Empleo de ésteres de ácido maleico, que son seleccionados a partir de compuestos de las fórmulas generales(I) y (II),

donde significan:

* A un resto alquilo con 3 a 40 átomos de carbono,

* X, Y y Z, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto metilo,

* B y D un grupo sulfato o fosfato, y

* n y p, independientemente entre sí, un número en el intervalo de 0 a 40,

* m un número en el intervalo de 2 a 40,

como emulsionantes copolimerizables en la polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica.

Agentes tensioactivos copolimerizables

Campo de la invención

La invención se sitúa en el sector de polímeros y se refiere al empleo de ésteres de ácido maleico de estructura especial como emulsionantes en la polimerización en emulsión, así como a un procedimiento para la obtención de polímeros mediante polimerización en emulsión, bajo empleo de emulsionantes copolimerizables especiales.

Estado de la técnica

En el caso de la polimerización en emulsión se trata de un procedimiento de polimerización especial, en el que se emulsionan en agua monómeros poco hidrosolubles con insaturación olefínica con ayuda de emulsionantes, y los mismos se polimerizan bajo empleo de iniciadores hidrosolubles, como por ejemplo peroxodisulfato potásico o iniciadores redox. En este caso, los componentes esenciales son agentes tensioactivos aniónicos y/o no iónicos. Estos garantizan el proceso de polimerización en emulsión bajo la formación de micelas en la disolución acuosa.

Los emulsionantes copolimerizables son muy cuestionados en la industria, ya que se incorporan completa o parcialmente en la cadena de polímero creciente, y de este modo reducen la migración de moléculas de emulsionante en el producto de aplicación final. Los emulsionantes copolimerizables adoptan una posición media entre monómeros y emulsionantes convencionales. En este caso, éstos se deben ajustar al sistema de monómeros empleado respecto a su reactividad, y no deben influir negativamente sobre las propiedades del polímero producido. Simultáneamente no deben perder sus propiedades emulsionantes por la presencia de un grupo reactivo. Debido a esta combinación de propiedades especiales, por parte de la industria existe una gran demanda de nuevos emulsionantes copolimerizables.

La solicitud de patente alemana sin examinar DE-A-10340081 describe agentes tensioactivos copolimerizables de la fórmula HOOC-CH=CH-COO- (BO) z (PO) y (EO) xR1, en la que R1 representa un resto alquilo o un resto alquilfenol con 8 a 24 átomos de carbono, BO representa una unidad óxido de butileno, PO representa una unidad óxido de propileno, y EO representa una unidad óxido de etileno, y los números x, y y z, independientemente entre sí, representan 0 o números de 1 a 50, con la condición de que al menos uno de los números x, y y z sea distinto de 0, pudiéndose presentar los grupos carboxilo en forma neutralizada parcial o completamente, y pudiendo presentar el doble enlace C=C configuración cis o trans.

Schoonbrood et al. describen en Macromolecules 1997 (30) , 6024-6033 en la tabla 1 (página 6025 parte superior) un agente tensioactivo aniónico "M14" para el empleo como emulsionante en la polimerización en emulsión con la fórmula NaO4SC3H6OCOCH=CHCOOC14H29 -que se puede escribir también en la forma NaO3SO-C3H6OCOCH=CHCOOC14H29-.

Descripción de la invención

La presente invención tomaba como base la tarea de poner a disposición procedimientos que fueran apropiados para la polimerización en emulsión por separado, o en mezcla con otros compuestos como emulsionantes copolimerizables.

En el caso de empleo como emulsionantes para la polimerización en emulsión, éstos deberán ocasionar en especial que se efectúe sólo una formación de coagulado reducida. Además, estos emulsionantes copolimerizables en forma de presentación sólida serán vertibles, o bien bombeables.

Finalmente, mediante el empleo como emulsionantes, en la polimerización en emulsión serán accesibles látices que presentan propiedades mejoradas respecto a estabilidad electrolítica, resistencia a álcalis y/o viscosidad frente a aquellos látices que se obtienen con emulsionantes no copolimerizables comparables.

En primer lugar es objeto de la invención el empleo de ésteres de ácido maleico, que son seleccionados a partir de compuestos de las fórmulas generales (I) y (II) ,

donde significan:

* A un resto alquilo con 3 a 40 átomos de carbono,

* X, Y y Z, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto metilo,

* B y D un grupo sulfato o fosfato, y

* n y p, independientemente entre sí, un número en el intervalo de 0 a 40,

* m un número en el intervalo de 2 a 40,

como emulsionantes copolimerizables en la polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica. En este caso, en el transcurso de la polimerización en emulsión se pueden emplear los compuestos (I) y (II) por separado o en mezcla entre sí.

Componentes EO y/o PO

Los compuestos (I) y (II) contienen elementos estructurales

significando - como ya se ha dicho:

* X, Y y Z, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto metilo,

* n y p, independientemente entre sí, un número en el intervalo de 0 a 40,

* m un número en el intervalo de 2 a 40.

Obsérvese que la notación de fórmula empleada expresará que los citados elementos estructurales se derivan para el caso de óxido de etileno (EO) u óxido de propileno (PO) , esto es, en tanto que - lógicamente para el caso en el que los índices m, n y p son distintos a cero - estos componentes resultan mediante síntesis a partir de una adición de EO o PO, o bien etilenglicol o propilenglicol (para n, m, p = 1) , o bien poliadición de EO y/o PO, o bien 20 polietilenglicol o polipropilenglicol, o correspondientes copolímeros de EO-PO mixtos (para n, m, p 2) . Obsérvese expresamente además que cada uno de estos elementos estructurales - independientemente entre sí - puede estar constituido tanto exclusivamente por componentes EO, como también exclusivamente por componentes PO, así

como por componentes EO y PO en forma mixta, distribuidos en bloques o estadísticamente. Por lo tanto, la representación de los citados elementos estructurales en forma de fórmula empleada constituye una notación abreviada para las citadas posibilidades, que son evidentes para el especialista competente.

De este modo, a modo de ejemplo X significa H y n significa 5, de modo que el correspondiente elemento estructural contiene cinco unidades EO enlazadas entre sí, lo que corresponde a una agrupación - (O-CH2-CH2-) 5-; por el contrario, X significa CH3 y n significa 5, de modo que el elemento estructural contiene cinco unidades PO enlazadas entre sí, lo que corresponde a una agrupación - (O-CH2-CH (CH3) ) 5-, pudiéndose realizar la orientación del grupo metilo dentro del elemento estructural para cada componente PO de manera doble, esto es, como - (O-CH2-CH (CH3) ) - u - (O-CH (CH3) -CH2-) -.

Las fórmulas (I) y (II) en el ámbito de la presente invención se deben entender de modo que los componentes EO y PO deben estar presentes simultáneamente también dentro de los citados elementos estructurales (lo que presupone lógicamente que los índices significan en cada caso al menos el número 2) . La expresión "independientemente entre sí" dentro del término significa que "X, Y y Z, independientemente entre sí" significan hidrógeno o un resto metilo, se refiere no sólo a los diferentes elementos estructurales citados, sino que también es válida dentro de un mismo elemento estructural.

Sobre los compuestos (I) y (II)

En el caso del resto alquilo A se trata de grupos alquilo lineales o ramificados, saturados o insaturados, con 3 a 40, preferentemente 10 a 20, de modo especialmente preferente 12 a 18 átomos de carbono. Son muy especialmente preferentes los siguientes restos alquilo A: laurilo (C12) , miristilo (C14) , cetilo (C16) , estearilo (C18) , oleilo (C18 con insaturación olefínica) e isotridecilo.

En una forma de ejecución, los grados de alcoxilado para n y p se sitúan, respectivamente de modo independiente entre sí, en el intervalo de 0 a 30, en especial 0 a 20, especialmente 0 a 10, particularmente 0 a 20, y de modo especialmente preferente 3 a 10.

En una forma de ejecución, el grado de alcoxilado para m se sitúa en el intervalo de 3 a 30, y en especial de 5 a 20.

En una forma de ejecución, los grados de alcoxilado para n y p se sitúan, respectivamente de modo independiente entre sí, en el intervalo de 3 a 10, y el grado de alcoxilado para m se sitúa en el intervalo de 3 a 30, y en especial de 5 a 20.

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1. Empleo de ésteres de ácido maleico, que son seleccionados a partir de compuestos de las fórmulas generales

(I) y (II) , donde significan:

* A un resto alquilo con 3 a 40 átomos de carbono,

* X, Y y Z, independientemente entre sí, hidrógeno o un resto metilo,

* B y D un grupo sulfato o fosfato, y

* n y p, independientemente entre sí, un número en el intervalo de 0 a 40,

* m un número en el intervalo de 2 a 40,

como emulsionantes copolimerizables en la polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica.

2. Empleo según la reivindicación 1, presentándose los grupos sulfato, o bien fosfato, en forma parcial o completamente neutralizada.

3. Empleo según la reivindicación 1 o 2, situándose el grado de alcoxilado n y p en el intervalo de 3 a 10 y el grado de alcoxilado m en el intervalo de 5 a 20.

4. Procedimiento para la obtención de polímeros mediante polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica, en el que se emplea como emulsionantes copolimerizables los ésteres de ácido maleico (I) o

(II) según la reivindicación 1 a 3.