Tensioactivos reactivos y su uso en emulsiones y dispersiones.

Tensioactivo polimérico reactivo que comprende

(a) Al menos dos unidades monoméricas hidrófilas por molécula,

cada una independiente y de acuerdo con lafórmula (I):

donde

R1 es alquileno u oxialquileno

R2 es H, metilo o etilo

R3 es H, -SO3

-X ó -PO3

2-2X, siendo X un catión y

n es superior a 5, y

(b) una o más unidades monoméricas hidrófobas por molécula, cada una independiente y de acuerdo con lafórmula (ll)

donde

R4 es H ó metilo

R5 es un grupo hidrófobo.

Tensioactivos reactivos y su uso en emulsiones y dispersiones Campo de la invención La presente invención se refiere a agentes tensioactivos poliméricos reactivos y su uso en la estabilización de 5 emulsiones líquidas acuosas y de dispersiones acuosas de partículas.

Antecedentes de la invención El uso de agentes tensioactivos poliméricos reactivos con grupos sustituyentes hidrófilos e hidrófobos para la preparación de emulsiones es conocido, tal como se ilustra en la WO 02/100525. También es conocido el uso de “polímeros estructurados” con grupos sustituyentes hidrófilos e hidrófobos para la preparación de dispersiones (US 10 6262152) . En cada caso, la producción industrial de los polímeros relevantes es difícil o cara y/o éstos no tienen las propiedades tensioactivas necesarias. Algunos de los procesos para elaborar estos polímeros comprenden la utilización de un catalizador con contenido metálico que puede ser difícil de eliminar del producto y que puede tener relevancia en lo que se refiere a la seguridad industrial y al medio ambiente. Además, los tensioactivos poliméricos que contienen sustituyentes hidrófilos derivados de metacrilato de metoxipolietilenglicol (MPEGMA) , que pueden obtenerse con un coste relativamente reducido, tienden a ser inestables bajo condiciones alcalinas. Los copolímeros MPEGMA conocidos carecen típicamente de las suficientes propiedades tensioactivas.

Existe la necesidad de un sistema tensioactivo polimérico reactivo que presente las suficientes propiedades tensioactivas, que se pueda producir de modo económico, que sea resistente a la hidrólisis bajo condiciones alcalinas y que sea respetuoso con el medio ambiente.

La EP 0 216 479 describe espesantes poliméricos y su producción.

Sumario de la invención En un primer aspecto, la presente invención se refiere a tensioactivos poliméricos reactivos que comprenden:

(a) Al menos dos unidades monoméricas hidrófilas por molécula, cada una independiente y de acuerdo con la fórmula (I) :

donde R1 es alquileno u oxialquileno R2 es H, metilo o etilo R3 es H, -SO3-X ó -PO32-2X, siendo X un catión y

n es superior a 5, y

(b) una o más unidades monoméricas hidrófobas por molécula, cada una independiente y de acuerdo con la fórmula (ll)

donde R4 es H ó metilo R5 es un grupo hidrófobo.

El tensioactivo polimérico reactivo de la presente invención proporciona sitios reactivos en los grupos hidrófilos del mismo, esto es en los grupos hidroxilo terminal de los grupos poli (oxialquileno) de las unidades monoméricas hidrófilas 10 de fórmula (l) , disponibles para una reacción subsiguiente y que pueden, por ejemplo, reticularse con un reticulante apropiado, tal como un compuesto con dos o más grupos funcionales isocianato por molécula, con el fin de formar una red polimérica. Además, los grupos poli (oxialquileno) hidrófilos de las unidades monoméricas de acuerdo con la fórmula (l) son resistentes a la hidrólisis incluso bajo condiciones alcalinas.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un método para estabilizar una emulsión de una fase líquida 15 discontinua a una fase líquida continua, donde una de estas fases comprende un líquido acuoso y la otra comprende un líquido no miscible con agua, comprendiendo el método:

a) proporcionar el tensioactivo polimérico reactivo arriba descrito y un agente reticulante para el agente tensioactivo polimérico reactivo entre la fase líquida discontinua y la fase líquida continua, y

b) hacer reaccionar el agente tensioactivo polimérico reactivo con el reticulante para formar una red polimérica en 20 la interfase.

En un tercer aspecto, la presente invención se refiere a una emulsión que comprende:

a) una fase líquida acuosa b) una fase líquida no miscible en agua, donde al menos existe una interfase entre la fase líquida acuosa y la no miscible en agua y

c) una red polimérica dispuesta en la al menos una interfase, comprendiendo dicha red polimérica el producto de reacción del tensioactivo polimérico reactivo arriba descrito y un agente reticulante para el tensioactivo reactivo.

En un cuarto aspecto, la presente invención se refiere a un método para estabilizar una dispersión de partículas sólidas en medio acuoso, comprendiendo:

a) proporcionar el tensioactivo polimérico reactivo arriba descrito y un agente reticulante para el tensioactivo 30 polimérico reactivo en una interfase entre las partículas sólidas y el medio acuoso y

b) hacer reaccionar el tensioactivo polimérico reactivo con el reticulante para formar una red polimérica en dicha interfase.

En un quinto aspecto, la presente invención se refiere a una dispersión acuosa que comprende:

a) un medio acuoso y

b) una o más partículas dispersas en el medio líquido, donde cada una de dichas partículas presenta un núcleo con una superficie exterior y donde cada una de dichas partículas tiene una red polimérica dispuesta en al menos una parte de la superficie exterior de su núcleo, comprendiendo dicha red polimérica el producto de reacción del tensioactivo polimérico reactivo arriba descrito y un agente reticulante para el agente tensioactivo reactivo.

Descripción detallada de la invención y realizaciones preferentes Tal como se utiliza en la presente invención, el término “alquilo” significa un grupo hidrocarburo saturado que puede ser lineal o ramificado, por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, t-butilo, pentilo, n-hexilo.

Tal como se utiliza aquí, el término “cicloalquilo” significa un grupo hidrocarburo saturado de 5 a 22 átomos de carbono que incluye uno o más anillos alquilo cíclicos, por ejemplo ciclopentilo, ciclooctilo y adamantanilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “hidroxialquilo” significa un grupo alquilo, típicamente un grupo alquilo (C1-C22) , sustituido con un grupo hidroxilo, por ejemplo hidroximetilo, hidroxietilo, hidroxipropilo e hidroxidecilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “aminoalquilo” significa un grupo alquilo, típicamente un grupo alquilo (C1-C22) , sustituido con un grupo amino, tal como aminobutilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “glicidalalquilo” significa un grupo alquilo, típicamente un grupo alquilo (C1-C22) , sustituido con un grupo glicidal, tal como es glicidaletilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “carboxialquilo” significa un grupo alquilo, típicamente un grupo alquilo (C1-C22) , sustituido con un grupo carboxilo, por ejemplo carboxietilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “alquileno” significa un grupo hidrocarburo acíclico saturado bivalente, incluyendo metileno, polimetileno y grupos polimetileno alquil-sustituidos como son, por ejemplo, dimetileno, tetrametileno y 2-metiltrimetileno.

Tal como se utiliza en la presente invención, “oxialquileno” significa un grupo bivalente que comprende un grupo alquileno sustituido con un grupo oxi, por ejemplo oximetileno y oxidimetileno.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “alquenilo” significa un hidrocarburo insaturado de cadena lineal, de cadena ramificada o un cíclico que contiene uno o más enlaces dobles carbono-carbono, por ejemplo etenilo, 1propenilo, 2-propenilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “arilo” significa un grupo hidrocarburo insaturado monovalente que contiene uno o más anillos de carbono de seis miembros, donde la insaturación puede estar representada por tres enlaces dobles conjugados, y donde uno o más carbonos del anillo pueden estar sustituidos con hidroxi, alquilo, alquenilo, halo, haloalquilo o amino, por ejemplo fenoxi, fenilo, metilfenilo, dimetilfenilo, trimetilfenilo, clorofenilo, triclorometilfenilo, aminofenilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, el término “aralquilo” significa un grupo alquilo sustituido con uno o más grupos arilo, por ejemplo fenilmetilo, feniletilo, trifenilmetilo.

Tal como se utiliza en la presente invención, la terminología “ (Cr-Cs) ” con referencia a un grupo orgánico, donde r y s son ambos números enteros, indica que el grupo puede contener desde r átomos de carbono hasta s átomos de carbono.

Tal como se utiliza en la presente invención, la terminología “insaturación etilénica” se refiere a enlaces dobles carbonocarbono terminales (es decir a, ß) .

Tal como se utiliza en la presente... [Seguir leyendo]

1. Tensioactivo polimérico reactivo que comprende (a) Al menos dos unidades monoméricas hidrófilas por molécula, cada una independiente y de acuerdo con la fórmula (I) :

donde R1 es alquileno u oxialquileno R2 es H, metilo o etilo

R3 es H, -SO3-X ó -PO32-2X, siendo X un catión y 10 n es superior a 5, y

(b) una o más unidades monoméricas hidrófobas por molécula, cada una independiente y de acuerdo con la fórmula (ll)

donde 15 R4 es H ó metilo R5 es un grupo hidrófobo.

2. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 1, caracterizado porque R1 es metileno, R2 es H, R3 es hidroxilo y n es un número entero de 5 a 100.

3. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 1, caracterizado porque n es de 5 a 100 y típicamente de 10 a 20 60.

4. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 1, caracterizado porque R5 es R6 ó

5. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 1, caracterizado porque el tensioactivo polimérico comprende además una o más unidades monoméricas por molécula, cada una de independientemente, de fórmula (lll)

donde R7 es H ó metilo, y

R8 comprende un grupo funcional reactivo, un grupo iónico o un grupo con un grupo funcional reactivo y

un grupo iónico.

6. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 5, caracterizado porque R8 es alquenilo, aminoalquilo, 10 hidroxialquilo, glicidalalquilo, un grupo sal de amonio cuaternario, un grupo ácido, un grupo sal de ácido ó

y R9 es H, aminoalquilo, hidroxialquilo, glicidalalquilo, un grupo sal de amonio cuaternario, un grupo ácido o un grupo sal de ácido.

7. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 1, caracterizado porque el tensioactivo polimérico comprende, con respecto al número total de unidades monoméricas del tensioactivo, del 20 a 90 por ciento en peso de unidades monoméricas de fórmula (l) , del 10 al 80 por ciento en peso de unidades monoméricas de la fórmula (ll) .

8. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 5, caracterizado porque el tensioactivo polimérico comprende, con respecto al número total de unidades monoméricas del tensioactivo, del 20 a 90 por ciento en peso de unidades monoméricas de fórmula (l) , del 10 al 80 por ciento en peso de unidades monoméricas de fórmula (ll)

y hasta un 30 por ciento en peso de unidades monoméricas de fórmula (lll) .

9. Tensioactivo polimérico según la reivindicación 5, caracterizado porque el tensioactivo polimérico tiene un peso molecular promedio en peso de 1.000 a 200.000 gramos por mol.

10. Método para estabilizar una emulsión de una fase líquida discontinua en una fase líquida continua, donde una

de tales fases comprende un líquido acuoso y la otra de estas fases comprende un líquido no miscible en agua, 25 que comprende:

a) proporcionar un tensioactivo polimérico reactivo según la reivindicación 1 y un agente reticulante para el agente tensioactivo polimérico reactivo entre la fase líquida discontinua y la fase líquida continua, y

b) hacer reaccionar el agente tensioactivo polimérico reactivo con el reticulante para formar una red polimérica en la interfase.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado porque R3 es H y el reticulante es un reticulante isocianatofuncional.

12. Emulsión que comprende:

a) una fase líquida acuosa b) una fase líquida no miscible en agua, donde al menos existe una interfase entre la fase líquida acuosa y la no 35 miscible en agua y

c) una red polimérica dispuesta en la al menos una interfase, comprendiendo dicha red polimérica el producto de reacción de un tensioactivo polimérico reactivo según la reivindicación 1 y un agente reticulante para el tensioactivo reactivo.

13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque R3 es H y el reticulante es un reticulante isocianato5 funcional.

14. Método para estabilizar una dispersión de partículas sólidas en un medio acuoso, que comprende:

a) proporcionar un tensioactivo polimérico reactivo según la reivindicación 1 y un agente reticulante para el tensioactivo polimérico reactivo en una interfase entre las partículas sólidas y el medio acuoso y

b) hacer reaccionar el tensioactivo polimérico reactivo con el reticulante para formar una red polimérica en dicha 10 interfase.

15. Método según la reivindicación 14, caracterizado porque R3 es H y el reticulante es un reticulante isocianatofuncional.

16. Dispersión acuosa que comprende:

a) un medio acuoso y

b) una o más partículas dispersas en el medio líquido, donde cada una de dichas partículas presenta un núcleo con una superficie exterior y donde cada una de dichas partículas tiene una red polimérica dispuesta en al menos una parte de la superficie exterior de su núcleo, comprendiendo dicha red polimérica el producto de reacción de un tensioactivo polimérico reactivo según la reivindicación 1 y un agente reticulante para el agente tensioactivo reactivo.

17. Método según la reivindicación 16, caracterizado porque R3 es H y el reticulante es un reticulante isocianatofuncional.