alifáticos, aromáticos, heterocíclicos, alicíclicos, o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, R1 es un radical alquilo de desde aproximadamente 8 hasta aproximadamente 24 átomos de carbono; R2 y R3 son alquilo o hidroxialquilo de 1-3 átomos de carbono o una mezcla de los mismos; R2 y R3 pueden estar unidos entre sí, por ejemplo, a través de un átomo de oxígeno o nitrógeno, para formar una estructura de anillo; R4 es un grupo alcalino o hidroxialquileno que contiene de 2 a 3 átomos de carbono; y n oscila entre 0 y aproximadamente 20.
Los tensioactivos de óxido de amina solubles en agua útiles se seleccionan de los óxidos de di-(alquil inferior)amina de coco o sebo, ejemplos específicos de los cuales son óxido de dodecildimetilamina, óxido de tridecildimetilamina, óxido de tetradecildimetilamina, óxido de dimetil(pentadecil)amina, óxido de hexadecildimetilamina, óxido de heptadecildimetilamina, óxido de octadecildimetilamina, óxido de dodecildipropilamina, óxido de tetradecildipropilamina, óxido de hexadecildipropilamina, óxido de tetradecildibutilamina, óxido de octadecildibutilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)-3-dodecoxi-1-hidroxipropilamina, óxido de dimetil-(2-hidroxidodecil)amina, óxido de 3,6,9-trioctadecildimetilamina y óxido de 3-dodecoxi-2-hidroxipropildi-(2-hidroxietil)amina.
Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles también incluyen los óxidos de fosfina solubles en agua que tienen la siguiente estructura:
«2
R l------ p — O
Rg
en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y R1 es un resto alquilo, alquenilo o hidroxialquilo cuya longitud de cadena oscila entre 10 y aproximadamente 24 átomos de carbono; y, R2 y R3 son cada uno restos alquilo seleccionados de manera independiente de grupos alquilo o hidroxialquilo que contienen de 1 a 3 átomos de carbono.
Los ejemplos de óxidos de fosfina útiles incluyen óxido de octildimetilfosfina, óxido de dimetiltetradecilfosfina, óxido de metiletiltetradecilfosfonio, óxido de dimetilhexadecilfosfina, óxido de dietil-2-hidroxioctildecilfosfina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilfosfina y óxido de bis(hidroximetil)tetradecilfosfina.
Los tensioactivos no iónicos semipolares útiles en la presente memoria también incluyen los compuestos de sulfóxido solubles en agua que tienen la estructura:
Ri
g .0^ (~y
R;,
en donde la flecha es una representación convencional de un enlace semipolar; y, R1 es un resto alquilo o hidroxialquilo de aproximadamente 8 a aproximadamente 28 átomos de carbono, de desde 0 hasta aproximadamente 5 enlaces éter y desde 0 hasta aproximadamente 2 sustituyentes hidroxilo; y R2 es un resto alquilo que consiste en grupos alquilo e hidroxialquilo que tienen de 1 a 3 átomos de carbono.
Los ejemplos útiles de estos sulfóxidos incluyen dodecilmetilsulfóxido; 3-hidroxitridecilmetilsulfóxido; 3-metoxitridecilmetilsulfóxido; y 3-hidroxi-4-dodecoxibutilmetilsulfóxido.
Los tensioactivos no iónicos semipolares incluyen óxidos de dimetilamina, tales como óxido de laurildimetilamina, óxido de miristildimetilamina, óxido de cetil dimetilamina, sus combinaciones, y similares. Los tensioactivos de óxido de amina solubles en agua útiles se seleccionan de los óxidos de di-(alquil inferior)amina de octilo, decilo, dodecilo, isododecilo, coco o sebo, ejemplos específicos de los cuales son son óxido de octildimetilamina, óxido de nonildimetilamina, óxido de decildimetilamina, óxido de undecildimetilamina, óxido de dodecildimetilamina, óxido de isododecildimetilamina, óxido de tridecildimetilamina, óxido de tetradecildimetilamina, óxido de pentadecildimetilamina, óxido de hexadecildimetilamina, óxido de heptadecildimetilamina, óxido de octadecildimetilamina, óxido de dodecildiptopilamina, óxido de tetradecildipropilamina, óxido de hexadecildipropilamina, óxido de tetradecildibutilamina, óxido de octadecildibutilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)dodecilamina, óxido de bis(2-hidroxietil)-3-dodecoxi-1-hidroxipropilamina, óxido de dimetil-(2-hidroxidodecil)amina, óxido de 3,6,9-octadecildimetilamina y óxido de 3-dodecoxi-2-hidroxipropildi-(2-hidroxietil)amina.
Los tensioactivos no iónicos adecuados incluyen además tensioactivos alcoxilados. Los tensioactivos alcoxilados adecuados incluyen copolímeros EO/PO, copolímeros EO/PO bloqueados, alcoxilatos de alcohol, alcoxilatos de alcohol bloqueados, mezclas de los mismos, o similares. Los tensioactivos alcoxilados adecuados para usar como disolventes incluyen copolímeros de bloques EO/PO, tales como los tensioactivos Pluronic y Pluronic inverso; alcoxilatos de alcohol, tales como Dehypon LS-54 (R-(E<o>)5(PO)4) y Dehypon LS-36 (R-(EO)3(PO)6); y alcoxilatos de alcohol terminalmente protegidos, tales como Plurafac® LF221 y Tegoten® EC11; mezclas de los mismos, o similares.
Tensioactivos aniónicos
Los tensioactivos de sulfato aniónico adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen alquil éter sulfatos, alquilsulfatos, alquilsulfatos primarios y secundarios lineales y ramificados, alquiletoxisulfatos, oleil-glicerolsulfatos grasos, éter sulfatos de óxido de alquil-fenol-etileno, los sulfatos de (acil C5-C17)-N-(alquil C1-C4) y -N(hidroxialquil C rC 2)glucamina y sulfatos de alquilpolisacáridos tales como los sulfatos de alquilpoliglucósido y similares. Además, se incluyen los alquil sulfatos, alquil poli(etileneoxi) éter sulfatos y poli(etileneoxi) sulfatos aromáticos tales como los sulfatos o productos de condensación de óxido de etileno y nonil fenol (que generalmente tienen de 1 a 6 grupos oxietileno por molécula).
Los tensioactivos aniónicos de sulfonato adecuados para usar en las presentes composiciones también incluyen alquil sulfonatos, los alquil sulfonatos primarios y secundarios lineales y ramificados y los sulfonatos aromáticos con o sin sustituyentes.
Los tensioactivos aniónicos de carboxilato adecuados para usar en las presentes composiciones incluyen ácidos carboxílicos (y sales), tales como ácidos alcanoicos (y alcanoatos), ácidos carboxílicos de éster (por ejemplo, succinatos de alquilo), ácidos carboxílicos de éter y similares. Tales carboxilatos incluyen alquil-etoxi-carboxilatos, alquil-ariletoxicarboxilatos, tensioactivos de alquilpolietoxi-policarboxilato y jabones (por ejemplo, alquilcarboxilos). Los carboxilatos secundarios útiles en las presentes composiciones incluyen aquellos que contienen una unidad de carboxilo conectada a un carbono secundario. El carbono secundario puede estar en una estructura de anillo, por ejemplo, como en el ácido p-octil-benzoico, o como en los carboxilatos de ciclohexilo sustituidos con alquilo. Los tensioactivos carboxilatos secundarios normalmente no contienen enlaces éter, ni enlaces éster ni grupos hidroxilo. Además, típicamente carecen de átomos de nitrógeno en el grupo de la cabeza (porción anfifílica). Los tensioactivos secundarios del jabón adecuados contienen típicamente en total 11-13 átomos de carbono, aunque pueden estar presentes más átomos de carbono (p. ej., hasta 16). Los carboxilatos adecuados también incluyen acilaminoácidos (y sales), tal como glutamato de acilo, péptidos de acilo, sarcosinatos (por ejemplo, sarcosinatos de N-acilo), tauratos (por ejemplo, tauratos de N-acilo y amidas de ácidos grasos de metil-taurida), y similares.
Los tensioactivos aniónicos adecuados incluyen alquil o alquilaril etoxi carboxilatos de la siguiente fórmula:
R-O-(CH2CH2O)n(CH2)m-CO2X (3)
en la que R es un grupo alquilo C8 a C22 o
en la que R1 es un grupo alquilo C4-C16; n es un número entero de 1 - 20; m es un número entero de 1-3; y X es un contraión, tal como hidrógeno, sodio, potasio, litio, amonio o una sal de amina tal como monoetanolamina, dietanolamina o trietanolamina. En algunas realizaciones, n es un número entero de 4 a 10 y m es 1. En algunas realizaciones, R es un grupo alquilo C8-C16. En algunas realizaciones, R es un grupo alquilo C12-C14, n es 4 y m es 1.
En otras realizaciones, R es
y R<1>es un grupo alquilo C<6>-C<12>. Aún en otras realizaciones, R<1>es un grupo alquilo C<9>, n es 10 y m es 1.
Tales alquil y alquilariletoxicarboxilatos están disponibles comercialmente. Estos etoxicarboxilatos están típicamente disponibles como las formas ácidas, que pueden convertirse fácilmente en la forma aniónica o salina. Los carboxilatos disponibles comercialmente incluyen, Neodox 23-4, un ácido (alquil C<12-13>)-polietoxi(4)carboxílico (Shell Chemical), y Emcol CNP-110, un ácido (alquil C<9>)aril-polietoxi(10)carboxílico (Witco Chemical). Los carboxilatos también están disponibles de Clariant, por ejemplo, el producto Sandopan® DTC, un ácido (alquil C<13>)-polietoxi(7)carboxílico.
Agente auxiliar de procesamiento
Los agentes auxiliares de procesamiento pueden proporcionar características ventajosas a las composiciones sólidas. En una realización, el agente auxiliar de procesamiento para la solidificación incluye uno o más materiales no delicuescentes. De manera beneficiosa, la inclusión de un material no delicuescente proporciona un material no higroscópico de manera que cuando la composición sólida se expone a la humedad (tal como durante la dispensación de una composición sólida), la composición no absorbe agua o no absorbe suficiente agua como para volverse líquida. Esto es importante debido a las dificultades de dispensación, es decir, los ambientes húmedos a los que están expuestas las composiciones sólidas.
Las composiciones sólidas pueden incluir uno o más agentes auxiliares de procesamiento que son ácidos carboxílicos grasos de cadena media a larga. Se pueden emplear ejemplos de ácidos grasos, tales como ácidos grasos libres, y el término “ ácido graso” se usa en la presente memoria en el sentido más amplio para incluir formas no protonadas o protonadas de un ácido graso. Un experto en la técnica apreciará fácilmente que el pH de una composición acuosa determinará en gran medida si un ácido graso está protonado o no protonado. El ácido graso puede estar en su forma no protonada o de sal, junto con un contraión, tal como, pero sin limitarse a, calcio, magnesio, sodio, potasio y similares. El término “ ácido graso libre” significa un ácido graso que no está unido a otro resto químico (de manera covalente o de otro modo). El ácido graso puede incluir aquellos que contienen desde 12 hasta 25, desde 13 hasta 22, o incluso desde 16 hasta 20, átomos de carbono totales, conteniendo el resto graso desde 10 hasta 22, desde 12 hasta 18, o incluso desde 14 (corte medio) hasta 18 átomos de carbono. Los ácidos grasos pueden derivarse de (1) una grasa animal y/o una grasa animal parcialmente hidrogenada, tal como sebo de ternera, manteca de cerdo, etc.; (2) un aceite vegetal y/o un aceite vegetal parcialmente hidrogenado, tal como aceite de canola, aceite de cártamo, aceite de cacahuete, aceite de girasol, aceite de semilla de sésamo, aceite de colza, aceite de semilla de algodón, aceite de maíz, aceite de soja, aceite de bogol, aceite de salvado de arroz, aceite de palma, aceite de almendra de palma, aceite de coco, otros aceites de palma tropical, aceite de linaza, aceite de tung, aceite de ricino, etc.; (3) aceites procesados y/o corporales, como el aceite de linaza o el aceite de tung, mediante tratamientos térmicos, de presión, de isomerización alcalina y catalíticos; (4) combinaciones de los mismos, para producir ácidos grasos saturados (por ejemplo, ácido esteárico), insaturados (por ejemplo, ácido oleico), poliinsaturados (ácido linoleico), ramificados (por ejemplo, ácido isoesteárico) o cíclicos (por ejemplo, derivados de ciclopentilo o ciclohexilo disustituidos saturados o insaturados de ácidos poliinsaturados). Se pueden usar mezclas de ácidos grasos de diferentes fuentes de grasa.
Los ácidos carboxílicos adecuados pueden ser saturados o insaturados, pero son preferiblemente ácidos carboxílicos saturados. Estos ácidos carboxílicos tienen al menos 6 átomos de carbono, o desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 22 átomos de carbono en la cadena de alquilo o alquenilo y están en una configuración de cadena lineal o de cadena ramificada, los ácidos carboxílicos preferibles están en una configuración de cadena lineal que tiene al menos 6 átomos de carbono, preferiblemente desde aproximadamente 12 hasta aproximadamente 22 átomos de carbono. Los ejemplos no limitativos de ácidos carboxílicos útiles incluyen ácido láurico (C12), ácido esteárico (C18), ácido palmítico (C16) o ácido behénico (C22). Los ejemplos adicionales incluyen ácidos grasos de cadena larga o sus sales, tales como ácido esteárico, ácido palmítico, ácido graso de coco, monoetanolamida esteárica, monoetanolamida de coco y similares. Sin limitarse a un mecanismo de acción o teoría particular de la invención, se prefieren las cadenas de alquilo C6-C22 de los agentes de estabilización de ácido carboxílico, ya que forman fácilmente complejos de oclusión de urea duros de bajo punto de fusión.
Los agentes auxiliares de procesamiento adicionales pueden incluir LMEA (monoetanolamida láurica), SMEA (monoetanolamida esteárica), etc. Diversas especies hidrófobas que son sólidas a temperatura ambiente son adecuadas para su uso como agentes estabilizantes, incluyendo, pero sin limitarse a: ácido palmítico, ácido graso de coco, monoetanolamida láurica, monoetanolamida esteárica, monoetanolamida de coco, ácidos grasos descritos anteriormente.
Según las diversas realizaciones descritas en la presente memoria, los agentes auxiliares de procesamiento preferidos tienen una solubilidad de entre 4 ppm y 10.000 ppm en agua a 45 °C y son compatibles con compuestos de amonio cuaternario. Agentes auxiliares de procesamiento preferidos adicionales tienen un punto de fusión superior a 60 °C, preferiblemente entre 60 °C y 100 °C.
Cuando se incluye en la composición, el agente auxiliar de procesamiento está presente a un nivel de desde aproximadamente el 0,1 % hasta aproximadamente el 5,0 % en peso basándose en el peso total de la composición, preferiblemente desde aproximadamente el 0,5 % hasta aproximadamente el 4,5 %, y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 4 % en peso basándose en el peso total de la composición.
Disolvente
Las composiciones pueden comprender además uno o más disolventes. Se puede usar cualquier disolvente adecuado en las composiciones, incluyendo disolventes orgánicos o inorgánicos. El disolvente puede ser un disolvente a base de glicol, tal como 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, 1,2-hexanodiol, 2-etil-1,3-hexanodiol, cocamida 6EO, ácido graso de canola, 2,4-ciclohexildimetanol, C9-11EOs, benzoato de bencilo o una combinación de los mismos. Alternativamente, o además de un disolvente a base de glicol, las composiciones pueden incluir un disolvente a base de alcohol, tal como alcohol bencílico, isopropanol, etanol o una combinación de los mismos. En una realización, el disolvente es agua. Se describen disolventes adicionales en la patente estadounidense n.° 6.521.589.
Cuando se incluye en la composición, el disolvente está presente a un nivel de desde aproximadamente el 0,1 % hasta aproximadamente el 90 % en peso basándose en el peso total de la composición, preferiblemente desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 50 %, y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 30 % hasta aproximadamente el 40 % en peso basándose en el peso total de la composición.
Agente auxiliar de solidificación
Las composiciones pueden comprender además uno o más agentes/agentes auxiliares de solidificación agentes de endurecimiento. Se puede usar una variedad de agentes de solidificación. En una realización, el agente auxiliar de solidificación es un sulfato o sulfonato, tal como xilenosulfonato de sodio, toluenosulfonato de sodio, cumenosulfonato de sodio, toluenosulfonato de potasio, xileno de amonio, butilnaftalenosulfonato de sodio o una combinación de los mismos. Los sulfatos adicionales incluyen, pero no se limitan a, etil-hexil-sulfato de sodio, octil-sulfato lineal de sodio, laurilsulfato de sodio y sulfato de sodio. En una realización, las composiciones incluyen urea como agente auxiliar de solidificación. La urea puede estar en forma de bolillas comprimidas o polvo. Se describen agentes de endurecimiento de urea, incluyendo razones de urea con respecto a agua u otros componentes en una composición ácida, por ejemplo, en la patente estadounidense n.° 5.698.513 y la patente estadounidense n.° 7.279.455.
Los agentes de endurecimiento adicionales incluyen monoetanolamida esteárica, dietanolamida láurica, alquilamida, polietilenglicol y copolímeros de bloques EO/PO sólidos.
Cuando se incluye en la composición, el agente auxiliar de solidificación está presente a un nivel de desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 25 % en peso basándose en el peso total de la composición, preferiblemente desde aproximadamente el 0,5 % hasta aproximadamente el 15 %, y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 10 % hasta aproximadamente el 25 % en peso basándose en el peso total de la composición.
Fuente de alcalinidad
Los métodos de preparación o composiciones descritos pueden incluir opcionalmente el uso de una cantidad eficaz de una fuente o base de alcalinidad como catalizador o componente. La fuente de alcalinidad comprende a su vez uno o más compuestos alcalinos. La fuente de alcalinidad se puede añadir a la mezcla de reacción en forma de sólido, líquido o disolución de la misma.
En general, una cantidad eficaz de la fuente de alcalinidad debe considerarse como una cantidad que proporciona una mezcla de reacción que tiene un pH de al menos aproximadamente 8. Cuando la disolución tiene un pH de entre aproximadamente 8 y aproximadamente 10, puede considerarse ligeramente alcalina, y cuando el pH es superior a aproximadamente 12, la disolución puede considerarse cáustica.
La fuente de alcalinidad puede incluir un carbonato de metal alcalino, un hidróxido de metal alcalino, un silicato de metal alcalino, un metasilicato de metal alcalino o una mezcla de los mismos. Los carbonatos de metal adecuados que se pueden usar incluyen, por ejemplo, carbonato, bicarbonato, sesquicarbonato de sodio o potasio, o una mezcla de los mismos. Los hidróxidos de metales alcalinos adecuados que pueden usarse incluyen, por ejemplo, hidróxido de sodio, de litio o de potasio. Los ejemplos de silicatos de metales alcalinos útiles incluyen silicato de sodio o potasio (por ejemplo, con una razón de M2O:SiO2 de 2,4 a 5:1, representando M un metal alcalino) o metasilicato. Se puede preparar un metasilicato mezclando un hidróxido y un silicato. La fuente de alcalinidad también puede incluir un borato de metal tal como borato de sodio o potasio, y similares.
La fuente de alcalinidad también puede incluir etanolamina, sulfato de urea, aminas, sales de amina y amonio cuaternario. Las aminas catiónicas más simples, las sales de amina y los compuestos de amonio cuaternario pueden dibujarse esquemáticamente de este modo:
en el que, R representa una cadena larga de alquilo, R', R" y Rm pueden ser cadenas largas de alquilo o grupos más pequeños de alquilo o arilo o hidrógeno y X representa un anión.
En algunas realizaciones, los métodos de preparación y/o las composiciones están exentos de la fuente de alcalinidad porque los reactivos contienen una amina primaria o un grupo amina primaria para catalizar la reacción. En algunas realizaciones, las composiciones descritas en la presente memoria están exentas de la fuente de alcalinidad.
Ingredientes funcionales adicionales
Los componentes de las composiciones se pueden combinar además con diversos componentes funcionales adecuados para su uso en aplicaciones suavizantes y/o en el procesamiento y la formación de las composiciones. En algunos casos, el aducto de epóxido de amina, el potenciador de suavizado, el agente auxiliar de procesamiento, los tensioactivos y/o el disolvente constituyen una gran cantidad, o incluso sustancialmente la totalidad, del peso total de la composición. Por ejemplo, en algunas realizaciones, se disponen pocos o ningún ingrediente funcional adicional en la misma.
En otras realizaciones, pueden incluirse ingredientes funcionales adicionales en las composiciones. Los ingredientes funcionales proporcionan propiedades y funcionalidades deseadas a las composiciones. Para el propósito de esta solicitud, el término “ componente funcional” incluye un material que cuando se dispersa o disuelve en una disolución de uso y/o concentrada, tal como una disolución acuosa o suspensión, proporciona una propiedad beneficiosa el suavizado y/o mantenimiento de la estabilidad y procesamiento adecuado y/o dispensación de la composición. Algunos ejemplos particulares de materiales funcionales se discuten en más detalle a continuación, aunque los materiales particulares discutidos se dan solo a manera de ejemplo, y puede usarse una amplia variedad de otros ingredientes funcionales.
En otras realizaciones, las composiciones pueden incluir sales, fuentes de alcalinidad, agentes antiespumantes, agentes antirredeposición, modificadores de la solubilidad, dispersantes, agentes estabilizantes, secuestrantes y/o agentes quelantes, tensioactivos, agentes antiarrugas, abrillantadores ópticos, colorantes, modificadores de la reología o espesantes, hidrótropos o acopladores, tampones, disolventes, enzimas, agentes de liberación de suciedad, eliminadores de colorantes, almidón/agente de firmeza, agentes antimicrobianos, fungicidas, antioxidantes u otros componentes para el cuidado de la piel, desinfectantes y componentes para la protección residual, y similares. Las composiciones también pueden incluir cualquier fragancia/perfume compatible con suavizantes. Se describen perfumes adecuados en la patente estadounidense n.° 5.500.138.
Cuando se incluye en la composición, el uno o más componentes funcionales adicionales están presentes a un nivel de desde aproximadamente el 0 % hasta aproximadamente el 70 % en peso basándose en el peso total de la composición, preferiblemente desde aproximadamente el 1 % hasta aproximadamente el 60 %, y lo más preferiblemente desde aproximadamente el 5 % hasta aproximadamente el 60 % en peso basándose en el peso total de la composición.
Métodos de producción de una composición
Las composiciones acuosas se pueden proporcionar como una composición sólida o un concentrado líquido que opcionalmente se diluye adicionalmente para formar una composición lista para usar (o “ disolución de uso” ). Por el término “ sólida” , se entiende que la composición endurecida no fluirá y retendrá sustancialmente su forma bajo tensión 0 presión moderada o simple gravedad. Las composiciones sólidas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, composiciones sólidas granulares y granuladas, escamas, polvos, gránulo, bolita, comprimido, pastilla, disco, briqueta, cubo, dosis unitaria, composición de bloque sólido, composiciones de bloque sólido moldeado, composición de bloque sólido extruido, composiciones sólidas prensadas, o similares.
En general, las diversas composiciones se preparan generando el epóxido de amina tal como se describe en la presente memoria y, a continuación, combinando el aducto de epóxido de amina con los otros componentes de la composición, por ejemplo, un potenciador de suavizado, un agente auxiliar de procesamiento, un tensioactivo, un disolvente y cualquier componente funcional adicional, según se desee. En algunas realizaciones, la combinación de los componentes se produce combinando o mezclando los componentes secos y/o húmedos en razones y porcentajes en peso relativos apropiados. Como se menciona en la presente memoria, combinar o mezclar puede incluir un mecanismo adecuado, incluyendo, por ejemplo, una mezcladora de cinta u otra forma de mezclado manual y/o mecánico.
En una realización, un método de formación de una composición sólida comprende las etapas de mezclar al menos el aducto de epóxido de amina con un coadyuvante de solidificación y dejar que la mezcla se endurezca. La mezcla se puede solidificar por sí misma durante un período de tiempo y/o la mezcla se puede solidificar mediante prensado, colada o extrusión de la mezcla.
En un proceso de sólidos prensados, un sólido fluido, tal como los sólidos granulares u otros sólidos en partículas, se combinan bajo presión para formar la composición sólida. En un proceso de sólidos prensados, los sólidos fluidos de las composiciones se colocan en una forma (por ejemplo, un molde o recipiente). El método puede incluir presionar suavemente el sólido fluido en la forma para producir la composición de limpieza sólida. La presión puede aplicarse por una máquina de bloques o una prensa de mesa giratoria, o similar. Puede aplicarse presión a de aproximadamente 1 a aproximadamente 3000 psi, de aproximadamente 1 a aproximadamente 2000 psi, de aproximadamente 1 a aproximadamente 1000 psi, de aproximadamente 1 a aproximadamente 500 psi, de aproximadamente 1 a aproximadamente 300 psi, de aproximadamente 5 psi a aproximadamente 200 psi, o de aproximadamente 10 psi a aproximadamente 100 psi. En ciertas realizaciones, los métodos pueden emplear presiones de tan sólo mayores de o iguales a aproximadamente 1 psi, mayores de o iguales a aproximadamente 2, mayores de o iguales a aproximadamente 5 psi o mayores de o iguales a aproximadamente 10 psi. Como se usa en la presente descripción, el término “ psi” o “ libras por pulgada cuadrada” se refiere a la presión real que se aplica al sólido fluido que se prensa y no se refiere al calibre o la presión hidráulica medida en un punto del aparato que realiza el prensado.
Los métodos pueden incluir opcionalmente una etapa de curado para producir las composiciones sólidas. Tal como se menciona en la presente descripción, una composición no curada que incluye el sólido fluido se comprime para proporcionar suficiente contacto superficial entre las partículas que forman el sólido fluido para que la composición no curada solidifique en una composición sólida estable. Una cantidad suficiente de partículas (por ejemplo, gránulos) en contacto entre sí proporciona la unión efectiva de partículas entre sí para hacer una composición sólida estable. La inclusión de una etapa de curado puede incluir permitir que el sólido prensado se solidifique durante un período de tiempo, tal como unas pocas horas, o aproximadamente 1 día (o más). En realizaciones adicionales, los métodos pueden incluir hacer vibrar el sólido fluido en la forma o molde, tal como los métodos descritos en la patente estadounidense n.° 8.889.048.
En una realización, el método de preparación de una composición de concentración líquida comprende mezclar al menos el aducto de epóxido de amina y un disolvente para formar una composición líquida. Las composiciones concentradas líquidas pueden diluirse después para formar composiciones de uso para las diversas aplicaciones de su uso de las mismas. En general, un concentrado se refiere a una composición que está destinada a ser diluida con agua para proporcionar una solución de uso que entre en contacto con una superficie y/o producto que necesita un tratamiento para proporcionar el aclarado, limpieza, higienización o similares, deseados. Las composiciones concentradas líquidas diluidas para una composición de uso que entra en contacto con los materiales textiles, papeles o superficies pueden denominarse concentrado o composición de uso (o disolución de uso) dependiendo de la formulación empleada en los métodos según la invención. Debe entenderse que la concentración de los componentes activos para el suavizado deseado variará dependiendo de si la composición se proporciona como concentrado o como disolución de uso.
El agua que se usa para diluir el concentrado para formar la composición de uso puede referirse como agua de dilución o un diluyente, y puede variar de un lugar a otro. El factor de dilución típico es de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10.000 pero dependerá de factores incluyendo la dureza del agua, la cantidad de suciedad que va a eliminarse y similares. En una realización, el concentrado se diluye en una relación de entre aproximadamente 1:10 y aproximadamente 1:10.000 de concentrado a agua. Particularmente, el concentrado se diluye a una razón de entre aproximadamente 1:100 y aproximadamente 1:5.000 del concentrado con respecto a agua. Más particularmente, el concentrado se diluye a una razón de entre aproximadamente 1:100 y aproximadamente 1: 1000 de concentrado con respecto a agua, o entre aproximadamente 1: 100 y aproximadamente 1:500 de concentrado con respecto a agua. Sin limitar el alcance de la invención, los intervalos numéricos incluyen los números que definen el intervalo e incluyen cada número entero dentro del intervalo definido.
Métodos de uso de una composición para telas
Las composiciones son adecuadas para su uso como composiciones para telas o ropa sucia para aplicaciones de lavado industrial y de consumo. En consecuencia, se pueden proporcionar composiciones de un solo uso y de usos múltiples según las realizaciones descritas en la presente memoria.
De mera beneficiosa, los linos tratados tienen una suavidad de primera calidad además de blancura, brillo y eliminación de malos olores. Por suavidad se entiende la calidad que perciben los usuarios a través de su sentido táctil como suave. Tal suavidad perceptible al tacto puede caracterizarse por, pero sin limitarse a, elasticidad, flexibilidad, esponjosidad, deslizamiento, y tersura y descripciones subjetivas tales como “ sensación de seda o franela” . En una realización, la suavidad resultante del uso de la composición es al menos equivalente a la preferencia de suavidad que muestran las composiciones suavizantes de telas líquidas comercialmente disponibles.
Las composiciones también proporcionan suavidad deseada sin provocar ninguna pérdida significativa de absorción de agua o efecto mecha en el lino tratado. Dado que una de las funciones principales de ciertos linos, tales como toallas, es absorber agua, no es deseable que los compuestos activos suavizantes de telas hagan que la superficie sea hidrófoba y disminuyan la cantidad de agua que puede absorberse. Las composiciones no reducen la absorción de agua, lo cual puede medirse por la distancia que el agua puede absorber por un lino tratado en un período de tiempo fijo (como se describe en los ejemplos).
Además, las composiciones proporcionan suavidad sin causar ningún amarilleamiento o decoloración significativa en el lino tratado. El amarilleamiento da a las sábanas una apariencia sucia o desagradable en el mejor de los casos. Como tal, el uso de acondicionadores de telas de amonio cuaternario que provocan amarilleamiento puede proporcionar una sensación agradable, pero acorta la vida útil global de un lino debido a que el lino debe desecharse antes de que se agote su vida útil. En el caso de las sábanas de color, el amarilleamiento es menos obvio, pero los compuestos de amonio cuaternario causan un opacamiento de los colores con el tiempo.
Se aprecia fácilmente que, según las composiciones y los métodos descritos en la presente memoria, es deseable proporcionar un agente de suavizado que no provoque un amarilleamiento significativo o un opacamiento de las telas que se lavan y se secan repetidamente. Además, generalmente es deseable que la ropa para lavar blanca que se seca permanezca blanca incluso después de múltiples ciclos de secado. Es decir, es deseable que la tela no se amarillee ni se opaque después de ciclos repetidos de secado. El amarilleamiento o la decoloración se pueden medir directamente de forma visual o usando un espectrofotómetro, normalmente mediante los valores “ L” , “ a” y “ b” de la escala de colores. El cambio de color se indica entonces como delta E (como se describe en los ejemplos) entre lino tratado y nuevo. Por lo general, un valor de delta E > 1 se considera perceptible para el ojo humano e indica una decoloración, como el amarilleamiento.
En general, para el proceso de suavizado o lubricación, la composición se dispensa mediante puesta en contacto a con una cantidad suficiente de agua para disolver al menos una parte de la composición, formando así una parte disuelta de la composición que después se puede añadir al ciclo de aclarado del proceso de lavado. La temperatura del agua para dispensar debe ser de desde aproximadamente 40 °C hasta aproximadamente 60 °C, preferiblemente desde aproximadamente 45 °C hasta aproximadamente 55 °C. Las formulaciones de la presente invención se dispensan preferiblemente a más de 10 gramos/minuto, más preferiblemente a más de 15 gramos/minuto, y lo más preferiblemente a más de 20 gramos/minuto.
Las composiciones líquidas diluidas formadas a partir de las composiciones descritas en la presente memoria se usan preferiblemente en el ciclo de aclarado de las operaciones de lavado de ropa automáticas convencionales. En general, el agua de aclarado tiene una temperatura de desde aproximadamente 5 °C hasta aproximadamente 60 °C.
Las telas o fibras se ponen en contacto con una cantidad de la composición que es eficaz para lograr el nivel deseado de suavidad. La cantidad usada se basa en el criterio del usuario, dependiendo de la concentración del material suavizante, el tipo de fibra o tela, el grado de suavidad deseado y similares. La cantidad de suavizante dispensado se caracteriza normalmente como la razón entre la cantidad de compuesto suavizante de amonio cuaternario activo con respecto a la cantidad de lino. Esta razón está preferiblemente en el intervalo de desde el 0,01 % de compuesto de amonio cuaternario activo con respecto a lino hasta el 0,25 %, más preferiblemente en el intervalo del 0,025 % al 0,20 %.
La cantidad de agua usada para administrar esta cantidad de composición puede ser cualquier cantidad que pueda disolver convenientemente la dosis deseada en el tiempo requerido para administrar la composición al ciclo de aclarado de la máquina. Por ejemplo, usando agua a desde 45 °C hasta 55 °C, normalmente se dispensa una dosis de 100 g de composición en desde 1 hasta 4 minutos usando desde 2 hasta 10 litros de agua.
Métodos de suavizado de papel tisú
La suavidad del papel tisú es un parámetro importante para los fabricantes de pañuelos, que debe maximizarse para mejorar la percepción del producto por parte de los consumidores. Si bien otros parámetros del papel tisú (por ejemplo, la resistencia a la tracción, el volumen, etc.) se pueden medir fácilmente, la evaluación de la suavidad es difícil porque es una percepción humana compleja, que se ve influida por los sentidos físicos y fisiológicos. La suavidad se define con frecuencia como una combinación de suavidad en masa, entendida como el suave arrugamiento o plegamiento del material tisú, y suavidad de superficie, que se evalúa frotando suavemente las yemas de los dedos y las palmas sobre la superficie del material tisú. La suavidad del papel se puede mejorar mediante diferentes enfoques, como el uso de una fibra de mejor calidad o mediante enfoques mecánicos durante el procedimiento de fabricación del material tisú. Sin embargo, los enfoques mecánicos están limitados por razones económicas y de productividad. Otro enfoque para abordar estas limitaciones y mejorar la suavidad del papel es la adición de un compuesto suavizante a la suspensión de fibras.
Los compuestos suavizantes pueden funcionar para mejorar la suavidad en masa al impedir estéricamente la unión entre fibras, lo que, por un lado, conduce a un papel más suave, mientras que, por otro lado, esta interferencia de unión reduce la resistencia de la hoja. Muchos productos suavizantes tradicionales comprenden tensioactivos catiónicos, principalmente compuestos de amonio cuaternario. Sin embargo, los compuestos de amonio cuaternario tienen efectos secundarios indeseables, tales como toxicidad para los organismos acuáticos y pueden provocar irritación de la piel y los ojos. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar productos químicos adicionales que tengan efectos menos perjudiciales para el medio ambiente y la salud.
El papel tisú se suaviza mediante cualquier método adecuado de aplicación, saturación o incorporación de las composiciones de la aplicación sobre o en papel tisú. Las composiciones pueden aplicarse a constituyentes individuales del papel tisú antes de la fabricación del papel tisú (por ejemplo, fibras, tales como fibras de celulosa) y/o aplicarse al producto tisú final. Los ejemplos de métodos adecuados de aplicación, saturación e incorporación de las composiciones incluyen el remojo, la pulverización, la desunión y la encapsulación, entre otros.
Por ejemplo, cuando las composiciones se aplican mediante una boquilla pulverizadora, en lugar de remojar la celulosa u otras fibras, el producto de tisú final se pulveriza con las composiciones, lo que provoca una modificación de la suavidad de la superficie exterior. La integridad estructural interna del producto de tisú permanece, pero la superficie del material tisú demuestra una suavidad mejorada. Como otro ejemplo, cuando las composiciones se aplican mediante la desunión, se evita que las fibras de celulosa se superpongan o se reticulen y, en cambio, se empapan o se saturan de otro modo con las composiciones. Cuando posteriormente se permite la superposición u otro tipo de unión, el material tisú conserva su suavidad pero obtiene rigidez gracias a estas uniones. Como todavía otro ejemplo, las composiciones pueden encapsularse en microcápsulas que después se hace que se adhieran a la estructura del producto de tisú o de las fibras de celulosa. En el documento EP 2826917 se encuentra una discusión adicional de métodos de encapsulación y remojo.
Métodos para lubricar una superficie o una fuente de agua
En algunas realizaciones, las composiciones se usan como lubricante o reductor de la fricción en agua u otros fluidos a base de agua usados en tratamientos de fracturación hidráulica para formaciones de pozos subterráneos con el fin de mejorar la permeabilidad del gas y/o petróleo deseado que se recupera de las grietas o vías conductoras de fluido creadas a través del proceso de fracturación. Los reductores de la fricción permiten que el agua se bombee hacia las formaciones más rápidamente.
Los presentes métodos pueden usarse para tratar cualquier fuente de agua adecuada. Por ejemplo, una fuente de agua que necesita tratamiento puede ser agua dulce, agua de estanque, agua de mar, agua producida, agua de fabricación de papel, agua de torre o una combinación de estas. En algunas realizaciones, el agua de la torre es agua de refrigeración. En algunas realizaciones, los presentes métodos pueden usarse para tratar una fuente de agua usada en una operación de perforación de petróleo o gas. Por ejemplo, los presentes métodos pueden usarse para tratar una fuente de agua usada en una operación de fracturación hidráulica inducida (hidrofracturación o fracturación), una fuente de agua en un entorno subterráneo, por ejemplo, un entorno subterráneo que comprende un pozo en una operación de gas y/o petróleo, o una fuente de agua producida. Las composiciones también se pueden usar para lubricar una superficie, funcionando como lubricante para un rodamiento, un motor de gas natural, un lubricante compuesto para engranajes, un lubricante para cintas transportadoras de hornos, un lubricante para máquinas de papel, un lubricante para perforadoras de rocas, un lubricante para husillos, un lubricante para cilindros de vapor, un lubricante para maquinaria, un lubricante para engranajes, un lubricante marino o similares.
En una realización, los métodos de lubricación de una superficie o fuente de agua comprenden poner en contacto un objetivo que comprende una fuente o superficie de agua con una cantidad eficaz de las composiciones para formar una composición objetivo tratada, en donde la composición objetivo tratada comprende entre aproximadamente 1 ppm y aproximadamente 10.000 ppm de las composiciones descritas en la presente memoria, y el contacto dura un tiempo suficiente para lubricar o reducir la fricción en la superficie o la fuente de agua.
En una realización, las composiciones pueden usarse junto con uno o más aditivos poliméricos adicionales ampliamente usados como reductores de fricción para mejorar o modificar las características de los fluidos acuosos usados en aplicaciones de perforación, recuperación y producción de pozos. Los ejemplos de reductores de la fricción usados comúnmente incluyen polímeros y copolímeros de poliacrilamida. En una realización, los reductores de la fricción adecuados adicionales pueden incluir polímeros y copolímeros derivados de acrilamida, tales como poliacrilamida (a veces abreviada como PAM), copolímeros de acrilamida-acrilato (ácido acrílico), copolímeros de ácido acrílico-metacrilamida, copolímeros de poliacrilamida parcialmente hidrolizada (PHPA), polimetacrilamida parcialmente hidrolizada, copolímeros de acrilamida-metilpropanosulfonato (AMPS) y similares. Debe entenderse que varios derivados de dichos polímeros y copolímeros, por ejemplo, sales de amina cuaternaria, versiones hidrolizadas y similares, se incluyen con los polímeros y copolímeros descritos en la presente memoria.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se generó una serie de aductos de epóxido de amina combinando una o más aminas con uno o más epóxidos como se describe en las siguientes tablas.
1. Ejemplo de fórmula 1
Se preparó un primer aducto de epóxido de amina añadiendo pentaetilenhexamina (PEHA) junto con un alquil C12-C14 glicidil éter (peso molecular promedio de 275-300 g/mol) a un matraz equipado con una manta de N2, un condensador y un termopar en las cantidades y razones mostradas en la tabla 5. El controlador de temperatura se fijó a120 °C. La amina y el epóxido se hicieron reaccionar durante seis horas. Después de seis horas, se enfrió la disolución de epóxido de amina resultante.
Tabla 5. 8511-94
2. Ejemplos de fórmulas 2-22
Siguiendo el procedimiento descrito en el ejemplo 1.1, se generaron varios aductos de epóxido de amina (tabla 6) usando diferentes reactantes de polialquilenamina y epóxido de partida, a razones molares variables. Se hizo variar la razón molar de epóxido con respecto a amina (de 1:1 a 5:1). Como reactivos de amina se usaron dietilentriamina, tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina y etilenamina E-100, y como reactivos de epóxido se usaron 1,2-epoxidodecano, 1,2-epoxitetradecano, 1,2-epoxihexadecano y alquil C-12-C14 glicidil éter.
Tabla 6. Ejemplos de fórmulas 2-22
Ejemplo 2
Tras la generación de los aductos de epóxido de amina según las fórmulas de ejemplo 1-22, se evaluó la eficacia suavizante de los diversos aductos de epóxido de amina en comparación con una composición suavizante de amonio cuaternario de uso común comercialmente disponible. Se evaluó la eficacia suavizante en cuanto a resiliencia, suavidad y tersura.
Los resultados de esta evaluación se muestran en la tabla 7 a continuación.
Tabla 7.
Ejemplo 3
Usando los métodos del ejemplo 2, se evaluaron los ejemplos de fórmulas 8, 10, 13, 16 y 18-19 para determinar su capacidad para suavizar materiales textiles en comparación con materiales textiles que no recibieron tratamiento y materiales textiles tratados con un esterquat de TEA comercialmente disponible.
Los resultados de esta evaluación se muestran en la figura 1. La figura 1 indica que un amplio intervalo de longitud de cadena de oligómero de amina proporciona un rendimiento sustancialmente similar o mejorado en comparación con un suavizante de telas de esterquat tradicional. Estos resultados son sorprendentes porque, aunque es difícil reproducir el alto rendimiento suavizante de suavizantes de telas de amonio cuaternario, los aductos de epóxido de amina proporcionan una eficacia suavizante excelente.
Ejemplo 4
Usando los métodos del ejemplo 2, se evaluaron los ejemplos de fórmulas 1-22 para determinar su capacidad para suavizar materiales textiles basándose tanto en su recuento de amina como en la razón de epóxido:amina. Se usó un control no tratado para establecer una referencia. Los resultados de esta evaluación se muestran en la figura 2.
La figura 2 indica que las razones de amina de 1:1 y 1:5 proporcionan una buena eficacia suavizante, mientras que se prefieren las razones de amina:epóxido de 1:2 y 1:3.
Ejemplo 5
Usando los métodos del ejemplo 2, se evaluaron los ejemplos de fórmulas 1-22 para determinar su capacidad para suavizar materiales textiles basándose en la longitud del grupo R del epóxido y el tipo de grupo R. Se usó un control no tratado para establecer una referencia. Los resultados de esta evaluación se muestran en la figura 3.
La figura 2 indica que tanto los epóxidos de alquilo lineales como los epóxidos de alquil éter proporcionan una buena eficacia suavizante. Los epóxidos de alquilo lineales proporcionan una eficacia suavizante aún mejor y, por lo tanto, son los preferidos.
Ejemplo 6
También se evaluó el grado en que las composiciones proporcionan un suavizado efectivo para papel tisú. Se evaluaron cuatro aductos de epóxido de amina (ej. f. 10, ej. f. 16, ej. f. 13 y ej. f. 14) en estudios de hojas de prueba para determinar su impacto sobre la pérdida de resistencia a la tracción, comparándolos con estándares en la industria, Arosurf® PA844, Tego® XP 32186 (disponible de Evonik Industries) y Stepantex® VL90A (disponible de Stepan Company).
Se prepararon hojas de prueba usando un formador de hojas Rapid-Kothen según el procedimiento TAPPI T205. Este procedimiento es útil para describir la propiedad de una pasta dada y sus características cuando se forma para dar papel. Se obtuvo una muestra de pasta seca que comprendía el 70%de eucalipto y el 30%de madera blanda. La muestra de pasta se diluyó hasta 2000 ml con agua a 20 ± 2 °C y se disgregó usando un disgregador hasta que se dispersaron todos los haces de fibras. Se midieron 400 ml de la disolución madre resultante en cilindros graduados. Se añadió el 1 % de los ejemplos de fórmulas 10, 13, 14 y 16 tal como se describieron en la tabla 6 junto con Aerosurf PA844, Tego XP 32186 y Stepantex VL90A a diferentes cilindros graduados a dosis de 1,2 y 4 kg/to.d.p. Después se usó la disolución madre para fabricar hojas usando una máquina de hojas. Para cada condición experimental, se prepararon 5 hojas de prueba con un diámetro de 20,2 cm y el peso de hoja correspondiente fue de aproximadamente 1,92 gramos, dando como resultado un gramaje de 58,6 g/m2. A continuación, se forraron las hojas, se prensaron y se secaron. Se describen más detalles con respecto a la formación de hojas de prueba en el procedimiento TAPPI T 205.
Se equilibraron las hojas en la sala con temperatura y humedad controladas según las recomendaciones convencionales del procedimiento TAPPI T 402. En particular, se colocaron las hojas en una cámara de preacondicionamiento y se expusieron a una atmósfera de preacondicionamiento. Se preacondicionaron las hojas durante al menos 24 horas y se almacenaron a una temperatura inferior a 25 °C, con una humedad relativa inferior al 40 % pero no inferior al 10 %. Una discusión más detallada de los procedimientos de preacondicionamiento se encuentra en el procedimiento TAPPI T402.
A continuación, se midieron las propiedades de tracción de las hojas según el procedimiento TAPPI T220, en donde las hojas de prueba se someten a prueba para determinar su resistencia y otras propiedades físicas. Más particularmente, se evaluó el índice de tracción promedio. La resistencia a la tracción es indicativa de la resistencia derivada de factores tales como resistencia de fibra, longitud de fibra y unión. El índice de tracción es la resistencia a la tracción en N/m dividida entre el gramaje según la siguiente fórmula:
TI = 100(T/R) = 36,87(TR’)
donde T1 es el índice de tracción (N (m/g)), T es la resistencia a la tracción (kN/m), T' es la resistencia a la tracción (lbf/in), R es el gramaje (secado al aire, g/m2) y R' es la masa por unidad de área (secado al aire, lb./1000 pies2). También debe tenerse en cuenta que la longitud de rotura en metros es numéricamente igual a 102 veces el índice de tracción en Nm/g.
Por lo tanto, la resistencia a la tracción se determinó usando una máquina de ensayo de tracción, y el índice de tracción se calculó dividiendo la resistencia entre el gramaje. Una discusión adicional de estos procedimientos se describe en el procedimiento TAPPI T220, que se incorpora en la presente memoria como referencia en su totalidad. También se calculó el promedio de los resultados y se muestran en la tabla 8.
Tabla 8.
Teniendo en cuenta que una pérdida de índice de tracción se correlaciona con un aumento de la suavidad en masa de la hoja, el Arosurf® PA844 mostró el mejor impacto de desunión en las dosis investigadas, lo que se puede observar en la mayor pérdida de tracción, seguido por Tego®XP 32186. Stepantex® VL90A proporcionó un impacto de desunión insignificante de las hojas cuando se dosificó a entre 1 y 2 kg/to.d.p. Cuando se dosifica a 4 kg/to.d.p, Stepantex® VL90A muestra una pérdida de resistencia a la tracción comparable a la observada para Arosurf® PA844.
Los cuatro productos evaluados, ej. f. 10, ej. f. 16, ej. f. 13 y ej. f. 14, para dosis de 1 y 2 kg/to.d.p., mostraron un impacto insignificante sobre la pérdida de resistencia a la tracción, como se observó para Stepantex® VL90A. El ej. f.
10 y el ej. f. 14 a 4 kg/to.d.p. proporcionaron una desunión igualmente buena, como puede observarse por la pérdida de resistencia a la tracción comparable. Mientras tanto el ej. f. 16 y el ej. f. 13 a 4 kg/to.d.p. mostraron una pérdida de resistencia a la tracción similar a la del estándar industrial, Tego®XP 32186. De manera beneficiosa, los ejemplos de fórmulas 10, 13, 14 y 16 proporcionan una suavidad en masa mejorada para el material tisú (en comparación con los materiales tisú no tratados con el aducto de epóxido de amina) sin una pérdida sustancial de resistencia a la tracción. Como se usa en la presente memoria, la “ pérdida sustancial de resistencia a la tracción” se refiere a una pérdida de resistencia a la tracción que no es en general mayor que la de los suavizantes comerciales existentes, particularmente los suavizantes existentes que comprenden compuestos de amonio cuaternario.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES i . Un producto suavizado que comprende: un compuesto de aducto de epóxido de amina según la fórmula:
  2. en donde R es un grupo alquilo que tiene C8-C30 o un -(CH2)n-O-alquilo, y en donde n es un número entero de entre 1-1000; y un material textil o un papel. 2. El producto suavizado de la reivindicación 1, en donde el aducto de epóxido de amina es un compuesto según las siguientes fórmulas:
  3. 3. El producto suavizado de una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde el papel se forma a partir de una pasta.
  4. 4. El producto suavizado de la reivindicación 3, en donde la pasta comprende eucalipto, madera blanda, fibras de celulosa, fibras de madera o una combinación de las mismas.
  5. 5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el papel es un pañuelo, servilleta, o toalla de papel.
  6. 6. El producto suavizado de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el aducto de epóxido de amina aumenta la suavidad en masa del papel sin una pérdida sustancial de resistencia a la tracción.
  7. 7. El producto suavizado de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el papel es reutilizable.
  8. 8. El producto suavizado de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde el papel es desechable.
  9. 9. El producto suavizado de la reivindicación 1, en donde el material textil está compuesto por fibras de seda, fibras de lino, fibras de algodón, fibras de cáñamo, fibras de angora, fibras de bambú, fibras de poliéster, fibras de poliamida tales como nailon, fibras acrílicas, fibras de acetato, lana, rayón, cachemir, satén, spandex, algodón, poliéster, o una combinación de las mismas.
  10. 10. El producto suavizado de la reivindicación 9, en donde el material textil es una tela usada en un hotel, hospital, centro sanitario, restaurante, club de salud, salón de belleza, tienda minorista, o una combinación de los mismos.
  11. 11. El producto suavizado de la reivindicación 10, en donde el material textil es una sábana, funda de almohada, toalla, mantelería, mantel, trapo, o uniforme.
  12. 12. Un método de suavizado de un producto que comprende: poner en contacto un primer reactivo que comprende una amina y un segundo reactivo que comprende un epóxido para generar un compuesto aducto de epóxido de amina según la fórmula:
    en donde R es un grupo alquilo o un -(CH2)n-O-alquilo, y en donde n es un número entero de entre 1-1000; y poner en contacto el aducto de epóxido de amina con un producto que comprende un material textil o un papel.
  13. 13. El método de la reivindicación 12, en donde el material textil es una tela usada en un hotel, hospital, centro sanitario, restaurante, club de salud, salón de belleza, tienda minorista, o una combinación de los mismos.
  14. 14. El método de la reivindicación 12, en donde el papel se forma a partir de una pasta que comprende eucalipto, madera blanda, fibras de celulosa, fibras de madera, o una combinación de las mismas.
  15. 15. El método de la reivindicación 12, en donde el papel es un pañuelo, servilleta, o toalla de papel.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024054637A1 (en) 2022-09-09 2024-03-14 Ecolab Usa Inc. Synthetic lubricity additives for hydrocarbon fuels
EP4680673A1 (en) 2023-03-17 2026-01-21 Ecolab USA Inc. Capped block copolymers, their synthesis, manufacture, and methods of use

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2903486A (en) 1959-09-08 Karl h
NL128245C (es) 1951-05-31
US2674619A (en) 1953-10-19 1954-04-06 Wyandotte Chemicals Corp Polyoxyalkylene compounds
US3048548A (en) 1959-05-26 1962-08-07 Economics Lab Defoaming detergent composition
NL134271C (es) 1959-11-24 Boehme Chemie Gmbh
NL292998A (es) 1962-05-18
US3382178A (en) 1965-02-01 1968-05-07 Petrolite Corp Stable alkaline detergents
DE1959651C3 (de) 1969-11-28 1973-11-15 Henkel & Cie Gmbh, 4000 Duesseldorf Verfahren zur Herstellung lag kettiger Alkylol und Acylgruppen ent haltender Oligopeptiddenvate
DE2126397B2 (de) 1971-05-27 1973-08-16 Henkel & Cie GmbH, 4000 Dussel dorf Verfahren zur herstellung neuer oligopeptidderivate
US3928422A (en) 1971-12-06 1975-12-23 Colgate Palmolive Co Sulfosuccinates of polyhydroxy tertiary amines
DE2226869A1 (de) 1972-06-02 1973-12-13 Henkel & Cie Gmbh N-alkyl-n'-polyhydroxyalkyl-alkylendiamine
US4049557A (en) 1972-07-17 1977-09-20 Colgate-Palmolive Company Fabric conditioning compositions
DE2437090A1 (de) 1974-08-01 1976-02-19 Hoechst Ag Reinigungsmittel
CH472175A4 (es) 1975-04-14 1976-10-15
US4214038A (en) 1979-01-22 1980-07-22 The Procter & Gamble Company Fabric treatment compositions containing polyglycerol esters
DE3023947A1 (de) * 1980-06-26 1982-01-21 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf Neue polyhydroxyalkylpolyamine, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als textilweichmacher
US4565647B1 (en) 1982-04-26 1994-04-05 Procter & Gamble Foaming surfactant compositions
US4520032A (en) 1984-03-14 1985-05-28 International Flavors & Fragrances Inc. Use in augmenting or enhancing the aroma or taste of foodstuffs or chewing gums of tetrahydro-1,1,2,3,3-pentamethyl-3A[4H]-indanol
KR940006255B1 (ko) 1992-03-07 1994-07-13 재단법인 한국화학연구소 섬유 유연제인 n, n'-디아실디에틸렌비스히드록시알킬트리아민메틸설페이트의 제조방법
ES2133728T3 (es) 1993-12-30 1999-09-16 Ecolab Inc Metodo para hacer compuestos de limpieza solidos a partir de urea.
US5419842A (en) 1994-06-13 1995-05-30 Colgate-Palmolive Company Anionic fabric softening composition containing pentaerythritol softener
US5500138A (en) 1994-10-20 1996-03-19 The Procter & Gamble Company Fabric softener compositions with improved environmental impact
US6521589B2 (en) 1997-05-19 2003-02-18 The Procter & Gamble Company Quaternary fatty acid triethanolamine ester salts and their use as fabric softeners
CA2438773C (en) 2001-02-17 2008-12-30 Hehr International Inc. Polyurea polymers prepared from polyamine epoxide adduct
US6656977B2 (en) * 2001-07-20 2003-12-02 Air Products And Chemical, Inc. Alkyl glycidyl ether-capped polyamine foam control agents
US6746623B2 (en) * 2002-02-01 2004-06-08 Air Products And Chemicals, Inc. Alkyl glycidyl ether-capped diamine foam controlling agent
US7087572B2 (en) 2002-04-10 2006-08-08 Ecolab Inc. Fabric treatment compositions and methods for treating fabric in a dryer
GB0208695D0 (en) 2002-04-16 2002-05-29 Unilever Plc Fabric treatment composition
DE10346387A1 (de) * 2003-10-07 2005-06-09 Henkel Kgaa Antimikrobielle Ausrüstung von Bad- und WC-Artikeln
US7279455B2 (en) 2003-11-06 2007-10-09 Ecolab, Inc. Rinse aid composition and method of rising a substrate
CA2609058A1 (en) 2005-05-18 2006-11-23 Stepan Company Low solids, high viscosity fabric softener compositions and process for making the same
CA2686129C (en) 2007-06-15 2015-03-31 Ecolab Inc. Liquid fabric conditioner composition and method of use
US8889048B2 (en) 2007-10-18 2014-11-18 Ecolab Inc. Pressed, self-solidifying, solid cleaning compositions and methods of making them
WO2010053572A2 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 Massachusetts Institute Of Technology Aminoalcohol lipidoids and uses thereof
ITFI20130167A1 (it) 2013-07-10 2015-01-11 Delicarta Spa "metodo per la produzione di un materiale in foglio di carta tissue contenente una sostanza coadiuvante nel trattamento della rinite allergica e prodotto ottenuto"
EP3221506B1 (en) * 2014-11-21 2025-04-09 Ecolab USA Inc. Method to boost fabric softener performance
ES2839198T3 (es) * 2015-08-21 2021-07-05 Ecolab Usa Inc Sistema conservante de piritiona en productos de abrillantador sólido
CN116396183B (zh) 2018-08-29 2025-08-08 埃科莱布美国股份有限公司 衍生自多胺的离子化合物、其组合物和其制备方法

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