Composiciones acuosas de baja viscosidad.

Composiciones acuosas que presentan a 20ºC una viscosidad de Brookfield de 3000 mPas o menor (medida a20ºC y husillo 2 a 20 rpm),

y los compuestos de la fórmula general (III)

R-O-(EO)pX (III),

y compuestos de la fórmula general (IV)

CH2≥CH-CH2-O-(EO)qX (IV),

donde

* R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadenalineal o ramificado,

* X significa un grupo sulfato o fosfato, presentándose el grupo sulfato, o bien fosfato X, en formaneutralizada,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* p significa un número en el intervalo de 2 a 100, y

* q significa un número en el intervalo de 2 a 100,

con la condición de que la composición acuosa contenga los compuestos (III) en una cantidad de al menos un 35 %en peso - referido a la composición total -, y con la condición adicional de que la composición acuosa contenga lasuma de compuestos (III) y (IV) en una cantidad en el intervalo de un 35 a un 70 por ciento en peso - referido a lacomposición total.

Composiciones acuosas de baja viscosidad

Campo de la invención La invención se sitúa en el sector de polímeros y se refiere a composiciones acuosas de baja viscosidad, así como a 5 su empleo en la polimerización en emulsión.

Estado de la técnica

Etersulfatos de alcoholes grasos, que son agentes tensioactivos aniónicos, en disolución acuosa en concentraciones por encima de aproximadamente un 30 % en peso, muestran el fenómeno de formar gases de gel, lo que está vinculado a un crecimiento considerable de la viscosidad. En este caso se presentan "bloques de gel" regulares, es decir, estos sistemas se presentan como geles sólidos. Esto es indeseable para numerosas aplicaciones, en especial va unido a estas fases de gel que estos etersulfatos de alcoholes grasos acuosos ya no son líquidos, y por lo tanto ya no son fácilmente manejables.

Son conocidos emulsionantes correspondientes por la EP-A-1 318 157, la EP-A-2 239 276 y la EP-A-0 391 392.

Descripción de la invención La presente invención tomaba como base la tarea de poner a disposición composiciones acuosas que contienen una fracción elevada de etersulfatos de alcohol graso, y que son, no obstante, líquidas a 20ºC. En este caso, en el ámbito de la presente invención, se entiende por líquido que las composiciones acuosas presentan una viscosidad de 3000 mPas o menor, y en especial 1000 mPas o menor (viscosidad de Brookfield de la composición medida a 20ºC y husillo 2 a 20 rpm) .

En primer lugar son objeto de la invención composiciones acuosas que presentan a 20ºC una viscosidad de Brookfield de 3000 mPas o menor (medida a 20ºC y husillo 2 a 20 rpm) , y los compuestos de la fórmula general (III)

R-O- (EO) pX (III) ,

y compuestos de la fórmula general (IV)

CH2=CH-CH2-O- (EO) qX (IV) ,

donde

* R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* X significa un grupo sulfato o fosfato, presentándose el grupo sulfato, o bien fosfato X, en forma neutralizada,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* p significa un número en el intervalo de 2 a 100, y

* q significa un número en el intervalo de 2 a 100,

con la condición de que la composición acuosa contenga los compuestos (III) en una cantidad de al menos un 35 % en peso - referido a la composición total -, y con la condición adicional de que la composición acuosa contenga la suma de compuestos (III) y (IV) en una cantidad en el intervalo de un 35 a un 70 por ciento en peso - referido a la composición total -,

obteniéndose estas composiciones al etoxilarse conjuntamente en un primer paso (i) una mezcla de compuestos de la fórmula general (I)

R-O- (EO) nH (I) ,

y compuestos de la fórmula general (II)

CH2=CH-CH2-O- (EO) m-H (II) ,

donde * R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* n significa un número en el intervalo de 0 a 30, y

* m significa un número en el intervalo de 0 a 30,

con la condición de que los compuestos (I) en la mezcla de compuestos (I) y (II) se presentan en una fracción de al menos un 60 % en peso - referido a la mezcla total de (I) y (II) -, de modo que el grado de etoxilación medio de los compuestos (I) y (II) aumenta respectivamente en al menos dos unidades de EO por molécula,

obteniéndose un producto intermedio (Z) que constituye una mezcla de compuestos de la fórmula general (I*)

R-O- (EO) rH (I*) ,

y compuestos de la fórmula general (II*)

CH2=CH-CH2-O- (EO) s-H (II*) ,

donde * R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* r significa un número en el intervalo de 2 a 100, y

* s significa un número en el intervalo de 2 a 100,

y a continuación se transforma el producto intermedio (Z) obtenido en el paso (i) , en un segundo paso (ii) , mediante sulfatación, o bien fosfatación, y subsiguiente neutralización, en una composición acuosa que contiene los compuestos (III) y (IV) .

La neutralización de los grupos sulfato, o bien fosfato, producidos en el paso (ii) , se puede efectuar, a modo de ejemplo, con hidróxidos alcalinos o alcalinotérreos acuosos, como hidróxido de sodio, potasio, calcio o magnesio. También se puede emplear amoniaco acuoso para la neutralización.

Los compuestos (I) y (II) se pueden obtener según todos los métodos conocidos por el especialista, típicamente mediante reacción del correspondiente alcohol con óxido de etileno en presencia de un catalizador de etoxilación. Ilústrese esto en el ejemplo de compuestos (II) mediante el siguiente esquema:

CH2=CH-CH2-OH + m (EO) -CH2=CH-CH2-O- (AO) m-H

En relación con el índice m es válido - correspondientemente a la anterior determinación - que en este caso se trata de un valor medio (estadístico) ; de este modo, para CH2=CH-CH2-O- (AO) m-H, la afirmación m = 1 significa que se ha hecho reaccionar 1 mol de alcohol alílico con 1 mol de óxido de etileno, m = 2 significa que se ha hecho reaccionar 1 mol de alcohol alílico con 2 moles de óxido de etileno, m = 6 significa que se ha hecho reaccionar 1 mol de alcohol alílico con 6 mol de óxido de etileno. Por lo tanto, el índice m representa la proporción de reacción molar de alcohol alílico y óxido de etileno empleado, pudiéndose diferenciar los etoxilatos de alcohol alílico, según catalizador empleado, en la distribución de homólogos.

Lo efectuado en este caso para los compuestos (II) es válido análogamente también para los compuestos (I) .

Otro objeto de la presente invención es el empleo de las composiciones citadas anteriormente como emulsionantes en la polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica. En este caso, en principio se pueden emplear todos los monómeros importantes desde el punto de vista técnico, esencialmente insolubles en agua, pero preferentemente compuestos (met) acrílicos, de estireno y vinílicos.

Son ejemplos típicos de estos monómeros compuestos aromáticos vinílicos, por ejemplo estireno, divinilbenceno o viniltolueno, olefinas y diolefinas polimerizables, como propeno, butadieno o isopreno, ésteres de ácido acrílico o metacrílico con alcoholes lineales o ramificados con 1 a 18 átomos de carbono, en especial de alcoholes con 1 a 8 átomos de carbono, y - de modo especialmente preferente - de ésteres metílicos, ésteres etílicos y ésteres butílicos, ésteres vinílicos de ácidos con 2 a 12 átomos de carbono, en especial acetato de vinilo, propionato de vinilo, hexanato de vinil-2-etilo y laurato de vinilo, éteres de vinilalquilo con grupos alquilo que presentan 1 a 8 átomos de carbono, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno y similares.

Monómeros que son seleccionados a partir del grupo de acrilatos de alquilo, acrilatos de estireno, compuestos VeoVa, o mezclas de los mismos, con o sin adición de ácido acrílico o ácido metacrílico, son especialmente preferentes en el ámbito de la presente invención.

Los monómeros se pueden homopolimerizar en presencia de las composiciones según la invención, o copolimerizar con compuestos de la anterior enumeración diferentes a los citados.

Además, en el transcurso de la polimerización en emulsión también es posible emplear los compuestos (III) y (IV) según la invención en combinación con co-emulsionantes no iónicos y/o catiónicos conocidos. Esto puede conducir a dispersiones con estabilidad elevada, por ejemplo frente a fuerzas de cizallamiento, influencias térmicas y electrólitos. En este caso, los co-emulsionantes se emplean en cantidades de un 0, 5 a un 5, preferentemente un 1 a un 3 % en peso, referido a la totalidad de monómeros empleados. En este caso es posible disponer los coemulsionantes al comienzo de la polimerización junto con los emulsionantes, o añadir con dosificación los mismos en el transcurso de la polimerización. Otra variante prevé obtener una pre-emulsión bajo empleo o empleo concomitante de co-emulsionantes, y añadir la misma con dosificación en el transcurso de la polimerización. Para la estabilización adicional de las dispersiones obtenidas bajo empleo de acrilatos y/o metacrilatos según la invención, también es posible mezclar éstas con co-emulsionantes.

Los látices accesibles mediante empleo de las composiciones según la invención mediante polimerización en emulsión se pueden emplear, a modo de ejemplo, en la... [Seguir leyendo]

1. Composiciones acuosas que presentan a 20ºC una viscosidad de Brookfield de 3000 mPas o menor (medida a 20ºC y husillo 2 a 20 rpm) , y los compuestos de la fórmula general (III)

R-O- (EO) pX (III) , 5 y compuestos de la fórmula general (IV)

CH2=CH-CH2-O- (EO) qX (IV) ,

donde * R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* X significa un grupo sulfato o fosfato, presentándose el grupo sulfato, o bien fosfato X, en forma neutralizada,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* p significa un número en el intervalo de 2 a 100, y

* q significa un número en el intervalo de 2 a 100,

con la condición de que la composición acuosa contenga los compuestos (III) en una cantidad de al menos un 35 % en peso - referido a la composición total -, y con la condición adicional de que la composición acuosa contenga la suma de compuestos (III) y (IV) en una cantidad en el intervalo de un 35 a un 70 por ciento en peso - referido a la composición total -,

obteniéndose estas composiciones al etoxilarse conjuntamente en un primer paso (i) una mezcla de compuestos de 20 la fórmula general (I)

R-O- (EO) nH (I) ,

y compuestos de la fórmula general (II)

CH1=CH-CH1-O- (EO) m-H (II) ,

donde * R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno,

* n significa un número en el intervalo de 0 a 30, y

* m significa un número en el intervalo de 0 a 30,

con la condición de que los compuestos (I) en la mezcla de compuestos (I) y (II) se presentan en una fracción de al menos un 60 % en peso - referido a la mezcla total de (I) y (II) -, de modo que el grado de etoxilación medio de los compuestos (I) y (II) aumenta respectivamente en al menos dos unidades de EO por molécula,

obteniéndose un producto intermedio (Z) que constituye una mezcla de compuestos de la fórmula general (I*)

R-O- (EO) rH (I*) , 35 y compuestos de la fórmula general (II*) CH2=CH-CH2-O- (EO) S-H (II*) ,

donde * R significa un resto alquilo con 1a 18 átomos de carbono, que puede ser saturado o insaturado, de cadena lineal o ramificado,

* (EO) significa un grupo óxido de etileno, 5 * r significa un número en el intervalo de 2 a 100, y

* s significa un número en el intervalo de 2 a 100,

y a continuación se transforma el producto intermedio (Z) obtenido en el paso (i) , en un segundo paso (ii) , mediante sulfatación, o bien fosfatación, y subsiguiente neutralización, en una composición acuosa que contiene los compuestos (III) y (IV) .

2. Empleo de composiciones según la reivindicación 1 como emulsionantes en la polimerización en emulsión de monómeros con insaturación olefínica.