PREPARACIONES AUTOEMULSIONANTES MUY CONCENTRADAS, QUE CONTIENEN ORGANOPOLISILOXANOS Y COMPUESTOS DE ALQUIL-AMONIO, Y SU UTILIZACION EN SISTEMAS ACUOSOS.

Preparaciones, caracterizadas porque con respecto a la composición total contienen:

(1) del 40 al 95 por ciento en peso de un organopolisiloxano provisto de grupos funcionales amino, cuaternizado o parcialmente cuaternizado, de la fórmula general

Preparaciones autoemulsionantes muy concentradas, que contienen organopolisiloxanos y compuestos de alquil-amonio, y su utilización en sistemas acuosos.

La invención se refiere a preparaciones autoemulsionantes muy concentradas, que contienen organopolisiloxanos y compuestos de alquilamonio y a su utilización en sistemas acuosos sobre sustratos textiles. La invención se refiere en especial a preparaciones, que se componen de organopolisiloxanos cuaternizados o parcialmente cuaternizados, provistos de grupos funcionales amino, compuestos de alquilamonio cuaternario, eventualmente un agente hidrotrópico orgánico y eventualmente agua.

Los organopolisiloxanos que contienen grupos amino y los organopolisiloxanos, que llevan grupos amonio cuaternario en diferentes posiciones del esqueleto polisiloxano, se están utilizando desde hace mucho tiempo como productos para el acabado textil. En los textiles tratados con ellos se consiguen buenos efectos de tacto suave. Un requisito esencial para la aplicación en los baños de acabado textil es que pueden diluirse fácilmente en agua y que sean compatibles con otros productos químicos que se emplean a menudo en los baños de acabado.

En general, los organopolisiloxanos no son solubles en agua, incluso cuando llevan grupos funcionales amino en forma libre o en forma cuaternizada. Es cierto que con estos grupos funcionales se mejora la emulsionabilidad de los organopolisiloxanos, pero no aportan la capacidad de autoemulsión espontánea para generar macro-, mini- o microemulsiones. Para incorporar los organopolisiloxanos a una forma aplicable en medio acuoso normalmente es necesaria la adición de emulsionantes. Según el estado de la técnica, esto se efectúa habitualmente con el uso simultáneo de emulsionantes no ionógenos, cuya cantidad dependerá del correspondiente tipo de emulsión (macro-, mini- o microemulsión).

En el documento DE 2631419-C2 se describe una composición para el tratamiento textil en forma de dispersión acuosa de un agente que confiera tacto suave, basado derivados de aminas grasas cuaternarias y un organopolisiloxano, que se presenta en forma de emulsión acuosa.

En el documento US 5602224-A se describe la obtención de un organopolisiloxano que lleva grupos amina grasa cuaternaria y que contiene además grupos silanol y/o alcoxi reactivos, así como su utilización como solubilizante entre aceites de silicona y derivados de aminas grasas cuaternarias.

En WO 00/10524 A1 se describe una mezcla muy diluida para producto de cuidado capilar, formada por un 0,1%-3% de un organopolisiloxano, que en cada caso contiene un grupo amino cuaternario en posición terminal, y un 0,2%-6% de un compuesto de amonio cuaternario.

La fabricación de microemulsiones acuosas de organopolisiloxanos con grupos funcionales amino se describe por ejemplo en el documento WO 88/08436. Para ello se calienta una mezcla de un organopolisiloxano provisto de grupos amino, neutralizado con ácido, agua y un emulsionante para formar una microemulsión transparente.

Otra posibilidad de fabricación de macro-, mini- y micro-emulsiones aplicables en medio acuoso consiste en modificar las moléculas de los organopolisiloxanos con grupos hidrófilos, que producen una autoemulsión espontánea cuando se incorporan a baños acuosos. Los grupos hidrófilos, posicionados en el interior de la molécula, constan por lo general de restos alquilenoxi, que de forma similar forman parte también de emulsionantes no ionógenos. Por ejemplo, en el documento EP 1 174 469 A2 se describe la obtención de un organopolisiloxano modificado con grupos hidrófilos, que se sintetiza por equilibrado de un polisiloxano, modificado lateralmente con grupos polioxialquilenéter, con silanos provistos de grupos funcionales amino y octametilciclotetrasiloxano, en presencia de un catalizador de equilibrado básico. En el caso de los organopolisiloxanos modificados con grupos hidrófilos en el interior de la molécula, obtenidos de este modo, con la variación de la porción del componente hidrófilo se pueden obtener compuestos que por autoemulsión espontánea conducen a macroemulsiones de tamaño de partícula inferior a 50 nm, a microemulsiones de tamaño de partícula inferior a 50 nm o, en el caso extremo, a tensioactivos de silicona solubles en agua y transparentes. Debido a su gran solubilidad en agua, estos compuestos no son resistentes al lavado con agua doméstica.

Otro inconveniente importante no solo de los emulsionantes no ionógenos existentes en la fase acuosa externa de las macro-, mini- o microemulsiones, sino también de los restos alquilenoxi posicionados en el interior de la molécula de los organopolisiloxanos estriba en el hecho de que estos grupos moleculares provocan siempre un empeoramiento del tacto suave de los textiles acabados con ellos. Esta propiedad desagradable se acentúa todavía más cuando en las microemulsiones preferidas para la aplicación textil tiene que ser muy grande la porción de emulsionantes externos o, en el caso de los organopolisiloxanos modificados con grupos hidrófilos en el interior de la molécula, tiene que ser muy grande su porción molar, con el fin de lograr el tamaño de partícula deseado, inferior a 50 nm.

Las microemulsiones fabricadas empleando emulsionantes no ionógenos presentan normalmente concentraciones de organopolisiloxanos como máximo del 30-35 por ciento en peso, porque en el caso de concentraciones superiores se observa un aumento de la viscosidad que adquirir un aspecto similar al de una pasta. Para evitar los elevados costes de envasado y transporte resultantes, comercialmente desfavorables, sería de desear las concentraciones máximas posibles de los productos.

Con la presencia de emulsionantes no ionógenos aumenta también normalmente la tendencia a espumar de las emulsiones y baños de aplicación que se fabrican con ellos. Esto afecta también a los polisiloxanos provistos de grupos funcionales amino que están modificados en el interior de su molécula con óxidos de alquileno. Con ello se reduce la aplicabilidad universal en las máquinas de acabado textil que trabajan a velocidad elevada, por ejemplo en los aparatos de tintura con tobera, porque la espuma generada en estos aparatos por la fuerte mecánica dificulta en gran manera el transporte del género a tratar en la máquina y también el intercambio de materiales entre el baño de tratamiento y el sustrato textil.

Otro inconveniente a mencionar es el incremento de la termomigración de los colorantes en dispersión sobre sustratos sintéticos, dicho incremento se debe a la presencia de los grupos alquilenoxi, con lo cual resultan seriamente mermadas las solideces al frote, en especial en el caso de coloraciones intensas.

Se pretende, pues, desarrollar de preparaciones basadas en organopolisiloxanos, que por un lado estén libres de emulsionantes no ionógenos externos, que además no estén modificadas en el interior de su molécula con grupos no ionógenos hidrófilos, y que por otro lado constituyan preparaciones transparentes y estables, que permitan con seguridad la autoemulsión espontánea cuando se incorporan a baños acuosos de aplicación y puedan almacenarse durante un tiempo considerable sin separación de fases. Con la elección apropiada de los distintos componentes se pretende además facilitar la fabricación de macro-, mini- y micro-emulsiones. Al mismo tiempo, las preparaciones deberían presentarse en la forma más concentrada posible, con el fin de reducir en cuanto sea posible los costes de envasado y transporte.

Otro objetivo consiste en elegir el organopolisiloxano a emplear de tal manera que tenga una gran resistencia al álcali residual durante los diferentes procesos de aplicación.

Durante el tratamiento textil, el álcali residual permanece a menudo en el interior de las fibras o de los filamentos, debido p.ej. a que los procesos de lavado no se realizan con el suficiente cuidado. A raíz de ello, el aumento del pH de los baños de tratamiento hasta valores superiores a 9 que se observa a menudo puede conducir a la separación de la emulsión, a la coalescencia de las partículas emulsionadas y a su flotación en forma de gotas de aceite sobre la superficie del baño de tratamiento. En el posterior proceso de tratamiento, las gotas de aceite pueden transferirse al material textil o incluso depositarse sobre los cilindros de las máquinas de tratamiento. Por ello surgen manchas de silicona sobre los textiles, que no se pueden eliminar por lavado o que es muy difícil eliminar por lavado.

Otro objetivo consiste en elegir la composición de la preparación de tal manera que durante...

1. Preparaciones, caracterizadas porque con respecto a la composición total contienen:

(1) del 40 al 95 por ciento en peso de un organopolisiloxano provisto de grupos funcionales amino, cuaternizado o parcialmente cuaternizado, de la fórmula general

en la que

o

R² = -(CH₂)_o-NH-(CH₂)_p-NH₂ o -(CH₂)_p-NH₂,

R³ = -(CH₂)_q-H o

R⁴ =

R⁵ = -(CH₂)_r-H,

R⁶ = -(CH₂)_s-,

R⁷ = -(CH₂)_t-,

A- significa aniones inorgánicos u orgánicos, n es un número entero de 0 a 20,

m es un número entero de 20 a 2000,

o, p y q son en cada caso un número entero de 1 a 10, r es un número entero de 1 a 18,

s es un número entero de 2 a 3 y

t es un número entero de 2 a 5,

con la condición de que el contenido total de nitrógeno del componente (1) se sitúe entre el 0,05 y el 2,0 por ciento en peso, porcentaje referido al peso total del componente (1),

(2) del 2 al 20 por ciento en peso de un compuesto de alquil-amonio de la fórmula general

en las que

R⁸ = -R⁵ o -R¹⁰,

R² = -R⁵, -R¹⁴ o

R¹⁴ =

con la condicion de que, si en las formulas (A) y (B) R⁸ y R¹³ significan al mismo tiempo R⁵, entonces el átomo de nitrógeno que lleva estos restos tenga como máximo dos restos R⁵ y por lo menos un resto R¹⁴,

R⁹ = -(CH₂)_w-H,

R¹⁰ = -oleílo, -linoleílo o -linolenilo,

R¹¹ = -(CH₂)_w-,

R¹² =

-SO₃^- o -COO^-,

u = es un número de 1 a 6,

w = es un número de 0 a 20 y

A^-, R⁵ y s tienen los significados definidos para el componente (1),

(3) del 0 al 20 por ciento en peso de un hidrotrópico orgánico y

(4) del 0 al 20 por ciento en peso de agua.

2. Uso de las preparaciones según la reivindicación 1 para el acabado de sustratos textiles en baños acuosos o en baños de aplicación, eventualmente junto con otros auxiliares de preparación.