Composición que comprende un copolímero que lleva al menos dos bloques iónicamente cargados y un compuesto de carga iónica opuesta.

Composición acuosa que asocia al menos un copolímero en bloque (A) que comprende,

a un pH de la composición dado, pHo, comprendido entre 1 y 14, al menos dos bloques que llevan al menos dos cargas iónicas de la misma naturaleza y al menos un bloque que no lleva carga iónica, con al menos un compuesto (B) que lleva una o varias cargas iónicas de carga opuesta a la de dichos bloques en las mismas condiciones de pH; siendo el compuesto (B) elegido entre los iones que llevan al menos dos cargas iónicas, los tensioactivos que llevan al menos una carga iónica, los oligómeros y/o polímeros que llevan al menos dos cargas iónicas y/o las partículas minerales que llevan al menos dos cargas iónicas; y siendo dicho compuesto B elegido a pHo entre:

los compuestos catiónicos cuando los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) sean aniónicos, los compuestos aniónicos cuando los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) son catiónicos, el contenido en copolímero en bloque (A) siendo tal que la viscosidad de la composición es superior a tres veces, preferentemente superior o igual a diez veces, la de una disolución acuosa de copolímero en bloque (A) y la de una disolución acuosa del compuesto (B), a pHo y en las mismas condiciones de temperatura y de concentración.

Composición que comprende un copolímero que lleva al menos dos bloques iónicamente cargados y un compuesto de carga iónica opuesta La presente invención tiene por objeto una composición acuosa que comprende un copolímero en bloque que lleva al menos dos bloques de la misma carga iónica, asociado al menos a un compuesto iónico que lleva una o varias cargas iónicas opuestas a las llevadas por el copolímero.

Más concretamente, la composición acuosa se encuentra bien sea en forma de un gel, o bien en forma de un fluido viscoso.

En numerosos ámbitos, se pretende controlar la reología de las fórmulas en condiciones variables de pH, de temperatura por ejemplo. Con este fin, existen distintos sistemas tales como, por ejemplo, las fases estructuradas de tensioactivos y las dispersiones de polímeros.

El objeto de la presente invención se refiere, más concretamente, al ámbito de las composiciones que presentan una elevada viscosidad y/o una elevada elasticidad característica de composiciones gelificadas, debido a las interacciones electroestáticas entre las especies presentes.

Sin embargo, este tipo de composiciones queda muy poco desarrollado, siendo una de las razones principales debida al hecho de que no existen más que en condiciones muy específicas y relativamente limitadas. Por ejemplo, y en la mayoría de los casos, dichas composiciones sólo se obtienen para asociaciones precisas de compuestos. En efecto, la mezcla de dos especies de carga opuesta conduce a menudo a una separación macroscópica de fases, resultante de la fuerte asociación electroestática de las especies entre sí. Por otra parte, las condiciones en las cuales no se observa esta clase de inconveniente, y en las cuales se alcanzan algunas propiedades reológicas interesantes y explotables, son también limitadas. En efecto, tales condiciones favorables se encuentran la gran mayoría del tiempo en una zona restringida del diagrama de fases y frecuentemente no lejos de un ámbito bifásico. Por lo tanto, durante la utilización de este tipo de sistema, el cambio de algunos parámetros, causado por ejemplo por una dilución, puede hacer que el sistema tienda hacia una separación macroscópica de fases no deseada. Se observa entonces a menudo una desestabilización del gel y la pérdida de las propiedades reológicas esperadas.

La presente invención tiene, por lo tanto, por objeto proponer composiciones que presentan una viscosidad relativamente elevada y/o propiedades del gel, con por origen interacciones electroestáticas entre los distintos elementos constitutivos de dicha composición.

Por otra parte, otro objeto de la invención es proponer composiciones cuyas características antes citadas se pueden observar no sólo para una amplia gama de compuestos sino también en un amplio ámbito de concentraciones.

Estos objetivos y otros se alcanzan por la presente invención que tiene, por lo tanto, por objeto una composición acuosa que asocia al menos un copolímero en bloque (A) que comprende, a un pH de la composición dado, pHo, comprendido entre 1 y 14, al menos dos bloques que llevan al menos dos cargas iónicas de la misma naturaleza y al menos un bloque que no lleva carga iónica, con al menos un compuesto (B) que lleva una o varias cargas iónicas opuestas a la de dichos bloques en las mismas condiciones de pH; siendo el compuesto (B) elegido entre los iones que llevan al menos dos cargas iónicas, llevando los tensioactivos al menos una carga iónica, llevando los oligómeros y/o polímeros al menos dos cargas iónicas y/o llevando las partículas minerales al menos dos cargas iónicas; siendo el contenido en copolímero en bloque (A) tal que la viscosidad de la composición es superior a tres veces, preferentemente superior o igual a diez veces, la de una disolución acuosa de copolímero en bloque (A) y la de una disolución acuosa del compuesto (B) , a pHo y en las mismas condiciones de temperatura y concentración.

Otro objeto de la invención es la utilización de la composición en los ámbitos de la explotación de yacimientos de petróleo o de gas, de los detergentes y de la cosmética.

Finalmente, un último objeto de la invención está constituido por formulaciones que comprenden la composición según la invención, destinadas a los ámbitos de la explotación de yacimientos de petróleo o de gas, de los detergentes y de la cosmética.

Así como esto se indicó anteriormente, las composiciones según la invención presentan la ventaja, entre otras, de permitir el acceso a geles electroestáticos empleando numerosos compuestos, en amplias gamas de concentración.

Por otra parte, las composiciones según la invención son relativamente poco sensibles a factores exteriores tal como la temperatura.

Dicha propiedad hace las composiciones según la invención especialmente apropiadas para aplicaciones en el ámbito de la explotación de yacimientos de petróleo o gas, en particular, como aditivo que entra en la composición de fluidos de perforación. En efecto, las temperaturas encontradas la mayor parte del tiempo en estas aplicaciones son elevadas y muchos aditivos empleados como agente espesante pierden su capacidad viscosante en tales condiciones, contrariamente a las composiciones según la invención.

Por otra parte, las composiciones según la invención, en algunos casos, pueden también conservar de manera sustancial su elevada viscosidad, así como sus características del gel cuando proceda, incluso con la adición de compuestos hidrófobos.

Según otra característica de las composiciones según la invención, la sensibilidad al pH se puede adaptar en función de las necesidades, según la naturaleza de los restos iónicamente cargados presentes en los bloques correspondientes del copolímero. En efecto, si los restos comprenden un ácido o una base débil, su carga iónica varía según el pH del medio. Eso puede representar una ventaja importante en el caso en que se desee hacer evolucionar las características reológicas de la composición en función de este parámetro (gel estimulable al pH-pH responsivo geles) . Por ejemplo, en algunas aplicaciones, puede ser ventajoso poder disponer de medios que actúan casi instantáneamente que permiten desestructurar una composición gelificada o bien al contrario de gelificar la composición.

Por otra parte, la presente invención permite gelificar y/o espesar composiciones que comprenden especies catiónicas, lo que es difícil para muchos espesantes clásicos. En efecto, estos últimos son en la mayoría de los casos compuestos aniónicos. Ahora bien cuando estos últimos están en contacto con dichas especies catiónicas, se observa generalmente una precipitación del conjunto.

Pero otras ventajas y características de la presente invención aparecerán más claramente en la lectura de la descripción y los ejemplos que van a seguir.

Hay que tener en cuenta que la composición acuosa según la invención se puede presentar en forma de un gel. Por gel, se designan más concretamente composiciones que presentan un módulo elástico (G') superior o igual al módulo de pérdida (G") sobre una gama de frecuencia comprendida entre 1 y 10 Hz, con una geometría de tipo cono-plano; siendo los módulos medidos en el régimen lineal de viscoelasticidad, a 25º C, con un Reómetro Rheometrics o Carrimed.

Además, de aquí en adelante, las condiciones de temperatura, de pH de la composición se refieren a la composición como tal antes de su utilización, que ésta no incluya más que el copolímero en bloque y el compuesto que lleva una o varias cargas iónicas, o bien que sea asociada a distintos otros constituyentes necesarios para obtener formulaciones completas. Estas "condiciones" se pueden también referir a la composición durante su utilización, más específicamente durante la utilización de la formulación completa.

Como se mencionó más arriba esto, el primer tipo de elemento constitutivo de la composición según la invención está constituido por uno o varios copolímeros en bloques (A) que comprenden, a un pH dado de la composición, denominado pHo, comprendido entre 1 y 14, al menos dos bloques que llevan al menos dos cargas iónicas de la misma naturaleza y al menos un bloque que no lleva carga iónica. Dos cargas iónicas son de la misma naturaleza cuando son del mismo signo.

Más concretamente, el copolímero en bloque (A) se elige entre los copolímeros en bloque lineales, de los copolímeros en bloque de estructura en peine, de estructura en estrella... [Seguir leyendo]

1. Composición acuosa que asocia al menos un copolímero en bloque (A) que comprende, a un pH de la composición dado, pHo, comprendido entre 1 y 14, al menos dos bloques que llevan al menos dos cargas iónicas de la misma naturaleza y al menos un bloque que no lleva carga iónica, con al menos un compuesto (B) que lleva una o varias cargas iónicas de carga opuesta a la de dichos bloques en las mismas condiciones de pH; siendo el compuesto (B) elegido entre los iones que llevan al menos dos cargas iónicas, los tensioactivos que llevan al menos una carga iónica, los oligómeros y/o polímeros que llevan al menos dos cargas iónicas y/o las partículas minerales que llevan al menos dos cargas iónicas; y siendo dicho compuesto B elegido a pHo entre:

los compuestos catiónicos cuando los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) sean aniónicos, los compuestos aniónicos cuando los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) son catiónicos, el contenido en copolímero en bloque (A) siendo tal que la viscosidad de la composición es superior a tres veces, preferentemente superior o igual a diez veces, la de una disolución acuosa de copolímero en bloque (A) y la de una disolución acuosa del compuesto (B) , a pHo y en las mismas condiciones de temperatura y de concentración.

2. Composición según la reivindicación anterior, caracterizada porque se presenta en forma de un gel.

3. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el copolímero en bloque (A) se elige entre los copolímeros lineales, los copolímeros de estructura en peine, de estructura en estrella, los copolímeros dendríticos o hiper-ramificados.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) son bloques aniónicos a pHo.

5. Composición según la reivindicación anterior, caracterizada porque los bloques aniónicos del copolímero en bloque (A) se obtienen a partir de al menos un monómero que lleva al menos una función carboxílica, sulfónica, sulfúrica, fosfónica, fosfórica, sulfosuccínico, las sales correspondientes, o los precursores correspondientes.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizada porque los bloques aniónicos del copolímero en bloque (A) se obtienen a partir de al menos un monómero elegido entre: los ácidos mono- o policarboxílicos lineales, ramificados, cíclicos o aromáticos, los derivados N-sustituidos de dichos ácidos, los monoésteres de ácidos policarboxílicos, que comprenden al menos una insaturación etilénica; los ácidos vinil carboxílicos lineales, ramificados, cíclicos o aromáticos; los aminoácidos que comprenden, que comprenden al menos una insaturación etilénica, los N-carboxi anhídrido de aminoácidos; solos o en mezclas, sus derivados sulfónicos o fosfónicos, los macromonómeros que derivan de tales monómeros, las sales o los precursores de estos monómeros.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero en bloque (A) son bloques catiónicos a pHo.

8. Composición según la reivindicación anterior, caracterizada porque los bloques catiónicos del copolímero en bloque (A) se obtienen a partir de al menos un monómero elegido entre:

• los (met) acrilatos de aminoalquilo y las (met) acrilamidas de aminoalquilo;

• los monómeros que comprenden al menos una función amina secundaria, terciaria o cuaternaria, o un grupo heterocíclico que contiene un átomo de nitrógeno, la vinilamina y la etileno imina; y

• las sales de amonio de dialildialquil;

solos o en mezclas, sus sales, así como los macromonómeros que derivan de tales monómeros, pudiendo dichos monómeros presentar un contraion elegido entre los halógeno, tales como el cloro, los sulfatos, los hidrosulfatos, los alquilsulfatos, los fosfatos, los citratos, los formiatos, los acetatos.

9. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los bloques del copolímero en bloque (A) que no llevan carga iónica se obtienen a partir de al menos un monómero no iónico elegido entre:

• el óxido de etileno, el óxido de propileno y el óxido de butileno,

• los ésteres de los ácidos mono- o poli- carboxílicos, lineales, ramificados, cíclicos o aromáticos, que comprenden al menos una insaturación etilénica,

• las amidas de los ácidos mono- o poli- carboxílicos, lineales, ramificados, cíclicos o aromáticos, que comprenden al menos una insaturación etilénica, los nitrilosrº -insaturados, la N-vinilpirrolidona, los éteres vinílicos, los ésteres vinílicos, los monómeros vinilaromáticos, los halogenuros de vinilo o de vinilideno y las amidas de vinilamina,

• los monómeros hidrocarbonados, lineales o ramificados, que comprenden al menos un doble enlace carbono-carbono,

solos o en mezclas, así como los macromonómeros que derivan de tales monómeros.

10. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los bloques del copolímero en bloque (A) que no llevan carga iónica, son hidrosolubles.

11. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque cada uno de los bloques que no llevan carga iónica del copolímero en bloque (A) presente una masa molar en peso al menos tres veces superior a la de uno al menos de los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas de dicho copolímero en bloque (A) .

12. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la proporción de restos hidrófilos en al menos uno de los bloques del copolímero en bloque (A) que no llevan carga iónica, es de al menos 70% en moles, preferentemente al menos 90% en moles, con respecto al número total de moles de restos de dicho bloque que no lleva carga iónica.

13. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el contenido en copolímero en bloque (A) está comprendido entre 0, 001 y 30% en peso de la composición, preferentemente comprendido entre 0, 01 y 5% en peso de la composición.

14. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el copolímero en bloque (A) se asocia con al menos un copolímero dibloque, que, a pHo, comprende un bloque que lleva al menos una carga iónica de la misma naturaleza que la de los bloques que llevan al menos dos cargas iónicas del copolímero (A) y un bloque que no lleva carga iónica.

15. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cantidad de copolímero dibloque, expresada en porcentaje en peso, en referencia a la suma del copolímero en bloque (A) antes citado y del copolímero dibloque, representa de 50 a 99, 9%, preferentemente entre 80 y 99% en peso, cuando el copolímero en bloque (A) es lineal, o representa de 0 excluido a 99%, ventajosamente de 0 excluido al 60%, cuando el copolímero en bloque (A) es de estructura en peine, ramificada, en estrella o dendrímero.

16. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compuesto catiónico es un ion que lleva al menos dos cargas, elegido entre uno al menos de los elementos de las columnas IIA, IIIA, IB, IIB, IIIB, IVB, VIII de la tabla periódica de los elementos.

17. Composición según la reivindicación 16, caracterizada porque el compuesto catiónico se elige entre:

• los tensioactivos que presentan al menos una carga catiónica, a pHo, siguientes:

o las mono- o poliaminas primarias, secundarias o terciarias, o que posee uno o varios grupos amonio cuaternario, alifáticos lineales o ramificados, aromáticos, así como las que comprenden eventualmente uno o varios grupos (s) alcoxilado (s) ;

o las sales de piperidinio;

o los imidazoles;

o las aminas heterocíclicas;

solos o en mezcla;

• y/o entre los tensioactivos anfóteros elegidos entre las betaínas; las sulfo-betaínas; los alquilanfo-acetatos o diacetatos; los alquilanfo-propionatos o -dipropionatos, solos o en mezclas.

18. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizada porque el compuesto (B) se elige entre partículas minerales catiónicas tales como las partículas de dióxido de titanio o dióxido de silicio tratado por cationes metálicos.

19. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y 7 a 15, caracterizada porque el compuesto aniónico es un ion que lleva al menos dos cargas aniónicas, elegido entre el sulfato, el carbonato, el fosfato, o sus mezclas; o un ion orgánico elegido entre las sales de ácidos dicarboxílicos saturados que tienen a lo sumo 6 átomos de carbono.

20. Composición según la reivindicación 19, caracterizada porque el compuesto aniónico se elige entre:

• los tensioactivos siguientes, solos o en mezclas, que presentan al menos una carga aniónica, pHo:

• los alquilésteres sulfonatos, los alquilbencenosulfanatos, los alquilsulfonatos primarios o secundarios, los alquilglicerol sulfonatos y los ácidos policarboxílicos sulfonados,

• los alquilsulfatos, los sulfatos de alquilglicocósidos, las alquilamidas sulfatados,

• los alquilfosfatos,

• las sales de ácidos grasos saturados o insaturadas, los sulfonatos de parafina, los N-acil N-alquiltauratos, los isetionatos, los alquilsuccinamatos y los N-acil sarcosiriatos,

• los alquilsulfosuccinatos, los monoésteres o diésteres de sulfosuccinatos,

• los polietoxicarboxilatos, solos o en mezclas;

• y/o entre los tensioactivos anfóteros elegidos entre las betaínas; los alquilanfoacetatos o -diacetatos; los alquilanfo-propionatos o dipropionatos, solos o en mezclas.

21. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 19 ó 20, caracterizada porque el compuesto (B) se 15 elige entre partículas minerales tales como las partículas de dióxido de titanio, de dióxido de silicio y de dióxido de cerio.

22. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la relación molar de la totalidad de las cargas catiónicas sobre la totalidad de las cargas aniónicas, en la composición, a pHo, está comprendida entre 0, 001 y 1000, preferentemente entre 0, 01 y 100, más concretamente entre 0, 1 y 10.

23. Utilisation de la composición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en los ámbitos de la explotación de yacimientos de petróleo o de gas, de los detergentes y de la cosmética.

24. Formulaciones que comprenden la composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, destinadas a los ámbitos de la explotación de yacimientos de petróleo o de gas, de los detergentes y de la cosmética.