Emulsionante que contiene organopolisiloxanos modificados con glicerina.

Emulsionante que contiene al menos un siloxano modificado con glicerina de la fórmula general (I)M2+f+2g-a-bM'a 5 M"b Dc D'd D"e Tf Qg fórmula (I)

en donde

R1 ≥

independientemente uno de otro, radicales hidrocarbonados iguales o diferentes, lineales o ramificados,eventualmente aromáticos con 1 a 16 átomos de carbono, que eventualmente portan funciones OH o éster,R2 ≥ independientemente uno de otro, radicales alquilo iguales o diferentes, lineales o ramificados, con 8 a 28átomos de carbono y

R3 ≥ -CH2CH2CH2OCH2CH(OH)CH2OH,

con

a ≥ 0 a 2,

b ≥ 0 a 2,

c ≥ 20 a 300,

d ≥ 4 a 130,

e ≥ 3 a 75,

f ≥ 0 a 10 y

g ≥ 0 a 5,

con la condición de que

N ≥ 2 + c + d + e + 2f + 3g ≥ 51 a 350,

y ≥ (a + d) / (b + e) ≥ 1 a 6,5 y

z ≥ a + b + d + e ≥ mayor que 10.

Emulsionante que contiene organopolisiloxanos modificados con glicerina

Campo de la invención

La invención se refiere a emulsionantes que contienen organopolisiloxanos modificados con glicerina de la fórmula general (I) así como a su uso para la preparación de emulsiones y dispersiones extraordinariamente estables.

Estado conocido de la técnica

Siloxanos organomodificados se emplean en las más diversas aplicaciones. Sus propiedades se pueden ajustar de forma precisa mediante el tipo de modificación así como mediante la densidad de modificación.

Así, por ejemplo, con alilpoliéteres, grupos organófilos o no iónicos hidrófilos se pueden unir a una estructura de siloxano. Compuestos de este tipo encuentran su aplicación, por ejemplo, como estabilizadores de espumas de poliuretano y como desespumantes en carburantes.

Por el contrario, mediante reacción con a-olefinas, el siloxano se enlaza con grupos oleófilos. Las ceras de silicona, así obtenidas, sirven, por ejemplo, como aditivos en aplicaciones cosméticas.

En muchos sectores de aplicación se demuestra que el efecto del siloxano depende de forma decisiva de la compatibilidad con la correspondiente formulación. Adecuados como emulsionantes son, por ejemplo, siloxanos que, junto a grupos alifáticos a base de a-olefinas, portan poliéteres tales como, por ejemplo, el producto comercial ABIL® EM 90 de Evonik Goldschmidt GmbH, Alemania.

Dado que compuestos con contenido en poliéter están siendo en los últimos tiempos, de forma creciente, objeto de crítica, existe una demanda de emulsionantes basados en siloxano que no porten grupos poliéter pero que, al mismo tiempo, dispongan de buenas propiedades de emulsión y dispersión.

Por ejemplo, derivados de glicerina o poliglicerina en calidad de componentes hidrófilos pueden reemplazar a grupos poliéter. Siloxanos modificados con glicerina se describen, por ejemplo, en el documento EP 1213316. En la solicitud EP 1550687 (Shin Etsu) se emplean siloxanos modificados con glicerina para su aplicación en emulsiones. También se pueden adquirir en el comercio siloxanos modificados con poliglicerina, por ejemplo de Shin-Etsu bajo los nombres KF-6100 o KSG-710. El documento EP 0 475 130 A2 describe organopolisiloxanos modificados con glicerina y radicales alquilo lineales.

Sin embargo, los compuestos de siloxano modificados con glicerina descritos hasta la fecha no son adecuados, por norma general, para una estabilización suficiente de emulsiones y dispersiones -tal como se requiere, por ejemplo, para formulaciones cosméticas comerciales -. Las formulaciones deben ser estables al almacenamiento con el fin de garantizar una durabilidad adecuada y una constante calidad del producto final. Para ello, las emulsiones o dispersiones deben mostrar a lo largo de un tiempo de varios meses y a diferentes temperaturas una composición estable constante y una homogeneidad sin separación de aceite o de agua o de sólidos. En especial, en el caso de preparados en emulsión cosméticos para maquillajes y aplicaciones de protección solar que contienen adicionalmente pigmentos inorgánicos tales como, por ejemplo, dióxido de titanio u óxidos de hierro, es a menudo difícil producir preparados cosméticos que se distingan por una buena estabilidad a largo plazo y por una muy buena dispersión en pigmentos. Los emulsionantes de silicona basados en glicerina descritos en el estado conocido de la técnica presentan aquí, en general, una estabilización en emulsión insuficiente. Emulsiones que son preparadas con ayuda de los emulsionantes de silicona con contenido en glicerina descritos en el estado conocido de la técnica, se pueden separar durante el almacenamiento y, por consiguiente, pueden conducir a una estabilidad insuficiente y a resultados no reproducibles.

Por lo tanto, una misión de la presente invención consistía en desarrollar nuevos siloxanos susceptibles de ser preparados de forma reproducible, exentos de poliéteres y organomodificados que puedan ser empleados como emulsionantes y agentes de dispersión eficaces y, con ello, muestren una estabilización extraordinaria reproducible de las formulaciones.

Descripción de la invención:

Sorprendentemente, se encontró que organopolisiloxanos de la fórmula general (I) modificados con glicerina, especialmente seleccionados, representan emulsionantes y agentes de dispersión muy eficaces y, con ello, representan una mejora significativa con respecto a los sistemas hasta ahora descritos. Las emulsiones preparadas con ellos y, en particular, también dispersiones con contenido en pigmentos o partículas, son muy estables de forma reproducible.

Los emulsionantes de acuerdo con la invención se describen seguidamente a modo de ejemplo, sin que la invención deba limitarse a estas formas de realización a modo de ejemplo. Si en lo que sigue se indican intervalos, fórmulas generales o clases de compuestos, entonces éstos no sólo deben comprender los correspondientes intervalos o grupos de compuestos que se mencionen explícitamente, sino también todos los intervalos parciales y grupos parciales de compuestos que puedan obtenerse mediante extracción de valores individuales (intervalos) o compuestos. Si en el marco de la presente invención se describen compuestos tales como, p. ej., polisiloxanos organomodificados, que pueden presentar varias veces diferentes unidades, entonces éstos pueden presentarse de forma estadísticamente distribuida (oligómero estadístico) u ordenada (oligómero de bloques) en estos compuestos. Los datos referentes al número de unidades en compuestos de este tipo se han de entender como valor medio, tomada la media de todos los compuestos correspondientes.

Por emulsionante se ha de entender en el marco de esta invención un emulsionante que se componga al menos de una sustancia de la fórmula general (I) y, eventualmente, al menos un co-emulsionante, siendo preferida la presencia de un co-emulsionante.

Objeto de la invención es un emulsionante que contiene al menos un siloxano modificado con glicerina de la fórmula general (I)

M2+f+2g-a-bM’a M"b Dc D’d D"e Tf Qg fórmula (I)

con M = (R13Si O1/2) , M’ = (R12R2SiO1/2) , M"= (R12R3SiO1/2) , D = (R12SiO2/2) , D’ = (R1R2SiO2/2) , D" = (R1R3SiO2/2) , T = (R1SiO3/2) y Q = (SiO4/2) ,

en donde R1 = independientemente uno de otro, radicales hidrocarbonados iguales o diferentes, lineales o ramificados, eventualmente aromáticos con 1 a 16 átomos de carbono, que eventualmente portan funciones OH o éster, preferiblemente metilo o fenilo, en particular metilo, R2 = independientemente uno de otro, radicales alquilo iguales o diferentes, lineales o ramificados, con 8 a 28 átomos de carbono, en particular n-dodecilo o n-hexadecilo y R3 =-CH2CH2CH2OCH2CH (OH) CH2OH, con a = 0 a 2, en particular 0 a 1, b = 0 a 2, en particular 0 a 1, c = 20 a 300, preferiblemente 30 a 220, en particular 40 a 150, d = 4 a 130, preferiblemente 5 a 80, en particular 8 a 40, e = 3 a 75, preferiblemente 3, 5 a 45, en particular 4 a 25, f = 0 a 10, preferiblemente 0 a 5, en particular 0 y g = 0 a 5, preferiblemente 0 a 2, en particular 0, con la condición de que N = 2 + c + d + e + 2f + 3g = 51 a 350, preferiblemente 60 a 250, en particular 65 a 180, y = (a + d) / (b + e) = 1 a 6, 5, preferiblemente 1, 3 a 6, en particular 1, 5 a 5, 5 y z = a + b + d + e = mayor que 10, preferiblemente mayor que 12, en particular mayor que 14.

Crítico para un buen comportamiento en las formulaciones es, en especial a) una larga cadena principal de silicona N, b) con una densidad de modificación z suficientemente elevada y c) una relación seleccionada y de grupos alquilo hidrófobos a grupos glicerina hidrófilos.

Este concierto necesario para una muy buena estabilización de las emulsiones descritas más abajo no se reconoció hasta ahora en el estado conocido de la técnica.

Emulsionantes de acuerdo con la invención preferidos se distinguen porque los siloxanos contenidos, modificados con glicerina, cumplen la condición 2 > a + b > 0.

Para emulsionantes de acuerdo con la invención puede ser ventajoso que los siloxanos contenidos, modificados con glicerina, presenten otras ramificaciones con el fin de acceder, eventualmente, a pesos moleculares más elevados y a una distribución de los pesos moleculares más amplia, Esto puede conducir a ventajas en el efecto estabilizante de... [Seguir leyendo]

1. Emulsionante que contiene al menos un siloxano modificado con glicerina de la fórmula general (I)

M2+f+2g-a-bM’a M"b Dc D’d D"e Tf Qg fórmula (I)

con M = (R13SiO1/2) , M’ = (R12R2SiO1/2) , M"= (R12R3SiO1/2) , D = (R12SiO2/2) , D’ = (R1R2SiO2/2) , D" = (R1R3SiO2/2) , T = (R1SiO3/2) y Q = (SiO4/2) ,

en donde R1 = independientemente uno de otro, radicales hidrocarbonados iguales o diferentes, lineales o ramificados, eventualmente aromáticos con 1 a 16 átomos de carbono, que eventualmente portan funciones OH o éster, R2 = independientemente uno de otro, radicales alquilo iguales o diferentes, lineales o ramificados, con 8 a 28 átomos de carbono y R3 =-CH2CH2CH2OCH2CH (OH) CH2OH, con a = 0 a 2, b = 0 a 2, c = 20 a 300, d = 4 a 130, e = 3 a 75, f = 0 a 10 y g = 0 a 5, con la condición de que N = 2 + c + d + e + 2f + 3g = 51 a 350, y = (a + d) / (b + e) = 1 a 6, 5 y z = a + b + d + e = mayor que 10.

2. Emulsionante según la reivindicación 1, caracterizado porque 2 > a+b > 0.

3. Emulsionante según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los siloxanos modificados con glicerina contienen adicionalmente unidades de siloxano de la fórmula general (II) .

[D”’ – R4 – D’”] fórmula (II)

con D”’ = (R1SiO2/2) , en donde R4 = -CH2CHR1-R5-CHR1CH2 o –CH=CR1-R5-CR1=CH-y R5 = un radical alquileno lineal o ramificado que posee eventualmente grupos éter, alcohol, éster, amina o siloxano, o un radical de la fórmula general - (Si (CH3) 2O) h-Si (CH3) 2-, con h = 1-400.

4. Emulsionante según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están contenidas mezclas de los siloxanos modificados con glicerina con diferentes longitudes de cadena de Si.

5. Uso de al menos un emulsionante según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, para la preparación de emulsiones de aceite en agua o de agua en silicona, así como la preparación de formulaciones cosméticas, dermatológicas o farmacéuticas. 6. Uso según la reivindicación 5, para la preparación de emulsiones cosméticas que contienen pigmentos inorgánicos o partículas cosméticas.

7. Uso según la reivindicación 5, para la preparación de agentes de conservación y de limpieza con contenido en sólidos eventualmente dispersados para el hogar o la industria, en particular para superficies duras, cuero o materiales textiles.

8. Emulsiones y dispersiones de agua en aceite, agua en silicona que contienen al menos un emulsionante según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4.

9. Formulaciones cosméticas, dermatológicas o farmacéuticas que contienen al menos un emulsionante según al 5 menos una de las reivindicaciones 1 a 4.

10. Formulación según la reivindicación 9, caracterizada porque la formulación presenta una concentración de compuestos con contenido en poliéter menor que 0, 1% en peso, referido a la formulación total.

1.

11. Formulaciones cosméticas según la reivindicación 9 ó 10, que contienen pigmentos.

12. Agentes de conservación y de limpieza que contienen sólidos eventualmente dispersados para el hogar o la industria y agentes de conservación y de limpieza para superficies duras, cuero o materiales textiles que contienen al menos un emulsionante según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4.