ES2202881T3 - Microemulsiones acuosas. - Google Patents
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Abstract
Microemulsión que comprende: (a) agua, (b) un hidrocarburo funcionalizado, (c) un agente superficiactivo aniónico, y (d) un diol que tiene de 2 a 10 átomos de carbono, siendo el hidrocarburo funcionalizado moderadamente soluble en agua dentro de todo el margen de estabilidad de la microemulsión y estando dicho hidrocarburo funcionalizado presente en una cantidad superior a la correspondiente a su solubilidad en agua, y siendo el hidrocarburo funcionalizado seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de ésteres, diésteres, triésteres, tetraésteres, acetatos y diacetatos y lactonas,y siendo el agente superficiactivo un sulfosuccinato.
Description
Microemulsiones acuosas.
La presente invención se refiere a
microemulsiones que siguen siendo estables al ser mezcladas con los
de una variedad de agentes espesantes y disolventes orgánicos que
las hacen particularmente útiles en aplicaciones de limpieza que
suponen la remoción de grasa, aceites, películas de pintura y otros
materiales orgánicos difíciles de retirar.
Son conocidos en la técnica composiciones de
limpieza y métodos que son para retirar materiales orgánicos
insolubles en agua y en los que se emplean disolventes de ésteres
dibásicos. Por ejemplo, las Patentes U.S. Núms. 4.934.391 y
4.927.556 describen emulsiones de ésteres dibásicos y agua, pero en
general a las simples emulsiones les falta la estabilidad necesaria
para mantenerse dispersadas por espacio de largos períodos de
tiempo.
Las Patentes U.S. Núms. 5.080.831 y 5.080.822
describen auténticas soluciones de disolventes orgánicos no
hidrocarbúricos e hidrocarbúricos no hidrogenados que tienen unas
solubilidades en agua de un 0,2 a un 6% en una combinación de agua y
un solubilizador.
La Patente U.S. Nº 5.158.710 describe una
microemulsión de disolventes orgánicos no hidrocarbúricos e
hidrocarbúricos no hidrogenados que tienen unas solubilidades en
agua de un 0,2 a un 6% con un aditivo solubilizador, un mejorador y
opcionalmente un acoplador. En esta patente el mejorador es un
material que mejora el rendimiento de limpieza del agente
superficiactivo inactivando la dureza del agua, proporcionando
alcalinidad para ayudar a la limpieza y tamponando el pH de la
composición para que se mantenga por encima de 7.
Otras patentes relativas a emulsiones y/o
microemulsiones incluyen la Patente U.S. Nº 5.597.792, que describe
una microemulsión continua de aceite en agua, disolventes orgánicos
y un agente superficiactivo; la Patente U.S. Nº 2.606.874, que
describe una emulsión de aceite hidrocarbúrico en la que se usa un
alcanodiol de C7 o más; y la Patente U.S. Nº 4.781.848, que
describe microemulsiones de hidrocarburos para la laminación de
metales.
La WO-A-36/16132
describe una composición de limpieza que es una microemulsión que
comprende agua, un compuesto terpénico, un compuesto pirrolidínico y
un agente superficiactivo aniónico.
Las microemulsiones tienen propiedades que hacen
que las mismas resulten atractivas para ser tomadas en
consideración en la formulación de productos de limpieza. El
objetivo de la presente invención es el de aportar una microemulsión
que se caracterice por tener un amplio margen de estabilidades
composicionales y térmicas y sin perder su identidad como
microemulsión pueda ser combinada con disolventes y aditivos para
formar con la misma varias composiciones de limpieza.
La presente invención aporta una microemulsión
que comprende:
(a) agua,
(b) un hidrocarburo funcionalizado,
(c) un agente superficiactivo aniónico, y
(d) un diol que tiene de 2 a 10 átomos de
carbono,
siendo el hidrocarburo funcionalizado
moderadamente soluble en agua dentro de todo el margen de
estabilidad de la microemulsión y estando dicho hidrocarburo
funcionalizado presente en una cantidad superior a la
correspondiente a su solubilidad en agua, y siendo el hidrocarburo
funcionalizado seleccionado de entre los miembros del grupo que
consta de ésteres, diésteres, triésteres, tetraésteres, acetatos y
diacetatos y lactonas, y siendo el agente superficiactivo un
sulfosuccinato. El diol es preferiblemente
1,2-hexanodiol, y el agente superficiactivo
preferido es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato
sódico.
La microemulsión de la presente invención puede
comprender además un disolvente orgánico, siendo el disolvente
orgánico mezclado con la microemulsión para formar una mezcla en la
que la relación en peso de microemulsión a disolvente orgánico es
tal que la mezcla es una microemulsión.
La presente invención aporta composiciones de
limpieza hechas a base de la microemulsión solamente o de la
microemulsión mezclada con un disolvente orgánico o con disolventes
orgánicos y/u otros aditivos. En las mezclas de la microemulsión con
agentes espesantes o disolventes orgánicos, la microemulsión
conserva su estabilidad.
La Figura 1 muestra un diagrama de fases
pseudoternario que representa una microemulsión de la presente
invención en la que la relación en peso de agente superficiactivo a
diol es de 50/50.
La Figura 2 muestra un gráfico de la suma del
porcentaje en peso de agente superficiactivo más el porcentaje en
peso de diol en función de \delta a \alpha igual a 50 y a una
temperatura de 10ºC.
La Figura 3 muestra el comportamiento en materia
de fases para varias mezclas de DBE a \alpha = 50 para
temperaturas de 0 a 80ºC en función del porcentaje en peso de
agente superficiactivo más diol a \delta igual a 50.
En el sentido en el que se le utiliza en la
presente, el vocablo "microemulsión" significa una mezcla
monofásica microestructurada en equilibrio de al menos tres
componentes. Dos de los tres componentes de la microemulsión son
moderadamente solubles uno en otro, como es por ejemplo el caso del
aceite y del agua o del aceite y un disolvente polar. El tercer
componente es una sustancia que sirve para solubilizar uno de los
dos primeros en el otro, como por ejemplo el aceite en agua o el
agua en aceite. El tercer componente puede ser un anfífilo, es
decir una molécula que contiene mitades tanto hidrofílica como
lipofílica. Una microemulsión se ve diáfana a simple vista, pero no
es una solución. Una microemulsión puede ser estable dentro de una
amplia gama de temperaturas y concentraciones sin pérdida de función
o estabilidad. Además, las microemulsiones pueden distinguirse de
las soluciones en que las microemulsiones están microestructuradas
y pueden contener micelas hinchadas con "aceite", una
estructura bicontinua, micelas inversas hinchadas con agua u otras
estructuras, en dependencia de la cantidad de "aceite" que
esté presente en el sistema. Las soluciones no presentan ninguna de
estas características microestructurales. En el sentido en el que
se le utiliza en la anterior definición, el vocablo "aceite"
significa el componente orgánico no superficiactivo de la
microemulsión. En general, las microemulsiones pueden presentar el
efecto Tyndall de dispersión visible de la luz y tienen bajas
tensiones interfaciales.
Una microemulsión no es una emulsión, y se
distingue de una emulsión en que la microemulsión es
termodinámicamente estable, o sea en su estado de más baja energía,
mientras que una emulsión es solo cinéticamente estable, es decir
que es muy lenta la velocidad a la cual la fase emulsionada se
separa del agua. A pesar de que una emulsión puede ser estable
durante días, meses o incluso más tiempo, con el paso del tiempo
devendrá inestable y se separará quedando en forma de una mezcla
estratificada.
Las microemulsiones tienen las siguientes
características identificativas: se preparan fácilmente a base de
mezclar o sacudir moderadamente los componentes juntos; son
termodinámicamente estables y no se separarán formando fases
separadas ni se sedimentarán, siempre que conserven su identidad
química sin cambio alguno de la temperatura; y si devienen
inestables debido a un cambio de temperatura, la microemulsión es
fácilmente restablecida a base de calentar o enfriar la mezcla
hasta que esté de nuevo a una temperatura situada dentro de la gama
de temperaturas en la que se da la estabilidad termodinámica de la
microemulsión.
En la formación de una microemulsión intervienen
en general las dos sustancias que son mutuamente insolubles o
moderadamente solubles y un agente superficiactivo o una mezcla de
un agente superficiactivo y un agente superficiactivo coadyuvante.
La formación de una microemulsión puede ser probada por uno de los
siguientes métodos de ensayo: dispersión visible de la luz según el
efecto Tyndall, dispersión dinámica de la luz, dispersión de rayos
X y dispersión de neutrones en ángulo pequeño; siendo todas éstas
técnicas de dispersión que son perfectamente conocidas. Otros
métodos importantes incluyen el de la conductividad, la RMN (RMN =
resonancia magnética nuclear) y las técnicas de fluorescencia
descritas en Surfactant Solutions, New Methods of
Investigation, R Zana, ed., Marcel Dekker, Nueva York, 1987, y
en "Microemulsions", Ber. Bunsenges Phys. Chem., 100,
181(1996) Nº 3.
En el sentido en el que se la utiliza en la
presente, la expresión "agente superficiactivo" significa una
sustancia superficiactiva de un tipo aniónico, catiónico o no
iónico que reduce la tensión superficial del agua.
Los hidrocarburos funcionalizados que forman las
microemulsiones de la presente invención incluyen ésteres,
diésteres, triésteres, tetraésteres, acetatos y diacetatos y
lactonas. De éstos, los hidrocarburos funcionalizados que son
preferidos para formular composiciones de limpieza son los ésteres
dibásicos.
El hidrocarburo funcionalizado de la presente
invención es moderadamente soluble en agua. La expresión
"moderadamente soluble" significa que la solubilidad del
hidrocarburo funcionalizado en agua es de menos de un 10% en peso, y
a la inversa, la solubilidad del agua en el hidrocarburo
funcionalizado es de menos de un 10% en peso.
Los agentes superficiactivos que son útiles en
las microemulsiones de la presente invención son sulfosuccinatos
aniónicos. Los agentes superficiactivos preferidos son sales
sódicas de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato,
(bEHSs),
di(1,3-dimetilbutil)sulfosuccinato y
diamilsulfosuccinato. Estos agentes superficiactivos están
disponibles comercialmente ya sea sin mezcla o bien en forma de
solución (en alcohol o agua) bajo la marca de fábrica AEROSOL de la
Cytec, Inc., de West Patterson, NJ, como AEROSOL-OT
(AOT) o AEROSOL-GPG,
AEROSOL-MA-80
(MA-80) y AEROSOL-AY (AY),
respectivamente. Otra fuente de agente superficiactivo es el
MACKANATE DOS-75 (MACKANATE es una marca de fábrica
de la McIntyre Group Ltd., de University Park, IL, y el producto
DOS-75 es una mezcla de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
agua, etanol y propilenglicol). De entre estos varios agentes
superficiactivos, el bEHSs es el más preferido, seguido por orden
por el diamilsulfosuccinato sódico y el
di(1,3-dimetilbutil)sulfosuccinato
sódico.
Los dioles que son útiles en la presente
invención son aquellos dioles que tienen de 2 a 10 carbonos, y
preferiblemente aquéllos en los que los grupos OH están presentes en
las posiciones 1,2. Los dioles pueden ser lineales o ramificados e
incluyen una funcionalidad además de los grupos OH. Los dioles
útiles incluyen los siguientes: 1,2-butanodiol,
1,2-pentanodiol, hexanodioles, octanodioles,
monoacetato de 1,2,3-propanotriol, heptanodioles,
decanodioles, neopentilglicol,
2-metil-2,4-pentanodiol
(conocido comúnmente como hexilenglicol) y
2-metil-1,3-propanodiol.
La función del diol en la presente invención es
particularmente sorprendente en el caso del
1,2-hexanodiol y del bEHSs, puesto que el
correspondiente alcohol, o sea el hexanol, no presenta sinergia en
combinación con los agentes superficiactivos de la presente
invención. Sin embargo, sí existe sinergia entre los alcoholes de
cadenas inferiores y el agente superficiactivo. Esto es
particularmente importante, puesto que muchos agentes
superficiactivos de los que están disponibles comercialmente se
venden en forma de soluciones en alcoholes de cadenas
inferiores.
La inclusión del diol en las microemulsiones de
la presente invención proporciona una microemulsión que tiene un
mayor margen de estabilidad térmica a una más baja concentración de
agente superficiactivo. Las microemulsiones prácticas de la presente
invención pueden ser formuladas a niveles más bajos del contenido
de sustancias orgánicas volátiles (VOC) y con temperaturas de
inflamación más altas en comparación con los productos conocidos
que están en forma de soluciones o emulsiones. Esto es
particularmente de interés cuando la microemulsión es usada para
formular composiciones de limpieza. Estas microemulsiones son
estables dentro de una gama de temperaturas que va desde al menos
5ºC hasta una temperatura tan alta como la de 100ºC.
Una ventaja importante de las microemulsiones de
la presente invención es la de que las mismas pueden ser diluidas
con disolventes orgánicos sin pérdida de función o de estabilidad,
es decir que la mezcla formada por la microemulsión y el disolvente
es también una microemulsión. Tales microemulsiones diluidas tienen
también amplios márgenes de estabilidad térmica resultantes de la
presencia del diol. Estas microemulsiones diluidas son especialmente
de interés para formular eficaces composiciones de limpieza.
Son disolventes orgánicos que pueden ser usados
para diluir las microemulsiones de la presente invención
disolventes seleccionados de entre los miembros del grupo que
consta de alcoholes, cetonas, ésteres, amidas acíclicas, amidas
cíclicas, éteres glicólicos, acetatos, acetatos de éteres
glicólicos, lactonas, sulfóxidos, carbonatos cíclicos, hidrocarburos
aromáticos, terpenos, N-metilpirrolidona y otras
N-alquilpirrolidonas, dimetilpiperidona, éter
monometílico de dipropilenglicol, carbonato de propileno,
alquilbencenos, d-limoneno y mezclas de cualquier
combinación de estos compuestos. Los disolventes orgánicos
preferidos incluyen N-metilpirrolidona;
dimetilpiperidona; éteres basados en etileno y propilenglicol y sus
ésteres, tales como acetato de éter metílico de propilenglicol;
carbonato de propileno; acetatos de alquilo tales como los vendidos
con la marca de fábrica EXXATE de la EXXON (Houston, TX); ésteres
alquílicos de ácido ftálico; cetonas inmiscibles con agua;
d-limoneno; éster-alcoholes tales
como los vendidos con la marca de fábrica TEXANOL de la Eastman
Chemical Company (Kingsport, TN); xileno y otros alquilbencenos y
mezclas de alquilbencenos tales como los productos Aromatic 100,
150 y 200 vendidos por la EXXON (fuera de los Estados Unidos,
"Aromatic" es conocido como "Solvesso").
Los hidrocarburos funcionalizados de la presente
invención incluyen ésteres dibásicos, y preferiblemente aquellos
ésteres de ácidos adípico, glutárico y succínico y alcoholes que
tienen de 1 a 12 carbonos y mezclas de estos ésteres. Son
particularmente de interés los ésteres dimetílicos de los ácidos
adípico, glutárico y succínico y mezclas de estos ésteres y los
ésteres de ácido 2-etilsuccínico y ácido
2-metilglutárico. (Adipato de dimetilo, glutarato
de dimetilo y succinato de dimetilo son vendidos individualmente y
en forma de mezclas bajo el nombre de producto DBE de la E. I.
DuPont de Nemours, Inc., sita en Wilmington, DE). Las mezclas DBE
incluyen el DBE, que es una mezcla de cada uno de los tres ésteres
en la que el componente principal es glutarato de dimetilo; el
DBE-2, que es una mezcla de adipato de dimetilo en
glutarato de dimetilo; el DBE-3 que es una mezcla
de glutarato de dimetilo en adipato de dimetilo; el
DBE-4, que es succinato de dimetilo; el
DBE-5, que es glutarato de dimetilo; el
DBE-6, que es adipato de dimetilo; el
DBE-9, que es glutarato de dimetilo en succinato de
dimetilo; y el DBE-IB, que es una mezcla de adipato
de ésteres diisobutílicos, adipato, glutarato y succinato.
Las microemulsiones de la presente invención son
particularmente de interés para la formulación de composiciones de
limpieza, y especialmente de aquéllas que contienen los ésteres
dibásicos. Las microemulsiones ofrecen ventajas como composiciones
de limpieza, en comparación con las soluciones y las emulsiones
bifásicas. Las microemulsiones tienen mayor estabilidad y la
singular propiedad de su facilidad para ser restablecidas mediante
calentamiento o enfriamiento si se produce la separación de la
microemulsión debido a variaciones de las temperaturas de
almacenamiento. Las microemulsiones pueden tener un mejor poder de
limpieza en comparación con las emulsiones o soluciones en
determinadas situaciones, y pueden ser formuladas para que tengan
un menor VOC y a veces con costes más bajos en comparación con las
auténticas soluciones.
Las aplicaciones de limpieza para las cuales son
útiles las microemulsiones de la presente invención incluyen la
limpieza de elementos metálicos, el desengrase y la remoción de
pinturas. La expresión "composición de limpieza" incluye, por
ejemplo, composiciones para desengrasar y retirar pinturas.
Puede hacerse una composición de limpieza de la
presente invención mezclando la microemulsión de la presente
invención con un disolvente orgánico y opcionalmente un agente
espesante. Los agentes espesantes que pueden ser usados en esta
formulación incluyen polímeros de éter de celulosa catiónica no
modificada y modificada hidrofóbicamente, poliuretanos y ácidos
poliacrílicos y poliacrílicos. Pueden usarse también agentes
espesantes inorgánicos. Por ejemplo, son útiles en la presente
invención silicatos magnésicos hídricos estratificados que son
vendidos como LAPONITE, que es una marca de fábrica de la Southern
Clay Products, de Gonzales, TX. Un agente espesante orgánico
preferido es un agente espesante de ácido poliacrílico que es
vendido con la marca de fábrica PEMULEN de la B.F. Goodrich. Son
dioles útiles para formular las composiciones de limpieza el
2-metil-1,3-propanodiol,
el
2-metil-2,4-pentanodiol
y el neopentilglicol.
Determinación de los límites de fase y
construcción de los diagramas de fases: Fueron preparadas muestras
a base de pesar e introducir individualmente el agua (A), el DBE
(B), el bEHSs (C) y el diol de C_{n} (D) en cilindros graduados
que tenían cierres herméticos y barritas agitadoras magnéticas. Las
muestras fueron encerradas herméticamente, y los cilindros
graduados fueron puestos en baños a temperatura constante. Las
muestras fueron entonces equilibradas en baños a temperatura
constante hasta la temperatura deseada con una tolerancia de
\pm0,05ºC. Mientras las muestras alcanzaban el equilibrio térmico,
las mismas fueron agitadas usando las barritas agitadoras para así
agitar las mezclas.
Una vez equilibradas las muestras hasta la
temperatura de interés, se hizo que cesase la agitación, y las
muestras fueron dejadas en reposo para que pudiese producirse
cualquier separación de fases antes de observar visualmente y
registrar el comportamiento en materia de fases (la evidencia de
más de una fase). Tras haber sido observado el comportamiento en
materia de fases, las muestras fueron entonces retiradas del baño
térmico, y se dejó que las mismas volviesen a la temperatura
ambiente. Al haber quedado equilibrados a la temperatura ambiente,
los envases que contenían las muestras fueron abiertos y fueron
añadidos componentes procedentes de las soluciones concentradas
para hacer la siguiente concentración a examinar. Este proceso fue
continuado hasta llegar a ser la cantidad de mezcla de muestra
contenida en el cilindro demasiado grande como para poder ser
correctamente agitada o equilibrada.
Los límites de fase fueron determinados con una
precisión de \pm0,1ºC, y fue usado como el punto límite el
promedio numérico de la temperatura antes y después de ser cruzados
los límites de fase.
Se ilustra la presente invención mediante los
siguientes ejemplos no limitativos.
Se hicieron como se ha descrito en el método para
la determinación de los límites de fase mezclas de
1,2-hexanodiol, agua, DBE-5 y
BEHSs.
Los datos obtenidos están ilustrados en las
Figuras. En las Figuras, \alpha = B/(A + B); \delta = D/(C + D)
y \gamma = (C + D)/(A + B + C + D). Según la práctica estándar, A
es la masa de agua, B es la masa del hidrocarburo funcionalizado, C
es la masa del agente superficiactivo, y D es la masa del diol en
la mezcla. Estas relaciones son a menudo expresadas como
porcentajes.
La Figura 1 muestra la microemulsión de la
presente invención a 20ºC para una composición que contiene agua,
DBE-5 y una mezcla de bEHSs y
1,2-hexanodiol en una proporción en peso de 50:50.
La zona de la microemulsión es la parte mayor sombreada del
diagrama de fases pseudoternario. A pesar de que estos datos se dan
para una microemulsión específica, los mismos son representativos
de las composiciones de la presente invención, es decir de mezclas
de otros hidrocarburos funcionalizados, agentes superficiactivos y
dioles con agua. Los porcentajes en peso reales de los componentes
de la microemulsión variarán con las combinaciones específicas del
hidrocarburo funcionalizado y de las combinaciones de diol y agente
superficiactivo de sulfosuccinato seleccionadas. Las microemulsiones
de la presente invención son estables dentro de una amplia gama de
temperaturas. Variando las concentraciones relativas de los 4
componentes, pueden formularse microemulsiones que tengan
estabilidades dentro de toda la gama de temperaturas que va desde 5
hasta 100ºC o que tengan estabilidades dentro de toda gama de
temperaturas de entre 5 y 100ºC. La gama de temperaturas queda
limitada a la que va desde 5 hasta 100ºC tan sólo a presión
atmosférica. A presiones más altas, el margen de estabilidad de la
microemulsión se prolonga hasta más allá de esta gama de
temperaturas tanto en el límite de temperatura superior como en el
límite de temperatura inferior.
La Figura 2 ilustra la cantidad mínima de agente
superficiactivo y diol que es necesaria para formar la
microemulsión a 10ºC y \alpha = 50. La zona de la microemulsión
es la superficie identificada con el número 1 en la Figura.
La Figura 3 muestra el comportamiento en materia
de fases en dependencia de la temperatura de la familia de DBE's en
función del porcentaje en peso de agente superficiactivo y diol en
la mezcla en la que \delta = 50. En el caso de cada producto DBE,
la zona de la microemulsión es la superficie que está a la derecha
de la línea de límites de fase trazada. Cada Figura ilustra la gama
composicional extensiva de la microemulsión de la presente
invención.
\newpage
Una particular ventaja de la presente invención
es la de que pueden prepararse microemulsiones que constan de
fracciones iguales de hidrocarburo funcionalizado y agua, lo cual
hace que estas microemulsiones sean adecuadas para la las de una
variedad de distintas aplicaciones. Formulaciones, es decir
mezclas, de las microemulsiones con disolventes orgánicos y/u otros
aditivos, hechas a partir de la microemulsión de la presente
invención pueden ser usadas como eficaces sustitutos de disolventes
orgánicos en aplicaciones tales como las de remoción de pinturas,
desengrase, remoción de resinas, limpieza de aeronaves y vehículos,
limpieza de componentes electrónicos y otras aplicaciones de
limpieza en general.
Los dioles que son adecuados para ser usados en
la presente invención incluyen aquéllos que tienen de 2 a 10 átomos
de carbono, como es el por ejemplo el caso del
1,2-butanodiol (BD), 1,2-petanodiol
(PD), 1,2-octanodiol y
2-metil-1,3-propanodiol.
El diol preferido en general es el 1,2-hexanodiol,
pero en determinadas formulaciones de limpieza específicas pueden
ser preferidos otros dioles en lugar del hexanodiol.
Este ejemplo ilustra una microemulsión que
contiene agua, DBE-5,
1,2-hexanodiol y varios agentes superficiactivos
comerciales.
AY65 es una mezcla de diamilsulfosuccinato
sódico, agua, etanol y metanol. Era de interés entender si el
efecto sinérgico del diol sería afectado por la presencia del
alcohol, y en especial del etanol, puesto que el etanol es un
diluyente común que se encuentra en agentes superficiactivos
comerciales. Se comprobó que la presencia de etanol en el agente
superficiactivo comercial hace que disminuya la cantidad de
hexanodiol que es necesaria para formar la microemulsión.
Fueron efectuadas comparaciones con un segundo
agente superficiactivo comercial que contiene un
78-80% de
di(1,3-dimetilbutil)sulfosuccinato
sódico, un 5% de isopropanol y un 16% de agua y es vendido bajo la
marca de fábrica MA-80-1 de la
Cytec, Inc. Usando agente superficiactivo de dihexilo de cadena más
corta en lugar de AOT resulta marginalmente mejorada la eficacia de
la operación de microemulsionar las mezclas de agua y
DBE-5.
Fue probado en las microemulsiones de la presente
invención el agente superficiactivo GPG, que se compone de
di(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico
(66-72%), etanol (7-9%) y agua
(19-27%) y es vendido por la Cytec con la marca de
fábrica GPG. De nuevo las microemulsiones obtenidas eran aceptables
dentro de la gama de temperaturas que va desde 5 hasta 100ºC y eran
fácilmente diluidas por "aceite" o agua para formar
microemulsiones que tenían una amplia gama de composiciones.
Este ejemplo ilustra el uso de un agente
espesante en la microemulsión de la presente invención. La
microemulsión hecha según el Ejemplo 1 fue mezclada con un 1% en
peso de JR-400, que es un polímero de éter de
celulosa catiónica no modificada que es suministrado con el nombre
de UCARE por la Amerchol Corporation de Edison, New Jersey. Cuando
las adiciones del agente espesante eran de menos de un 1,25%, la
mezcla seguía siendo una microemulsión monofásica diáfana. Cuando
la adición era superior a un 1,5% en peso, era formada una emulsión
viscosa. Estas emulsiones eran estables durante varios días. Las
microemulsiones espesadas con un 1% de JR-400 en
peso tenían una viscosidad de cizallamiento cero de 0,2
Pa-s (eran 200 veces más viscosas que el agua)
medida utilizando un reómetro Rheometrics Dynamic Stress Modelo
SR500.
Este ejemplo ilustra la adición de varios
disolventes orgánicos a la microemulsión. Las microemulsiones
básicas fueron hechas mezclando 3,9 g de DBE, 1,2 g de
Aerosol-OT, 3,9 g de agua, 0,5 g de etanol y 0,5 g
de 1,2-hexanodiol. Fueron mezclados con cada
microemulsión 2,0 g de disolvente de los que se enumeran a
continuación.
En cada caso, exceptuando el del Aromatic 150,
las mezclas con disolvente formaron una sola fase y eran
microemulsiones estables dentro de la gama de temperaturas que va
desde 5 hasta 100ºC.
La microemulsión que fue formada incluyendo
Aromatic 150 era estable dentro de una gama de temperaturas que iba
desde 20 hasta 75ºC. A temperaturas de menos de 20ºC, tenía lugar
separación de fases.
| Disolvente | Nº de Fases | T, ºC |
| NMP | 1 | 5-100 |
| dimetilpiperidona | 1 | 5-100 |
| éter monometílico de dipropilenglicol | 1 | 5-100 |
| carbonato de propileno | 1 | 5-100 |
| Aromatic 150 | 1 | 20-75 |
Este ejemplo ilustra la utilidad de la
microemulsión de la presente invención en la remoción de pintura.
La microemulsión fue formada mezclando un DBE, agua, agente
superficiactivo y diol para obtener la siguiente composición en
peso: 37,5% de DBE, 37,5% de agua, 15% de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico
y 10% de
2-metil-1,3-propanodiol.
Se puso una pequeña cantidad (2-3
ml) de esta microemulsión sobre tableros de madera de pino con los
siguientes acabados superficiales por espacio de 60 minutos a
25ºC.
a) Marine Paint ("Pintura Marina") en tres
capas plenamente curadas que eran una capa de imprimación hecha a
base de Pettit Specialty Fiberglass Undercoat y las capas finales
primera y segunda hechas a base de la pintura marina de alto brillo
llamada Pettit Esaypoly High Gloss Marine Paint.
b) Marine Varnish ("Barniz Marino") aplicado
en tres capas plenamente curadas de McCloskey
Man-O-War Gloss Spar. Las dos capas
finales habían sido diluidas un 20% antes de la aplicación.
Una vez transcurridos 60 minutos, las muestras
fueron raspadas con suavidad con una espátula metálica lisa, y fue
evaluada la cantidad de pintura retirada. En ambos casos fueron
retiradas todas las capas de recubrimiento.
Este ejemplo ilustra una composición
desengrasante en la que se usa la microemulsión de la presente
invención.
Una microemulsión preparada a base de 187,5 g de
DBE, 187,5 g de agua, 50,0 g de Aromatic 150, 75,0 g de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico
y 50,0 g de
2-metil-1,3-propanodiol
fue sometida a ensayo para determinar su capacidad de limpieza de la
manera siguiente:
Un perno de anilla de acero inoxidable de 4'' por
1/4'' fue recubierto con un recubrimiento delgado (aprox. 0,1 g) de
una suciedad. Exceptuando la anilla, el perno de anilla fue
sumergido en aproximadamente 115 g de la microemulsión anteriormente
indicada por espacio de 10 minutos a temperatura ambiente con suave
agitación magnética. El perno fue entonces enjuagado con agua
mediante inmersión por espacio de 10 minutos a temperatura ambiente,
y se dejó que el perno se secase a temperatura ambiente por espacio
de 24 horas. El perno fue entonces pesado de nuevo, y fue
determinada la cantidad de suciedad retirada con respecto a la
cantidad inicial. Esta cantidad fue comparada con la cantidad
retirada mediante inmersión en agua solamente por espacio de 10
minutos.
| Suciedad | % en Peso Retirado | |
| con agua | con la microemulsión | |
| Grasa al Calcio Conoco HB Nº 2 | 0,6% | 17,0% |
| Vaselina | 1,1% | 16,5% |
| Grasa Shell Alvania Nº 2 | 0,0% | 32,3% |
| Grasa Especial al Litio Sta-Lube Nº 2 | 0,0% | 41,2% |
Este ejemplo ilustra otra formulación
desengrasante en la que se usa la microemulsión de la presente
invención. La formulación fue hecha como se describe a continuación
y fue sometida a ensayo como se ha descrito en el Ejemplo 6. Los
datos que se indican a continuación corresponden al peso retirado
por la formulación. El peso retirado por el agua es igual al
indicado en la tabla del Ejemplo 6.
Fue preparada una microemulsión a base de 115,5 g
de DBE, 115,6 g de agua, 77,0 g de d-limoneno, 46,2
g de bis(2-etilhexil)sulfosuccinato
sódico y 30,8 g de
2-metil-1,3-propanodiol.
| Suciedad | Peso Retirado, % |
| Conoco HB | 20,2 |
| Vaselina | 55,4 |
| Shell ALVANIA | 63,1 |
| Grasa al Litio Sta-Lube | 81,3 |
\newpage
Este ejemplo ilustra la utilidad del
neopentilglicol en una microemulsión de la presente invención.
Fue formada una microemulsión a base de mezclar
56,4 gramos de DBE, 30 gramos de MACKANATE DOS-75
(MACKANATE es una marca de fábrica de la McIntyre Group Ltd., de
University Park, IL; y el producto DOS-75 es una
mezcla de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
agua, etanol y propilenglicol), 13,5 gramos de neopentilglicol y
50,4 gramos de agua. Los componentes fueron fácilmente mezclados
unos con otros mediante agitación para así formar una microemulsión
diáfana.
Este ejemplo ilustra la utilidad del
2-metil-2,4-pentanodiol
(comúnmente conocido como hexilenglicol) en calidad del diol en una
microemulsión de la presente invención.
Fue preparada una microemulsión a base de mezclar
4,0 gramos de DBE, 1,0 gramo de MACKANATE DOS-75,
1,0 gramo de
2-metil-2,4-pentanodiol
y 4 gramos de agua. Los componentes se mezclaron fácilmente unos con
otros mediante agitación para así formar una microemulsión
diáfana.
Este ejemplo ilustra la utilidad de PEMULEN, que
es un ácido poliacrílico, para espesar las microemulsiones de la
presente invención. PEMULEN es una marca de fábrica de la B.F.
Goodrich Company, de Cleveland, OH.
Fue preparada una microemulsión mezclando 3,36
gramos de DBE, 1,0 gramo de NMP, 1,79 gramos de MACKANATE
DOS-75, 0,81 gramos de neopentilglicol y 3 gramos de
agua. A esta microemulsión le fueron añadidos 0,3 gramos de PEMULEN
1622. La combinación resultante fue agitada vigorosamente
utilizando un agitador magnético hasta quedar uniforme, diáfana y
extremadamente viscosa. Aproximadamente 2 gramos de esta formulación
espesada fueron puestos sobre una superficie vertical y fueron
observados por espacio de un período de tiempo de 60 minutos.
Durante el tiempo de observación, la formulación permaneció en su
posición original sobre la superficie sin presentar signos de fluir
hacia abajo.
Este ejemplo muestra el uso de la formulación del
Ejemplo 10 en la remoción de pintura.
Una parte de la formulación del Ejemplo 10 fue
puesta sobre un tablero de madera de pino que estaba recubierto con
pintura marina como se ha descrito en el Ejemplo 5. El tablero fue
mantenido en posición vertical por espacio de 60 minutos, y la
muestra de la formulación fue entonces retirada rascando con
suavidad la superficie del tablero con una espátula metálica lisa.
Fueron retiradas todas las capas de la pintura.
Claims (18)
1. Microemulsión que comprende:
(a) agua,
(b) un hidrocarburo funcionalizado,
(c) un agente superficiactivo aniónico, y
(d) un diol que tiene de 2 a 10 átomos de
carbono,
siendo el hidrocarburo funcionalizado
moderadamente soluble en agua dentro de todo el margen de
estabilidad de la microemulsión y estando dicho hidrocarburo
funcionalizado presente en una cantidad superior a la
correspondiente a su solubilidad en agua, y siendo el hidrocarburo
funcionalizado seleccionado de entre los miembros del grupo que
consta de ésteres, diésteres, triésteres, tetraésteres, acetatos y
diacetatos y lactonas, y siendo el agente superficiactivo un
sulfosuccinato.
2. La microemulsión de la reivindicación 1, en la
que el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico,
glutárico y succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y
mezclas de estos ésteres.
3. La microemulsión de la reivindicación 2, en la
que el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de los ésteres dimetílicos de los
ácidos adípico, glutárico y succínico y mezclas de estos
ésteres.
4. La microemulsión de la reivindicación 1, que
comprende además un disolvente orgánico, siendo el disolvente
orgánico mezclado con la microemulsión para formar una mezcla en la
que la relación en peso de microemulsión a disolvente orgánico es
tal que la mezcla es una microemulsión.
5. La microemulsión de la reivindicación 4, en la
que el disolvente es seleccionado de entre los miembros del grupo
que consta de alcoholes, cetonas, ésteres, amidas acíclicas, amidas
cíclicas, éteres glicólicos, acetatos, acetatos de éteres
glicólicos, lactonas, sulfóxidos, carbonatos cíclicos,
hidrocarburos aromáticos, terpenos,
N-metilpirrolidona y otras
N-alquilpirrolidonas, dimetilpiperidona, éter
monometílico de dipropilenglicol, carbonato de propileno,
alquilbencenos, d-limoneno y mezclas de cualquier
combinación de estos compuestos.
6. La microemulsión de la reivindicación 1, en la
que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es 1,2-hexanodiol y el hidrocarburo
funcionalizado es seleccionado de entre los miembros del grupo que
consta de ésteres de los ácidos adípico, glutárico y succínico y
alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y mezclas de estos
ésteres.
7. La microemulsión de la reivindicación 1, en la
que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta
de neopentilglicol y
2-metil-2,4-pentanodiol
y el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico,
glutárico y succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y
mezclas de estos ésteres.
8. La microemulsión de la reivindicación 1, en la
que el agente superficiactivo es seleccionado de entre los miembros
del grupo que consta de las sales sódicas de
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato,
di(1,3-dimetilbutil)sulfosuccinato y
diamilsulfosuccinato.
9. La microemulsión de la reivindicación 1, en la
que el diol es seleccionado de entre los miembros del grupo que
consta de 1,2-butanodiol,
1,2-pentanodiol, neopentilglicol, hexanodioles,
octanodioles, monoacetato de 1,2,3-propanotriol,
heptanodioles, decanodioles y
2-metil-1,3-propanodiol.
10. La microemulsión de la reivindicación 1, que
comprende además un agente espesante seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de polímeros de éter de celulosa
catiónica no modificada y modificada hidrofóbicamente, poliuretanos,
poliacrílicos y ácidos poliacrílicos.
11. La microemulsión de la reivindicación 10, en
la que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta
de 1,2-hexanodiol, neopentilglicol y
2-metil-2,4-pentanodiol
y el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico,
glutárico y succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y
mezclas de estos ésteres.
12. Composición de limpieza que comprende una
microemulsión, un disolvente orgánico y opcionalmente un agente
espesante, conteniendo la microemulsión:
(a) agua,
(b) un hidrocarburo funcionalizado,
(c) un agente superficiactivo aniónico, y
(d) un diol que tiene de 2 a 10 átomos de
carbono,
siendo el hidrocarburo funcionalizado
moderadamente soluble en agua dentro de todo el margen de
estabilidad de la microemulsión y estando dicho hidrocarburo
funcionalizado presente en una cantidad superior a la
correspondiente a su solubilidad en agua, y siendo el hidrocarburo
funcionalizado seleccionado de entre los miembros del grupo que
consta de ésteres, diésteres, triésteres, tetraésteres, acetatos y
diacetatos y lactonas, y siendo el agente superficiactivo un
sulfosuccinato.
13. La composición de limpieza de la
reivindicación 12, en la que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta
de 1,2-hexanodiol,
2-metil-1,3-propanodiol,
neopentilglicol y
2-metil-2,4-pentanodiol,
el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los miembros
del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico, glutárico y
succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y mezclas de
estos ésteres, el disolvente es seleccionado de entre los miembros
del grupo que consta de alcoholes, cetonas, ésteres, amidas
acíclicas, amidas cíclicas, éteres glicólicos, acetatos, acetatos
de éteres glicólicos, lactonas, sulfóxidos, carbonatos cíclicos,
hidrocarburos aromáticos, terpenos,
N-metilpirrolidona y otras
N-alquilpirrolidonas, dimetilpiperidona, éter
monometílico de dipropilenglicol, carbonato de propileno,
alquilbencenos, d-limoneno y mezclas de cualquier
combinación de estos compuestos.
14. La composición de limpieza de la
reivindicación 12, que tiene un agente espesante y en la que el
agente espesante es seleccionado de entre los miembros del grupo
que consta de polímeros de éter de celulosa catiónica no modificada
y modificada hidrofóbicamente, poliuretanos, poliacrílicos y ácidos
poliacrílicos.
15. La composición de limpieza de la
reivindicación 12, en la que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es
2-metil-1,3-propanodiol
y el hidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico,
glutárico y succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y
mezclas de estos ésteres.
16. La composición de limpieza de la
reivindicación 13, en la que el hidrocarburo funcionalizado es
seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de los
ésteres dimetílicos de los ácidos adípico, glutárico y succínico y
mezclas de estos ésteres, y el disolvente es
d-limoneno.
17. La composición de limpieza de la
reivindicación 13, en la que el hidrocarburo funcionalizado es
seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de ésteres
dimetílicos de los ácidos adípico, glutárico y succínico y mezclas
de estos ésteres, y el disolvente es un alquilbenceno o mezclas del
alquilbencenos.
18. La composición de limpieza de la
reivindicación 13, en la que el agente superficiactivo es
bis(2-etilhexil)sulfosuccinato sódico,
el diol es neopentilglicol o
2-metil-2,4-pentanodiol,
y elhidrocarburo funcionalizado es seleccionado de entre los
miembros del grupo que consta de ésteres de los ácidos adípico,
glutárico y succínico y alcoholes que tienen de 1 a 12 carbonos y
mezclas de estos ésteres, el disolvente es
N-metilpirrolidona y el agente espesante es un
ácido poliacrílico.
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