BR112020020313A2 - siloxanos para tratamento de têxteis, composição, uso e processo de preparação dos mesmos - Google Patents

siloxanos para tratamento de têxteis, composição, uso e processo de preparação dos mesmos Download PDF

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Andrea Lohse
Astrid Zündorff
Sarah Radloff
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Abstract

“siloxanos para tratamento de têxteis, composição, uso e processo de preparação dos mesmos''. a presente invenção fornece siloxanos específicos, composições contendo esses siloxanos específicos, processos para preparação dos mesmos e para o uso dessas composições para tratamento de tecidos, em formulações de limpeza e cuidados para propósito doméstico e industrial, e em composições cosméticos, farmacêuticas e dermatológicas, especialmente em formulações cosméticas de limpeza e cuidado, produtos de tratamento de cabelo e produtos de pós-tratamento de cabelo, e para limpeza e cuidado de superfícies duras, de preferência para limpeza e cuidado de veículos motorizados, especialmente como aditivo em auxiliares de secagem para instalações de lavagem de carros.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SILOXANOS PARA TRATAMENTO DE TÊXTEIS, COMPOSIÇÃO, USO E PROCESSO DE PREPARAÇÃO DOS MESMOS”
[001] A invenção refere-se a siloxanos específicos, a composições contendo esses siloxanos específicos, a processos para preparação dos mesmos e ao uso dessas composições para tratamento de estruturas bidimensionais, em formulações de limpeza e cuidados para o lar e para fins industriais, e em composições cosméticas, farmacêuticas e dermatológicas, especialmente em formulações de limpeza e cuidados cosméticos, produtos de tratamento de cabelo e produtos de pós-tratamento de cabelo e para limpeza e cuidado de superfícies duras, de preferência para limpeza e cuidado de veículos motorizados, especialmente como aditivo em auxiliares de secagem para instalações de lavagem de carros .
[002] Mais particularmente, a invenção se refere a ingredientes ativos de modificação manual para o tratamento de têxteis ou tecidos que têm maior eficácia e proporções minimizadas de constituintes de subprodutos indesejados de baixo peso molecular.
[003] Os siloxanos ou silicones com grupos de amônio quaternário (também referidos doravante no presente documento como quats de silicone) e o uso dos mesmos para acabamento de têxteis e em formulações de limpeza e tratamento são conhecidos junto ao estado da técnica.
[004] Quats de silicone particularmente vantajosos aqui são aqueles que são obtidos por meio da reação de siloxanos com função epóxi com aminas terciárias. Em primeiro lugar, o ataque nucleofílico do nitrogênio terciário da amina terciária ocorre no anel epóxido do silano com função epóxi, o que acaba levando à abertura do anel epóxido. Isso forma um zwitterion, que é subsequentemente protonado por um ácido de Brønsted, dando o quat de silicone. Uma vez que os grupos epóxi devem ser convertidos em um grau máximo, geralmente são usadas quantidades estequiométricas da amina terciária. Isso pode, por sua vez, levar a quantidades residuais de aminas terciárias. Essas quantidades residuais são indesejáveis. Os conteúdos residuais de reagentes de baixo peso molecular, por exemplo, as aminas usadas ou subprodutos orgânicos de baixo peso molecular, podem irritar a pele e/ou podem ser sensibilizantes e/ou aquatóxicos. Na introdução dos quats de silicone em licores aquosos de tratamento de têxteis, os subprodutos orgânicos de baixo peso molecular e as aminas terciárias não convertidas podem se dissolver e, portanto, chegar ao tecido ou à água residual.
[005] O uso de aminas que são menos preocupantes, mais particularmente causam menos ou zero irritação da pele, sensibilização e/ou aquatoxicidade, geralmente leva a quats de silicone com propriedades de desempenho inferiores. Emulsões aquosas para acabamento têxtil com base nos correspondentes quats de silicone frequentemente exibem estabilidade de fase/estabilidade de armazenamento reduzida e/ou uma avaliação mais pobre de mão no têxtil acabado com elas.
[006] O documento DE 102010000993 A1 revela polissiloxanos com pelo menos um grupo amônio quaternário. Esses polissiloxanos podem ser usados em produtos de limpeza e cuidados pessoais, como xampus, produtos para tratamento de cabelos e produtos para tratamento de cabelos. Diz-se que esses polissiloxanos melhoram ambas as propriedades, como penteabilidade, maciez, volume, formabilidade, maleabilidade e desemaranhamento de cabelos não danificados e danificados, e conferem um brilho agradável ao cabelo. Nos exemplos são revelados polissiloxanos que são obtidos por reação de epoxissilanos com amida aminas à base de ácidos graxos, a saber, 3-N, N-dimetilaminopropilauramida. O uso exclusivo de amida aminas como aminas terciárias na síntese desses quats de silicone leva a um teor residual de aminas amidas não convertidas. Isso é indesejável. Não há revelação de polissiloxanos com pelo menos um grupo amida amônio e também pelo menos um grupo dialcanolamônio.
[007] O documento DE 102009029450 A1 revela polissiloxanos que têm grupos amônios quaternários. Esses polissiloxanos são usados como amaciadores de tecidos, por exemplo, tecidos, lenços, não tecidos e/ou fibras fabricadas de matérias- primas naturais e/ou sintéticas e/ou couro. Nos exemplos são revelados polissiloxanos que são obtidos por reação de epoxissilanos com amida aminas à base de ácido graxo de coco. Aqui também, o uso exclusivo de amida aminas como aminas terciárias na síntese desses quats de silicone leva a um teor residual indesejável de aminas amidas não convertidas. Não há revelação de polissiloxanos com pelo menos um grupo amida amônio e também pelo menos um grupo dialcanolamônio.
[008] O documento DE 102011078382 A1 revela microemulsões incluindo, como fase oleosa, um polissiloxano contendo pelo menos um grupo amônio quaternário. Nos exemplos são revelados polissiloxanos que são obtidos por reação de epoxissilanos com amida aminas à base de ácidos graxos. Aqui também, o uso exclusivo de amida aminas como aminas terciárias na síntese desses quats de silicone leva a um teor residual indesejável de aminas amidas não convertidas. Não há revelação de polissiloxanos com pelo menos um grupo amida amônio e também pelo menos um grupo dialcanolamônio.
[009] O documento DE 102010001531 A1 revela siloxanos com funções amino primárias e siloxanos organomodificados com funções de amônio quaternário. Não há revelação de polissiloxanos que têm um grupo amida amônio ou um grupo dialcanolamônio.
[010] O documento US 5248783 revela o uso de amida aminas para neutralização de silicones funcionais de ácido carboxílico. Não há revelação de polissiloxanos que têm um grupo amida amônio ou um grupo dialcanolamônio.
[011] Existe também a necessidade de fornecer siloxanos que tenham vantagens sobre a técnica anterior.
[012] Mais particularmente, há uma necessidade de siloxanos que sejam adequados como ingredientes ativos de modificação manual para o tratamento de têxteis ou tecidos e apresentem alta eficácia, mas onde a proporção de subprodutos orgânicos indesejados ou quantidades residuais de reagentes que irritam a pele e/ou são sensibilizantes e/ou aquatóxicos foram adicionalmente minimizados. Ainda existe uma necessidade de siloxanos que conduzam a propriedades de desempenho melhoradas, por exemplo, estabilidade de fase/estabilidade de armazenamento melhorada e/ou uma melhor avaliação manual no têxtil tratado. Frequentemente, os quats de silicone se depositam no tecido ou têxtil sob condições alcalinas acima e acima de um pH de 9, como pode ocorrer durante ou após a lavagem do tecido ou têxteis. Isso pode levar a manchas, especialmente quando os têxteis ou tecidos estão sendo submetidos a um processo de tingimento. Portanto, ainda há uma necessidade de siloxanos que tenham maior estabilidade de pH, especialmente até um pH de 11. Mais particularmente, há uma necessidade de ingredientes ativos modificadores à mão ecológicos e adequados à pele para o acabamento de tecidos têxteis, por exemplo, algodão/poliéster ou algodão/poliamida/elastano ou, então, não tecidos que são fabricados a partir de celulose ou mistura de celulose tecidos.
[013] O problema abordado pela presente invenção era, portanto, o de superar pelo menos uma desvantagem da técnica anterior.
[014] Mais particularmente, o problema abordado foi o de fornecer siloxanos/silicones com grupos de amônio quaternário (chamados quats de silicone) que têm proporções distintamente reduzidas de subprodutos orgânicos indesejados e/ou baixos teores residuais de reagentes orgânicos indesejados. Mais particularmente, o problema abordado pela presente invenção era o de minimizar esses compostos orgânicos indesejados com a preparação simultânea de um ingrediente ativo modificador à mão com maior eficácia no tecido.
[015] Foi constatado que, surpreendentemente, siloxanos específicos e composições específicas conforme descrito nas reivindicações superam pelo menos uma desvantagem da técnica anterior. Mais particularmente, verificou-se que esses siloxanos específicos e composições específicas conduzem a uma melhor avaliação manual, melhores características de fase e um menor teor de amida amina.
[016] Esses siloxanos específicos carregam pelo menos dois grupos de amônio quaternário diferentes, em que pelo menos um grupo de amônio quaternário é selecionado do grupo que consiste em grupos de amida quaternária e grupos de éster de amônio quaternário, de preferência grupos de amida quaternária de amônio, e pelo menos um grupo de amônio quaternário é selecionado do grupo que consiste em grupos dialcanolamônio quaternário.
[017] As composições específicas, por sua vez, contêm esses siloxanos específicos.
[018] O objetivo da presente invenção é, portanto, alcançado pela matéria das reivindicações independentes. As configurações vantajosas da invenção são especificadas nas reivindicações subsidiárias, nos exemplos e na descrição.
[019] Os siloxanos inventivos, ou seja, os ingredientes ativos de modificação manual inventivos, a composição inventiva, o processo inventivo e o uso inventivo das composições e/ou os produtos do processo são descritos a título de exemplo a seguir, sem qualquer intenção de que a invenção se restrinja a essas modalidades ilustrativas. Onde intervalos, fórmulas gerais ou classes de compostos são especificados a seguir, os mesmos se destinam a abranger não apenas os intervalos ou grupos de compostos correspondentes que são explicitamente mencionados, mas também todos os subintervalos e subgrupos de compostos que podem ser obtidos deixando de fora os valores individuais (intervalos) ou compostos. Qualquer modalidade que pode ser obtida por combinação de regiões/subregiões e/ou grupos/subgrupos, por exemplo, por combinações de regiões/subregiões essenciais, opcionais, preferidas, preferenciais ou preferencialmente selecionadas, ainda mais preferenciais, ainda mais preferenciais, mais preferenciais ou especialmente preferenciais e/ou grupos/subgrupos de acordo com a invenção é completamente parte do conteúdo de revelação da presente invenção e é considerado como implícita, direta e inequivocamente revelado. As expressões “com preferência” e “de preferência” são usadas como sinônimos.
[020] Quando documentos forem citados para os propósitos da presente revelação, objetiva-se que todo o conteúdo dos mesmos faça parte da revelação da presente invenção.
[021] Onde os valores de conteúdo (ppm ou %) são dados a seguir, a menos que indicado de outra forma, os mesmos são valores em percentual em peso ou ppm em peso (ppmw). No caso de composições, os valores de teor, a menos que indicado de outra forma, são baseados na composição geral. Quando valores médios forem relatados abaixo, os valores em questão serão médias numéricas, salvo quando declarado de outro modo. Onde as massas molares são usadas, a menos que expressamente indicado de outra forma, as mesmas são massas molares médias em peso Mw. Quando as medições ou propriedades físicas, por exemplo, tensões de superfície ou similares, são relatadas a seguir, a menos que indicado de outra forma, essas são medições ou propriedades físicas medidas a 25 °C e, de preferência, a uma pressão de 101 325 Pa (pressão padrão). Onde os valores para as viscosidades são dados dentro do escopo desta invenção, a menos que indicado de outra forma, essas são viscosidades dinâmicas que podem ser determinadas pelos métodos familiares para o versado na técnica.
[022] Onde intervalos numéricos na forma de “de X a Y” são relatados a seguir, onde X e Y são os limites do intervalo numérico, isso é equivalente à declaração “de pelo menos X até e incluindo Y”, a menos que explicitamente declarado de outra forma. Declarações de intervalos, portanto, incluem os limites de intervalo X e Y, a menos que seja explicitamente declarado o contrário.
[023] Sempre que as moléculas/fragmentos de moléculas têm um ou mais estereocentros ou podem ser diferenciados em isômeros devido às simetrias ou podem ser diferenciados em isômeros devido a outros efeitos, por exemplo, rotação restrita, todos os isômeros possíveis são abrangidos pela presente invenção.
[024] Em conexão com esta invenção, a palavra fragmento “poli” abrange não apenas exclusivamente compostos com pelo menos 2, especialmente 3, unidades de repetição de um ou mais monômeros na molécula, mas, de preferência, também aquelas composições de compostos que têm uma distribuição de peso molecular e ao mesmo tempo, têm um peso molecular médio de pelo menos 200 g/mol. Essa definição leva em consideração o fato de que é comum no campo da indústria em questão referir-se a tais compostos como polímeros, mesmo que os mesmos não pareçam estar em conformidade com uma definição de polímero de acordo com as diretrizes da OCDE ou REACH.
[025] Os vários fragmentos nas Fórmulas (I), (IV), (V) e (VI) abaixo podem estar em uma distribuição estatística. As distribuições estatísticas podem ter uma estrutura de blocos com qualquer número de blocos e qualquer sequência ou podem estar sujeitas a uma distribuição aleatória; as mesmas também podem ter uma estrutura alternada ou então formar um gradiente ao longo da cadeia, se houver; em particular, as mesmas também podem formar quaisquer formas mistas dos mesmos, em que grupos de diferentes distribuições podem opcionalmente seguir uns aos outros. Os índices a1, a2, a3, a4, b1, b2, b3, c1, c4, d, m, v, w, x, y, a5 e b5 usados nas Fórmulas são números naturais. As unidades alquilenoxi na Fórmula (IV) podem ser ligadas de forma diferente aos grupos ou átomos adjacentes, o que significa que, na Fórmula (IV), é em cada caso independentemente um radical alquilenoxi da forma [CH2CH(R12)O] e/ou da forma [CH(R12)CH2O], mas preferencialmente um radical alquilenoxi da forma [CH2CH(R12)O]. As execuções específicas podem ser definidas a seguir, em que características como índices ou constituintes estruturais ou intervalos ou distribuições estatísticas estão sujeitas a restrições em virtude da execução. Todos os outros recursos que não são afetados pela restrição permanecem inalterados.
[026] A presente invenção fornece em primeiro lugar um siloxano (A) de Fórmula (I) M1a1M2a2M3a3M4a4D1b1D2b2D3b3T1c1T4c4Qd Fórmula (I) com M1 = [R13SiO1/2]; M2 = [R2R12SiO1/2]; M3 = [R3R12SiO1/2]; M4 = [R4R12SiO1/2]; D1 = [R12SiO2/2]; D2 = [R1R2SiO2/2]; D3 = [R1R3SiO2/2];
T1 = [R1SiO3/2]; T4 = [R4SiO3/2]; Q = [SiO4/2]; a1 = 0 a 32, de preferência 0 a 19, especialmente 0 a 12; a2 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 3; a3 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 2; a4 = 0 a 6, de preferência a 1, especialmente 0; b1 = 1 a 1000, de preferência 5 a 500, especialmente 10 a 400; b2 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; b3 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; c1 = 0 a 10, de preferência 0 a 5, especialmente 0 a 4; c4 = 0 a 5, de preferência a 2, especialmente 0; d = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0 a 4; R1 = cada um dos radicais de hidrocarbonetos independentemente idênticos ou diferentes, de preferência com 1 a 30 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm tendo 1 a 30 átomos de carbono ou radicais hidrocarboneto aromático que têm 6 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 14 átomos de carbono ou radicais de hidrocarboneto aromático monocíclico, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, ainda mais preferencialmente metila, etila, propila ou fenila, especialmente metila; R2 = R21-R22; R21 = cada um dos radicais de hidrocarbonetos divalentes independentemente idênticos ou diferentes que têm pelo menos um grupo hidroxila e opcionalmente outros átomos de oxigênio e, de preferência, 2 a 30 átomos de carbono, ainda de preferência contendo adicionalmente 1 a 2 átomos de oxigênio adicionais, ainda mais preferencialmente contendo grupos funcionais selecionados a partir de grupos éter, carbonila e éster, ainda mais preferencialmente independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
, especialmente independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
; R22 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da
Fórmula (II), Fórmula (II); R3 = R31-R32; R31 = R21; R32 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (III)
Fórmula (III)
R4 = cada um dos grupos alcoxi ou grupos aciloxi independentemente idêntico ou diferentes, de preferência com 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente grupos acetoxi e/ou grupos metoxi, grupos etoxi, grupos n-propoxi, grupos isopropoxi, grupos n-butoxi, grupos terc-butoxi e/ou grupos alcoxi derivados de radicais de glicol, por exemplo, propilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropilenoglicol, hexilenoglicol, pentilenoglicol, butildiglicol, especialmente grupos isopropoxi; R5 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, especialmente metila; R6 = cada um dos radicais hidrocarbonetos divalentes independentemente idênticos ou diferentes contendo opcionalmente grupos éter, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, preferencialmente metileno; R7 = independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em -O- e -NR10-, de preferência -NR10- ; R8 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos, de preferência, que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados com 1 a 12 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente cada um radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, terc-butila, ainda mais preferencialmente cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em metila, etila, n-propila, isopropila, especialmente metila;
R9 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente radicais alquila que têm 12 a 24 átomos de carbono, especialmente que têm 16 a 22 átomos de carbono, em que os radicais hidrocarboneto ou radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, substituídos ou não substituídos, saturados ou insaturados, mais preferencialmente lineares, não substituídos e saturados; R10 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, -C(=O)R9 e radicais de hidrocarbonetos, de preferência que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais de hidrocarboneto ou radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, substituídos ou não substituídos, saturados ou insaturados, mais preferencialmente lineares, não substituídos e saturados; R10 é especialmente preferencialmente hidrogênio; R11 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados a partir do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm pelo menos um grupo hidroxila e de preferência 1 a 6 átomos de carbono, de preferência radicais alquila que têm pelo menos um grupo hidroxila e de preferência 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, e radicais da Fórmula (IV)
Fórmula (IV), de preferência 2-hidroxietila e/ou 2-hidroxipropila; R12 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, e preferencialmente metila e etila, especialmente metila; Am- = cada um dos ânions independentemente idênticos ou diferentes selecionados de ânions inorgânicos ou orgânicos dos ácidos HmA e derivados dos mesmos; m = 1 a 3, de preferência 1 a 2, especialmente 1; v = 0 a 30, de preferência a 10, especialmente 1 a 3; w = 0 a 30, de preferência a 10; x = 2 a 18, de preferência 3; y = 2 a 18, de preferência 3; caracterizado em que as condições (i) e (ii) são aplicáveis: (i) a2 + b2 ≥ 1; (ii) a3 + b3 ≥ 1.
[027] As condições (i) e (ii) garantem que o siloxano (A) tem pelo menos um grupo amida amônio de Fórmula (II) e pelo menos um grupo dialcanolamônio de Fórmula (III), ou seja, pelo menos um radical de cada uma das seguintes Fórmulas (II) e (III): Fórmula (II) Fórmula (III).
[028] As cargas positivas nos grupos de amônio quaternário aqui são compensadas por um número correspondente de contra-íons Am-. Um siloxano (A) preferencial é um siloxano (A) da Fórmula (I) M1a1M2a2M3a3M4a4D1b1D2b2D3b3T1c1T4c4Qd Fórmula (I)
com a1 = 0 a 32, de preferência 0 a 19, especialmente 0 a 12; a2 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 3; a3 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 2; a4 = 0 a 6, de preferência a 1, especialmente 0; b1 = 1 a 1.000, de preferência 5 a 500, especialmente 10 a 400; b2 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; b3 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; c1 = 0 a 10, de preferência 0 a 5, especialmente 0 a 4; c4 = 0 a 5, de preferência a 2, especialmente 0; d = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0 a 4; R1 = em cada caso, independentemente, radicais de hidrocarbonetos idênticos ou diferentes que têm 1 a 30 átomos de carbono, preferencialmente selecionados do grupo que consiste em metila, etila, propila ou fenila, especialmente metila; R2 = R21-R22; R21 = em cada caso, independentemente, radicais de hidrocarbonetos divalentes idênticos ou diferentes que têm pelo menos um grupo hidroxila e opcionalmente 1 a 2 átomos de oxigênio adicionais e 2 a 30 átomos de carbono, de preferência em cada caso, radicais divalentes independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
, especialmente, em cada caso, independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
; R22 = em cada caso, cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (II), Fórmula (II); R3 = R31-R32; R31 = R21; R32 = em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (III)
Fórmula (III) R4 = em cada caso, grupos alcoxi ou grupos aciloxi independentemente idênticos ou diferentes que têm 1 a 6 átomos de carbono, de preferência grupos acetoxi e/ou metoxi, etoxi, n-propoxi, isopropoxi, n-butoxi, grupos terc-butoxi, especialmente grupos isopropoxi; R5 = em cada caso, cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e hidrocarboneto que têm 1 a 6 átomos de carbono, preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, especialmente metila; R6 = em cada caso, cada um dos radicais hidrocarbonetos divalentes independentemente idênticos ou diferentes contendo opcionalmente grupos éter e que têm 1 a 6 átomos de carbono, preferencial e especialmente metileno; R7 = em cada caso, radicais divalentes independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em -O- e -NR10-, preferencial e especialmente -NR10-; R8 = em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm 1 a 30 átomos de carbono, de preferência, em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em metila, etila, n-propila, isopropila, especialmente metila; R9 = em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm 1 a 30 átomos de carbono, de preferência em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 12 a 24 átomos de carbono, especialmente que têm 16 a 22 átomos de carbono; R10 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes do grupo que consiste em hidrogênio, -C(=O)R9 e radicais de hidrocarbonetos que têm 1 a 6 átomos de carbono, de preferência selecionados a partir do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, especialmente hidrogênio; R11 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados a partir do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm pelo menos um grupo hidroxila e 1 a 6 átomos de carbono, e radicais da Fórmula (IV)
Fórmula (IV), preferencial e especialmente 2-hidroxietila e/ou 2-hidroxipropila; R12 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm 1 a 6 átomos de carbono, de preferência metila e etila, especialmente metila; Am- = em cada caso, independentemente cada um dos ânions idênticos ou diferentes selecionados de ânions inorgânicos ou orgânicos dos ácidos HmA e derivados dos mesmos; m = 1 a 3, preferencial e especialmente 1 a 2; v = 0 a 30, preferencial e especialmente 0 a 10; w = 0 a 30, preferencial e especialmente 0 a 10; x = 2 a 18, preferencial e especialmente 3; y = 2 a 18, preferencial e especialmente 3; caracterizado em que as condições (i) e (ii) são aplicáveis: (i) a2 + b2 ≥ 1; (ii) a3 + b3 ≥ 1. Um siloxano (A) preferencial adicional é um siloxano (A) da Fórmula (I) M1a1M2a2M3a3M4a4D1b1D2b2D3b3T1c1T4c4Qd Fórmula (I), com a1 = 0 a 32, de preferência 0 a 19, especialmente 0 a 12; a2 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 3; a3 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 2; a4 = 0 a 6, de preferência a 1, especialmente 0; b1 = 1 a 1.000, de preferência 5 a 500, especialmente 10 a 400; b2 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; b3 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; c1 = 0 a 10, de preferência 0 a 5, especialmente 0 a 4; c4 = 0 a 5, de preferência a 2, especialmente 0;
d = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0 a 4; R1 = em cada caso, independentemente, idêntica ou diferente, metila, etila, propila ou fenila, especialmente metila; R2 = R21-R22; R21 = em cada caso, independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
, especialmente, em cada caso, independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
; R22 = em cada caso, cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (II), Fórmula (II); R3 = R31-R32; R31 = R21; R32 = em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (III)
Fórmula (III) R4 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em acetoxi, metoxi, etoxi, n-propoxi, isopropoxi, n-butoxi e terc-butoxi, especialmente isopropoxi; R5 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados de hidrogênio e metila; R6 = metileno; R7 = em cada caso, radicais divalentes independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em -O- e -NR10-, especialmente -NR10-; R8 = metila; R9 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 12 a 24 átomos de carbono, especialmente que têm 16 a 22 átomos de carbono; R10 = hidrogênio; R11 = em cada caso, independentemente, radicais alquila idênticos ou diferentes que têm pelo menos um grupo hidroxila e 1 a 6 átomos de carbono, especialmente 2-hidroxietila e/ou 2-hidroxipropila; R12 = em cada caso, radicais alquila independentemente idênticos ou diferentes que têm 1 a 6 átomos de carbono, especialmente metila; Am- = em cada caso, independentemente cada um dos ânions idênticos ou diferentes selecionados de ânions inorgânicos ou orgânicos dos ácidos HmA e derivados dos mesmos; m = 1 a 3, de preferência 1 a 2, especialmente 1; v = 0 a 30, de preferência a 10, especialmente 1 a 3; w = 0 a 30, preferencial e especialmente 0 a 10; x = 2 a 18, preferencial e especialmente 3; y = 2 a 18, preferencial e especialmente 3;
caracterizado em que as condições (i) e (ii) são aplicáveis: (i) a2 + b2 ≥ 1; (ii) a3 + b3 ≥ 1. Um siloxano (A) ainda mais preferencial é um siloxano (A) da Fórmula (I) M1a1M2a2M3a3M4a4D1b1D2b2D3b3T1c1T4c4Qd Fórmula (I) com a1 = 0 a 32, de preferência 0 a 19, especialmente 0 a 12; a2 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 3; a3 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 2; a4 = 0 a 6, de preferência a 1, especialmente 0; b1 = 1 a 1.000, de preferência 5 a 500, especialmente 10 a 400; b2 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; b3 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; c1 = 0 a 10, de preferência 0 a 5, especialmente 0 a 4; c4 = 0 a 5, de preferência a 2, especialmente 0; d = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0 a 4; R1 = em cada caso, independentemente, idêntica ou diferente, metila, etila, propila ou fenila, especialmente metila; R2 = R21-R22; R21 = em cada caso, independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
; R22 = em cada caso, cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (II), Fórmula (II); R3 = R31-R32; R31 = R21;
R32 = em cada caso, radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (III) Fórmula (III) R4 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em acetoxi, metoxi, etoxi, n-propoxi, iso-propoxi, n-butoxi e terc-butoxi, especialmente iso-propoxi; R7 = -NH-; R8 = metila; R9 = em cada caso, independentemente, radicais idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 16 a 22 átomos de carbono; R11 = em cada caso, independentemente, radicais alquila idênticos ou diferentes que têm pelo menos um grupo hidroxila e 1 a 6 átomos de carbono, especialmente 2-hidroxietila e/ou 2-hidroxipropila; Am- = em cada caso, independentemente cada um dos ânions idênticos ou diferentes selecionados de ânions inorgânicos ou orgânicos dos ácidos HmA e derivados dos mesmos; m = 1 a 3, de preferência 1 a 2, especialmente 1; x = 2 a 18, preferencial e especialmente 3; caracterizado em que as condições (i) e (ii) são aplicáveis: (i) a2 + b2 ≥ 1; (ii) a3 + b3 ≥ 1.
[029] Em uma modalidade preferencial, o siloxano (A) é ainda caracterizado em que a condição (iii) ou a condição (iv) é adicionalmente aplicável: (iii) a1 = a4 = b2 = b3 = c1 = c4 = d = 0 e a2 = a3 = 1;
(iv) b2 = b3 = 0 e c1 + c4 + d ≥ 1 e a2 + a3 + a4 ≥ 3, de preferência a2 ≥ 2, a3 ≥ 1 e a4 = 0.
[030] Um siloxano (A) que cumpre a condição (iii) é um siloxano linear sem grupos siloxano pendentes, uma vez que não tem unidades T1, T4 ou Q. Uma vez que o siloxano adicionalmente não tem nenhuma unidade M1 ou nenhuma unidade M4, mas tem exatamente uma unidade M2 e exatamente uma unidade M3, esse siloxano não ramificado tem exatamente um grupo amida amônio de Fórmula (II) em uma das duas extremidades da cadeia de siloxano e exatamente um grupo dialcanolamônio de Fórmula (III) na outra das duas extremidades da cadeia. Uma vez que o dito siloxano (A) adicionalmente não tem unidades D2 tampouco D3, o siloxano não contém quaisquer grupos amida amônio ligados pendentemente de Fórmula (II) ou grupos dialcanolamônio de Fórmula (III).
[031] Um siloxano (A) para o qual a condição (iv) é aplicável é, por sua vez, um siloxano ramificado, uma vez que tem pelo menos uma unidade selecionada do grupo que consiste em unidades T1, T4 e Q. Esse siloxano ramificado carrega um grupo amida amônio de Fórmula (II) em pelo menos uma de suas pelo menos três extremidades e um grupo dialcanolamônio de Fórmula (III) em pelo menos uma outra extremidade de suas pelo menos três extremidades. Uma vez que o siloxano adicionalmente não tem unidades D2 tampouco D3, grupos amida amônio de Fórmula (II) ou grupos dialcanolamônio de Fórmula (III) podem estar presentes apenas nas pelo menos três extremidades desse siloxano ramificado. Além disso, o siloxano também pode conter um ou mais radicais R4, isto é, em cada caso, independentemente, grupos alcoxi ou grupos aciloxi idênticos ou diferentes. Se uma unidade M4 estiver presente, pelo menos um radical R4 está ligado às extremidades do siloxano ramificado. Se uma unidade T4 estiver presente, pelo menos um radical R4 está ligado a um sítio de ramificação T. De preferência, no entanto, o siloxano para o qual a condição (iv) é satisfeita não tem quaisquer unidades M 4, isto é, preferencialmente, a4 = 0. Mais preferencialmente, o siloxano para o qual a condição (iv) é satisfeita também tem exatamente duas unidades M2 e exatamente uma unidade M3. Assim, esse siloxano carrega um grupo amida amônio de Fórmula (II) em exatamente duas de suas pelo menos três extremidades e um grupo dialcanolamônio de Fórmula (III) em exatamente uma de suas pelo menos três extremidades. É especialmente preferencial que não haja unidades T4; isto é, especialmente de preferência, c4 = 0. O siloxano para o qual a condição (iv) é satisfeita também pode ter unidades M1. No entanto, é preferencial que não haja unidades M 1; isto é, de preferência, a1 = 0.
[032] A invenção fornece ainda uma composição que compreende pelo menos um siloxano (A).
[033] As composições de acordo com a invenção podem, em modalidades preferenciais, conter um ou mais siloxanos (A) aos quais a condição (iii) é aplicável ou um ou mais siloxanos (A) aos quais a condição (iv) é aplicável, mas as mesmas também podem conter misturas dos mesmos.
[034] De preferência, a composição de acordo com a invenção compreende ainda pelo menos um siloxano selecionado do grupo que consiste em siloxanos (B) e siloxanos (C).
[035] Siloxano (B) é um siloxano que difere de um siloxano (A) pelo menos em que, de preferência precisamente nisso, as seguintes condições (v) e (vi) são aplicáveis em vez das condições detalhadas acima (i) a (iv): (v) a2 = b2 = 0, (vi) a3 + b3 ≥ 2.
[036] O siloxano (B) é, portanto, um siloxano que difere de um siloxano (A) pelo menos porque, de preferência precisamente por ter pelo menos dois grupos dialcanolamônio de Fórmula (III) e nenhum grupo amida amônio de Fórmula (II).
[037] Siloxano (C) é um siloxano que difere de um siloxano (A) pelo menos em que, de preferência precisamente nisso, as seguintes condições (vii) e (viii) são aplicáveis em vez das condições detalhadas acima (i) e (iv): (vii) a3 = b3 = 0, (viii) a2 + b2 ≥ 2.
[038] O siloxano (C) é, portanto, um siloxano que difere de um siloxano (A) pelo menos porque, de preferência precisamente por ter pelo menos dois grupos amida amônio de Fórmula (II) e nenhum grupo dialcanolamônio de Fórmula (III).
[039] Assim, os siloxanos (B) e (C) também são diferentes um do outro. De maneira correspondente, os siloxanos (A), (B) e (C) também são diferentes um do outro.
[040] Em uma modalidade preferencial, para o siloxano (A): R8 = metila, x = 3, R7= -NR10- com R10 = H.
[041] Em uma modalidade preferencial alternativa, para o siloxano (A): R 8 = metila, R11 = -CH2CH2OH e/ou -CH2CH(CH3)OH.
[042] Em uma modalidade particularmente preferencial, para o siloxano (A): R8 = metila, x = 3, R7= -NR10- com R10 = H, R11 = -CH2CH2OH e/ou -CH2CH(CH3)OH.
[043] Ainda preferencialmente, para o siloxano (B): R8 = metila, R11 = - CH2CH2OH ou -CH2CH(CH3)OH.
[044] Ainda preferencialmente, para o siloxano (C): R8 = metila, x = 3, R7= -NR10- com R10 = H.
[045] Especialmente de preferência, R8, x, R7 e R10 para siloxanos (A) e (B) e R8 e R11 para siloxanos (A) e (C) são iguais.
[046] De preferência, a proporção em massa de pelo menos um siloxano (A) com base na massa total de todos os siloxanos, mais preferencialmente com base na massa de siloxanos (A) e (B) e (C) juntos, é de 20% a 70%, preferencialmente de 25% a 60%, especialmente de 30% a 50%.
[047] Em uma modalidade preferencial, a proporção em massa de pelo menos um siloxano (B) com base na massa total dos siloxanos, mais preferencialmente com base na massa de siloxanos (A) e (B) e (C) tomados em conjunto, é de 0% a 15%, de preferência de 1% a 10%.
[048] De preferência, a proporção em massa de pelo menos um siloxano (C) com base na massa total dos siloxanos, mais preferencialmente com base na massa de siloxanos (A) e (B) e (C) tomados em conjunto, é de 3% a 80%, preferencialmente de 5% a 60%, especialmente de 10% a 50%.
[049] Em virtude da preparação, é possível que a composição de acordo com a invenção contenha aminas terciárias. No entanto, é preferencial que a proporção de aminas terciárias irritantes para a pele, sensibilizantes e/ou aquatóxicas seja baixa.
[050] É, portanto, ainda mais preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias selecionadas do grupo das éster aminas e aminas amidas na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C) tomados em conjunto, totalize menos de 1%, de preferência menos de 0,8%, ainda mais preferivelmente menos de 0,6%, ainda mais preferivelmente menos de 0,4%, especialmente de 0% a 0,3%, ou a composição não contenha quaisquer aminas terciárias selecionadas do grupo do amida aminas.
[051] Uma “amida amina” no contexto da presente revelação é entendida como significando uma N-alquilcarboxamida que tem pelo menos um, de preferência exatamente um, grupo amino terciário. Uma amida amina no contexto da presente revelação, portanto, faz parte do grupo das aminas terciárias.
[052] Uma “amida éster” no contexto da presente revelação é entendida como significando uma alquil carboxilato que tem pelo menos um, de preferência exatamente um, grupo amino terciário. Uma amida estér no contexto da presente revelação, portanto, faz parte do grupo das aminas terciárias.
[053] Um siloxano com grupos de amônio quaternário no contexto da presente revelação também é referido como “quat de silicone” ou como “siloxano quaternizado”.
[054] É ainda preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em dialcanolaminas na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C), seja inferior a 3%, de preferência menos de 2%, ainda preferencialmente menos de 1%, especialmente de 0% a 0,5%, ou a composição não contenha quaisquer aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em dialcanolaminas.
[055] Uma “dialcanolamina” no contexto da presente revelação é entendida como significando uma amina terciária que tem um radical hidrocarboneto e dois radicais alquila hidroxi-funcionais que estão, cada um, ligados ao átomo de nitrogênio terciário. De preferência, as dialcanolaminas são selecionadas de alquildialcanolaminas (também referidas doravante no presente documento como N-alquildialcanolaminas).
[056] É especialmente preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C), seja inferior a 3%, de preferência menos de 2%, ainda preferencialmente menos de 1%, especialmente de 0% a 0,5%, ou a composição não contenha quaisquer aminas terciárias.
[057] É ainda preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias com um peso molecular inferior a 500 g/mol na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C), seja inferior a 3%, preferencialmente menos de 2%, ainda mais preferencialmente menos de 1%, especialmente de 0% a 0,5%, ou a composição não contém quaisquer aminas terciárias com um peso molecular inferior a 500 g/mol.
[058] É preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias selecionadas do grupo das aminas amida na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C), totalize menos de 1%, de preferência menos de 0,8%, mais preferencialmente menos de 0,6%, especialmente menos de 0,4%, ou a composição não contém quaisquer aminas terciárias selecionadas do grupo das aminas amidas.
[059] É preferencial que a proporção em massa de aminas terciárias selecionadas do grupo das éster aminas na composição, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C), totalize menos de 1%, de preferência menos de 0,8%, mais preferencialmente menos de 0,6%, especialmente menos de 0,4%, ou a composição não contém quaisquer aminas terciárias selecionadas do grupo das éster aminas.
[060] No contexto da invenção, é dada preferência ao uso de aminas que não causem qualquer dano à pele ou efeito tóxico através da pele e que não sejam prejudiciais ao meio ambiente, especialmente não prejudiciais às características do esgoto. De preferência, as aminas para as quais a rotulagem é obrigatória com uma ou mais das seguintes frases H de acordo com a classificação GHS devem ser evitadas: H310 Fatal em contato com a pele H311 Tóxico em contato com a pele H312 Nocivo em contato com a pele H314 Causa queimaduras na pele e lesões oculares graves H315 Causa irritação na pele H317 Pode causar uma reação alérgica na pele H400 Muito tóxico para a vida aquática H410 Muito tóxico para a vida aquática com efeitos de longa duração H411 Tóxico para a vida aquática com efeitos de longa duração H412 Nocivo para a vida aquática com efeitos de longa duração H413 Pode causar efeitos nocivos de longa duração à vida aquática
[061] A preparação de silicones/siloxanos com grupos de amônio quaternário (quats de silicone) a partir de siloxanos com função epóxi e aminas terciárias é conhecida pelos versados na técnica. Os quats de silicone podem ser preparados pelos processos da técnica anterior, conforme descrito, por exemplo, nos documentos DE 3719086 C1, DE 3802622 A1 e DE 102010000993 A1.
[062] De preferência, os siloxanos de acordo com a invenção são preparados por meio do processo de acordo com a invenção, por meio da reação de siloxanos com função epóxi com misturas de aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em aminas amidas e éster aminas, preferencialmente amida aminas e aminas terciárias selecionadas do grupo consiste em dialcanolaminas.
[063] A presente invenção, portanto, fornece ainda um processo, de preferência, para preparar o siloxano (A) de acordo com a invenção e/ou a composição de acordo com a invenção contendo o dito siloxano (A), em que o processo inclui pelo menos uma etapa do processo em que pelo menos um siloxano com função epóxi com pelo menos dois grupos epóxi é reagido com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amidas GÁS e éster aminas, preferencialmente amida aminas, e com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas para formar grupos de amônio quaternário.
[064] De preferência, as aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas são aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amida aminas. Um processo no qual aminas terciárias selecionadas a partir do grupo que consiste em amida aminas são usadas é assim preferencial em relação a um processo em que aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em éster aminas são usadas.
[065] De preferência, a conversão do siloxano com função epóxi proporciona aqueles grupos de amônio quaternário que resultam de uma reação de pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência amida aminas, ou de uma reação de pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas com pelo menos um dos pelo menos dois grupos epóxi em cada caso no siloxano com função epóxi.
[066] De preferência, os grupos epóxi são usados em um excesso molar, mais preferencialmente em quantidades equimolares em relação aos grupos amino terciários, a fim de que as aminas terciárias sejam convertidas em um grau máximo e seu conteúdo residual após a reação seja minimizado, e ainda preferencialmente os epoxisilanos também são adicionalmente convertidos em um grau máximo e seu teor residual após a reação é minimizado.
[067] É, portanto, preferencial que a razão molar entre grupos amino terciários e grupos epóxi seja de 0,8:1 a 1:1, mais preferencialmente de 0,9:1 a 1, ainda mais preferencialmente de 0,95: 1 a 1:1, ainda mais preferencialmente de 0,99: 1 a 1:1, especialmente 1:1.
[068] É ainda preferencial que a razão molar (mV1) entre grupos amino terciários que fazem parte de uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência amida aminas, e grupos epóxi seja de 0,6:1 a 0,8:1, ainda preferencialmente de 0,65:1 a 0,75:1, especialmente 0,7:1.
[069] Também é preferencial que a razão molar (mV2) entre grupos amino terciários que são parte de uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas e grupos epóxi seja de 0,4:1 a 0,2:1, ainda preferencialmente de 0,35:1 a 0,25:1, especialmente 0,3:1.
[070] A seguinte condição preferencialmente aplicável aqui é (mV1) + (mV2) = 1:1.
[071] É ainda preferencial que a razão molar entre pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência amida aminas, e a pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas é de 90:10 a 60:40, preferencialmente de 80:20 a 65:35, especialmente 70:30.
[072] Especialmente, de preferência, a razão molar entre aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amina amidas e aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em alquildialcanolaminas é de 90:10 a 60:40, de preferência de 80:20 a 65:35, especialmente 70:30
[073] Como resultado, a proporção dos grupos de amônio quaternário que derivam de uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas e a proporção dos grupos de amônio quaternário que derivam de aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência amida aminas, podem ser ajustadas com vantagem.
[074] Em uma primeira modalidade do processo, o pelo menos um siloxano com função epóxi é reagido em uma etapa do processo com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas e o produto de reação obtido é reagido posteriormente em uma etapa do processo que se segue indireta ou diretamente com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, preferencialmente amida aminas.
[075] Em uma segunda modalidade do processo, que é preferencial à primeira modalidade do processo, o pelo menos um siloxano com função epóxi é reagido em uma etapa do processo com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, preferencialmente amida aminas, e o produto de reação obtido é reagido posteriormente em uma etapa do processo que segue indireta ou diretamente com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas.
[076] Em uma terceira modalidade do processo, que é preferencial à primeira e à segunda modalidades do processo, o pelo menos um siloxano com função epóxi é reagido com uma mistura de pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, preferencialmente amida aminas, e pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas.
[077] É preferencial quando a reação de pelo menos um siloxano funcional com epóxi converte 90% a 100% dos grupos epóxi, mais preferencialmente mais de 92%. Os números percentuais aqui indicam o número de grupos de epóxi convertidos dividido pelo número de grupos de epóxi usados. A conversão dos grupos epóxi, também denominada conversão de epóxi, pode ser determinada com o auxílio de espectroscopia de RMN a 1H, conforme descrito nos exemplos.
[078] De preferência, os produtos do processo, após a reação das aminas terciárias e do pelo menos um siloxano com função epóxi, são analisados quanto à ausência de grupos epóxi residuais, conforme descrito nos exemplos. Se menos de 90% dos grupos epóxi tiverem sido convertidos, a reação é conduzida posteriormente até que uma conversão de 90% ou mais seja atingida. De preferência, o lote é descartado se uma conversão de 90% ou mais não for obtida.
[079] Para a conversão das aminas terciárias, é preferencial acelerar a reação por catálise. Os catalisadores usados são preferencialmente ácidos carboxílicos, preferencialmente ácido acético, ácido isononanoico, ácido láctico, especialmente ácido acético.
[080] O catalisador é preferencialmente usado em uma proporção em massa de 0,5% a 8%, preferencialmente de 1% a 5%, com base na massa total dos reagentes,
isto é, desprezando outros constituintes não reativos, por exemplo, solventes.
[081] A reação do siloxano com função epóxi com as aminas terciárias pode ser realizada na presença ou ausência, mas, de preferência, na presença, de um solvente. Os solventes orgânicos adequados usados são, de preferência, álcoois alifáticos anidros, glicóis ou éteres de glicol, por exemplo, metanol, etanol, propanol, butanol, 2- propanol, terc-butanol, propilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropilenoglicol, hexilenoglicol, pentilenoglicol, butildiglicol, éter dimetílico de dipropilenoglicol, éter monometílico de dipropilenoglicol, éter monometílico de propilenoglicol, éter monometílico de tripropilenoglicol, especialmente 2-propanol, dipropilenoglicol, hexilenoglicol.
[082] De preferência, o produto da reação obtido é purificado submetendo o mesmo a um processo de separação térmica adequado.
[083] Os processos de separação térmica são conhecidos por esse termo àqueles versados na técnica e incluem todos os processos com base no estabelecimento de um equilíbrio de fase termodinâmica. Os processos de separação térmica preferenciais são selecionados a partir da lista que compreende destilação, retificação, adsorção, cristalização, extração, absorção, secagem e congelamento, sendo que a preferência particular sé dada aos métodos de destilação e retificação.
[084] Uma modalidade preferencial do processo compreende, portanto, como uma etapa adicional do processo, a destilação e/ou purificação dos produtos da reação. A destilação e/ou purificação pode ser realizada, por exemplo, por meio de um evaporador rotativo, de preferência, a uma temperatura de 20 a 250 °C, mais preferencialmente de 40 a 180° C e, mais preferencialmente, de 50 a 150 °C, onde a pressão é preferencialmente de 0,0001 a 0,75 bar, ainda mais preferencialmente de 0,001 a 0,2 bar e mais preferencialmente de 0,01 a 0,1 bar. A destilação e/ou purificação é especialmente vantajosa para a remoção de constituintes voláteis, especialmente de solventes.
[085] As éster aminas e/ou amida aminas usadas com preferência são aquelas de Fórmula (VII)
Fórmula (VII); em que R7, R8, R9 e x são conforme definido na Fórmula (II).
[086] É dada preferência particular ao uso de amida aminas de Fórmula (VII).
[087] As amida aminas usadas no processo de acordo com a invenção são preferencialmente produtos de reação provenientes da reação de dimetilaminoalquilaminas, especialmente dimetilaminopropilamina (DMAPA), com ácidos graxos ou ésteres de ácidos graxos, por exemplo, os triglicerídeos de ácidos graxos. É dada preferência particular a amida aminas que derivam de ácidos graxos com 10 a 30, ainda mais preferencialmente 12 a 22, ainda mais preferencialmente 12 a 18, especialmente 16 a 18, átomos de carbono.
[088] É, portanto, dada preferência particular ao uso de amida aminas de Fórmula (VII) com R8 = metila, x = 3, R7 = -NR10- com R10 = H.
[089] Mais preferencialmente, R9 é selecionado do grupo que consiste em radicais alquila que têm 9 a 29, ainda mais preferencialmente 11 a 21, ainda mais preferencialmente 11 a 17, especialmente 15 a 17, átomos de carbono, em que os radicais alquila são não substituídos ou substituídos por grupos hidroxila, lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, de preferência não substituídos, lineares e saturados.
[090] Especialmente preferenciais são as amida aminas que estão comercialmente disponíveis sob o nome comercial Tegoamid® da Evonik, por exemplo, 3-N, N-dimetilaminopropilcocoamida (Tegoamid® D 5040 e Tegoamid® CNF), 3-N, N-dimetilaminopropilestearamida (Tegoamid® S 18) e 3-N, N- dimetilaminopropilpalmitamida (Tegoamid® PKFC).
[091] Outras amida aminas adequadas são reveladas na publicação Safety Assessment of Fatty Acid Amidopropyl Dimetilamines as Used in Cosmetics, Relatório Final, Data de Lançamento: 24 de junho de 2014, Data da reunião do Painel: 9 e 10 de junho de 2014, Cosmetic Ingredient Review (https://www.cir- safety.org/sites/default/files/amidoa062014final.pdf), cujo conteúdo de revelação explícito nesse aspecto é incorporado a esta revelação a título de referência.
Exemplos dessas amida aminas incluem: amidopropil dimetilamina de amêndoa amidopropil dimetilamina de abacate babassuamidopropil dimetilamina behenamidopropil dimetilamina brassicamidopropil dimetilamina cocamidopropil dimetilamina dilinoleamidopropil dimetilamina isostearamidopropil dimetilamina lauramidopropil dimetilamina linoleamidopropil dimetilamina minkamidopropil dimetilamina miristamidopropil dimetilamina oatamidopropil dimetilamina oleamidopropil dimetilamina olivamidopropil dimetilamina palmitamidopropil dimetilamina ricinoleamidopropil dimetilamina sesamidopropil dimetilamina soyamidopropil dimetilamina estearamidopropil dimetilamina amidopropil dimetilamina de semente de girassol tallamidopropil dimetilamina tallowamidopropil dimetilamina amidopropil dimetilamina do germe de trigo Dialcanolaminas usadas com preferência são aquelas de Fórmula (VIII)
Fórmula (VIII) em que R8 e R11 são conforme definido na Fórmula (III).
[092] Mais preferencialmente, a dialcanolamina é selecionada do grupo que consiste em N-metildietanolamina (R8 = -CH3 e R11 = -CH2CH2OH), N- etildietanolamina (R8 = -CH2CH3 e R11 = -CH2CH2OH), N-metildiisopropanolamina (R8 = -CH3 e R11 = -CH2CH(CH3)OH), N-etildiisopropanolamina (R8 = -CH2CH3 e R11 = - CH2CH(CH3)OH), N-isopropildiaminoetanol (R8 = -CH(CH3)2 e R11 = -CH2CH2OH), N- butildietanolamina (R8 = -CH2CH2CH2CH3 e R11 = -CH2CH2OH), e os produtos de alcoxilação dos mesmos, em que os produtos de alcoxilação são preferencialmente obtidos por meio da reação com óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno ou misturas de dois ou três dos óxidos de alquileno mencionados de uma maneira conhecida pelos versados na técnica.
[093] Dialcanolaminas usadas com preferência especial são N- metildietanolamina (R8 = -CH3 e R11 = -CH2CH2OH) e N-metildiisopropanolamina (R8 = -CH3 e R11 = -CH2CH(CH3)OH).
[094] Foi constatado que, surpreendentemente, a reação de siloxanos com função epóxi com alquildialcanolaminas ou as dialquilalcanolaminas correspondentes leva a uma alta conversão de grupos epóxi, enquanto a conversão de grupos epóxi é apenas baixa ou zero em uma reação com as trialcanolaminas correspondentes. Além disso, verificou-se que, surpreendentemente, o uso de alquildialcanolaminas em uma mistura com amida aminas leva a um menor teor residual de amida aminas do que o uso das correspondentes dialquilalcanolaminas em uma mistura com amida aminas. Além disso, é também surpreendente que as alquildialcanolaminas sejam frequentemente menos irritantes e/ou sensibilizantes e/ou aquatóxicas para a pele do que as dialquilalcanolaminas correspondentes.
[095] Em uma modalidade preferencial do processo, o teor residual de aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência, amida aminas, após a reação, como uma proporção em massa com base na massa total da composição, é menos de 1%, de preferência menos de 0,8%, ainda mais preferencialmente menos de 0,6%, especialmente menos de 0,4%.
[096] Em uma modalidade preferencial do processo, o siloxano funcional com epóxi é um siloxano da Fórmula (VI) M1a1M6a5D1b1D6b5 T1c1T4c4Qd (VI) com M6 = [R13R12SiO1/2], D6 = [R13R1SiO2/2], R13 = cada um dos radicais epóxi orgânicos idênticos ou diferentes independentemente, de preferência selecionados do grupo que consiste em , especialmente , em que M1, D1, T1, T4, Q, a1, a5, b1, b5, c1, c4, d, R1, R5, R6 e y são conforme definido na Fórmula (I).
[097] De preferência, o pelo menos um siloxano com função epóxi é preparado por meio de hidrossililação de pelo menos um epóxido olefinicamente insaturado.
[098] Opcionalmente, o pelo menos um siloxano com função epóxi, de preferência o siloxano com função epóxi da Fórmula (VI), antes da conversão do mesmo, é purificado na medida em que é submetido a um processo de separação térmica adequado.
[099] Mais preferencialmente, o siloxano com função epóxi é preparado por hidrossililação de pelo menos um epóxido olefinicamente insaturado, de preferência selecionado do grupo que consiste em éter alil glicidílico, monóxido de vinilciclohexeno e monoepoóxido de norbornadieno, especialmente éter alil glicidílico, com pelo menos um siloxano com função SiH da Fórmula (V) M1a1M5a5D1b1D5b5T1c1T4c4Qd (V) com M5 = [R12SiHO1/2], D5 = [R1SiHO2/2], a5 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, mais preferencialmente 2 a 3, especialmente 2; b5 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; em que M1, D1, T1, T4, Q, a1, b1, c1, c4, d e R1 são conforme definido na Fórmula (I).
[0100] A hidrossililação é efetuada da maneira conhecida pelos versados na matéria.
[0101] A hidrossililação no processo de acordo com a invenção é, preferencialmente, catalisada com o auxílio dos catalisadores de grupo de platina familiares àqueles versados na técnica, mais preferencialmente, com o auxílio de catalisadores Karstedt.
[0102] A hidrossililação pode ser realizada na presença ou ausência, mas de preferência, na presença de um solvente. Os solventes orgânicos adequados usados são, de preferência, tolueno, xileno ou isopropanol. Os solventes usados são preferencialmente anidros. Se o solvente tiver um grupo reativo, especialmente um grupo hidroxila, isso pode levar a subprodutos de SiOC em um grau menor.
[0103] É preferencial quando a hidrossililação converte mais de 95%, ainda preferencialmente mais de 97%, especialmente 99% a 100%, dos grupos SiH. Os números percentuais indicam o número de grupos de SiH convertidos dividido pelo número de grupos de SiH usados. Os grupos de SiH são detectados de uma maneira familiar àqueles versados na técnica, preferencialmente, por meios volumétricos de gás após o colapso alcalino. Isso pode ser realizado, por exemplo, por meio da reação de uma amostra da mistura de reação com uma solução de butóxido de sódio butanólico (teor de butóxido de sódio = 5% em peso) e concluindo a quantidade de funções SiH ainda presentes a partir da quantidade de hidrogênio formado.
[0104] Opcionalmente, o pelo menos um siloxano funcional em SiH de Fórmula (V), antes da hidrossililação, é purificado na medida em que é submetido a um processo de separação térmica adequado.
[0105] Da mesma forma opcionalmente, o siloxano com função epóxi obtido é purificado, de preferência, por meio de um processo de separação térmica como descrito acima.
[0106] Os siloxanos com função SiH podem da mesma forma ser obtidos por métodos conhecidos via equilíbrio. A preparação de siloxanos com função SiH linear por meio de equilíbrio com ácido trifluorometanossulfônico é descrita, por exemplo, nos documentos US 5578692 ou EP 2176319 B1.
[0107] Em virtude da preparação, é possível que os produtos do processo contenham os siloxanos cíclicos octametilciclotetrasiloxano e decametilciclopentasiloxano. O octametilciclotetrassiloxano e o decametilciclopentasiloxano não são biodegradáveis. O octametilciclotetrassiloxano também causa preocupação toxicológica. Por essas razões, é vantajoso que a proporção molar de decametilciclopentasiloxano e/ou octametilciclotetrasiloxano seja mínima.
[0108] Em uma modalidade preferencial da composição de acordo com a invenção e do produto de processo de acordo com a invenção, a proporção em massa de decametilciclopentasiloxano, com base na composição geral de acordo com a invenção ou no produto de processo global de acordo com a invenção, é inferior a 1% e é especialmente preferencial de 0% a 0,1%.
[0109] Em uma modalidade preferencial da composição de acordo com a invenção e do produto de processo de acordo com a invenção, a proporção em massa de octametilciclotetrassiloxano, com base na composição geral de acordo com a invenção ou no produto de processo global de acordo com a invenção, é inferior a 1 % e é especialmente preferencial de 0% a 0,1%.
[0110] O processo de acordo com a invenção pode, preferencialmente, ser executado de tal maneira que haja duas etapas do processo: 1. preparação de um siloxano com função epóxi, e 2. reação do siloxano com função epóxi com uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência amida aminas, e uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas para render os silicones quaternizados de acordo com a invenção. As etapas do processo da modalidade preferencial acima mencionada da invenção podem ser conduzidas no processo de acordo com a invenção como etapas sucessivas conduzidas separadamente, cada uma na forma de uma reação de um recipiente ou então sob controle de medição, mas preferencialmente sob controle de medição. A reação pode ser conduzida em um processo descontínuo, semidescontínuo ou contínuo. A reação controlada por medição é especialmente preferencial nas etapas de processo 1 e 2.
[0111] O processo de acordo com a invenção pode ser realizado na presença ou na ausência de um solvente. Os solventes orgânicos adequados usados para a 1ª etapa do processo são, de preferência, tolueno, xileno ou 2-propanol. Os solventes orgânicos adequados usados para a 2a etapa do processo são, de preferência, álcoois alifáticos anidros, glicóis ou éteres de glicol, por exemplo, metanol, etanol, propanol, butanol, 2-propanol, terc-butanol, propilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropilenoglicol, hexilenoglicol, pentilenoglicol, butildiglicol, éter dimetílico de dipropilenoglicol, éter monometílico de dipropilenoglicol, éter monometílico de propilenoglicol, éter monometílico de tripropilenoglicol, especialmente 2-propanol, dipropilenoglicol, hexilenoglicol.
[0112] Se o solvente tiver um grupo reativo, especialmente um grupo hidroxila, isso pode levar a subprodutos de SiOC em um grau menor. Os grupos hidroxila nas dialcanolaminas usadas podem, da mesma forma, formar vestígios de subprodutos de SiOC.
[0113] Os reagentes podem estar presentes aqui em qualquer concentração desejada em um solvente, por exemplo 5% a 99% em peso, preferencialmente 80% a 95% em peso, de maneira especialmente preferencial 85% a 95% em peso, com base na composição geral.
[0114] Em uma modalidade preferencial, o processo de acordo com a invenção pode ser conduzido a uma temperatura de 10 °C a 150 °C, preferencialmente de 25 °C a 100 °C, mais preferencialmente de 40 °C a 90 °C.
[0115] Em uma modalidade preferencial, o processo de acordo com a invenção pode preferencialmente ser conduzido a uma pressão de 0,5 a 20 bar, preferencialmente 1 a 5 bar, especialmente preferencialmente à pressão padrão.
[0116] A reação de acordo com a invenção pode ser conduzida à luz do dia ou com exclusão da luz, de preferência à luz do dia.
[0117] A reação de acordo com a invenção pode ser efetuada em condições inertes (nitrogênio, árgon) ou em uma atmosfera de oxigênio e/ou ar, de preferência, em uma atmosfera de nitrogênio.
[0118] A invenção fornece ainda uma composição que pode ser obtida por meio do processo de acordo com a invenção.
[0119] Em uma modalidade preferencial, a composição de acordo com a invenção compreende água como outro constituinte.
[0120] A composição é preferencialmente uma emulsão aquosa.
[0121] É ainda preferencial que a composição, de preferência a emulsão aquosa, contenha os seguintes componentes em partes por massa com base na massa total da composição: a) 20% a 99,5%, preferencialmente 40% a 97%, especialmente 60% a 95%, de água; b) 0,5% a 80%, de preferência 3% a 60%, especialmente 5% a 40%, de pelo menos um siloxano que compreende pelo menos um siloxano (A) e de preferência pelo menos um siloxano (B) e/ou pelo menos um siloxano (C); c) de preferência 1% a 10% de pelo menos um emulsionante;
c) de preferência 5% a 20% de pelo menos um glicol; e e) de preferência 0% a 1% de ácido acético.
[0122] As composições de acordo com a invenção, especialmente as emulsões aquosas, de preferência compreendem ainda aditivos que podem ser selecionados do grupo que consiste em intensificadores, emulsificantes, solventes, perfume, transportadores de perfume, corantes, reguladores de viscosidade, antiespumantes, conservantes, ingredientes antimicrobianos ativos, germicidas , fungicidas, antioxidantes, solventes orgânicos, polímeros não contendo siloxano e outros polímeros contendo siloxano não inventivos, por exemplo, óleos de silicone contendo siloxano não inventivos, tensoativos, construtores, branqueadores, ativadores de branqueamento, enzimas, fluorescentes, inibidores de espuma , agentes antirredeposição, branqueadores ópticos, inibidores de cinza, agentes antiembebição, agentes antigordura, inibidores de transferência de corantes, inibidores de corrosão, antiestáticos não inventivos, substâncias amargas, auxiliares de engomar, agentes de impregnação e repelência, agentes anti-intumescimento e antideslizantes, sais de enchimento neutros e absorventes de UV. É possível aqui que as substâncias de uma classe também apresentem eficácia em outra classe.
[0123] Mais particularmente, as composições de acordo com a invenção podem conter entre 0,001% e 40% em peso, mais preferencialmente 0,01% a 20% em peso, de um ou mais aditivos ou auxiliares diferentes, com base na massa total dos siloxanos (A) e (B) e (C) ou dos produtos de processo de acordo com a invenção.
[0124] De preferência, as composições de acordo com a invenção estão na forma de concentrados, concentrados de compostos/emulsão e/ou formulações aquosas dos mesmos, de emulsões e/ou soluções aquosas e/ou de uma formulação ou emulsão em compostos orgânicos, como poliéteres, polióis, álcoois.
[0125] Adicionalmente, composições particularmente preferenciais de acordo com a invenção são concentrados contendo os siloxanos de acordo com a invenção ou os produtos de processo de acordo com a invenção em uma concentração de 75% a 99,99% em peso, com base na composição geral. Assim, apenas pequenas proporções de solventes foram adicionadas a esses concentrados. Os concentrados são, de preferência, soluções não aquosas.
[0126] Outras composições particularmente preferenciais de acordo com a invenção são compostos ou concentrados de emulsão contendo os siloxanos de acordo com a invenção ou os produtos de processo de acordo com a invenção em concentrações de 40% a 90% em peso, de preferência 50% a 80% em peso, com base na massa total. Constituintes adicionais desses compostos ou concentrados de emulsão são água e/ou solventes selecionados do grupo dos glicóis, álcoois não ramificados e/ou ramificados e/ou éteres alquílicos que têm 1 a 6 átomos de carbono e, opcionalmente, um ou mais emulsionantes não iônicos, por exemplo, um etoxilato de álcool com 3 a 25 unidades de óxido de etileno. Os concentrados de composto e de emulsão são geralmente solúveis em água ou autoemulsionáveis.
[0127] Emulsões aquosas particularmente preferenciais de acordo com a invenção, preferencialmente microemulsões, são modificadores manuais para o tratamento de tecidos têxteis.
[0128] Os tecidos no contexto desta invenção são sólidos ou compostos por fibras, como madeira, algodão, poliéster, poliamida, fibras sintéticas, papel e papelão, viscose, celulose e/ou fibras à base de lignina. Os tecidos no contexto desta invenção também incluem superfícies duras de metal, cerâmica, vidro, madeira ou plástico.
[0129] Os tecidos preferenciais são selecionados do grupo que compreende tecidos têxteis tecidos, cabelo e pele, sendo dada preferência especialmente a tecidos têxteis tecidos, malhas formadas em laçada, malhas desenhadas em laçada, não tecidos, lenço (fibras de papel) e/ou outras fibras fabricadas de matérias-primas natural e/ou sintéticas.
[0130] Composições especialmente preferenciais de acordo com a invenção são modificadores manuais para acabamento temporário ou permanente de têxteis.
[0131] As composições de acordo com a invenção podem compreender opcionalmente outros amaciadores de têxteis não inventivos. Esses são um ou mais compostos amaciadores de têxteis catiônicos que têm um ou mais grupos alquila de cadeia longa em uma molécula. Os compostos amaciadores de têxteis catiônicos amplamente usados incluem, por exemplo, compostos quat de éster de alcanolamina ou compostos de amônio quaternário conhecidos, esterificados com dois grupos acila C18. Outros compostos de amônio adequados são revelados no documento US 2010/0184634 nos parágrafos [0027] a [0068], cujo conteúdo de revelação explícita nesse aspecto é incorporado a esta revelação por esta referência.
[0132] Por diluição com água, é possível usar os concentrados, concentrados de emulsão e formulações de acordo com a invenção, por exemplo, para produzir os agentes de acabamento de acordo com a invenção para têxteis.
[0133] As emulsões aquosas de acordo com a invenção como modificadores manuais para tecidos têxteis contêm os siloxanos de acordo com a invenção ou os produtos do processo de acordo com a invenção em uma proporção em massa de 3% a 35%, de preferência de 5% a 25%, especialmente de 7% a 20%, com base na composição geral.
[0134] Emulsionantes usados são tipicamente etoxilatos de álcool graxo com níveis de etoxilação entre 3 e 12, especificamente em uma razão de massa entre os siloxanos (A), (B) e (C) juntos e os etoxilatos de álcool graxo de 20:1 a 1:1. Glicóis de alto ponto de ebulição, como dipropilenoglicol ou butildiglicol, são também tipicamente empregados. Esses glicóis podem substituir total ou parcialmente os etoxilatos de álcool graxo.
[0135] De preferência, os emulsionantes estão presentes nas composições de acordo com a invenção e nas emulsões aquosas de acordo com a invenção em uma proporção em massa de 1% a 10%, mais preferencialmente, de 1,5% a 8%, com base na composição geral.
[0136] Os antiespumantes usados podem ser quaisquer antiespumantes conhecidos como adequados para licores têxteis aquosos da técnica anterior. Exemplos de antiespumantes comerciais adequados estão disponíveis sob os nomes Dow Corning® DB-110A e TEGO® Antifoam® MR 1015.
[0137] De preferência, a composição de acordo com a invenção contém pelo menos um antiespumante em uma proporção em massa de 0,0001% a 0,05%, mais preferencialmente, de 0,001% a 0,01%, com base na composição geral.
[0138] Como conservante, a composição pode compreender ingredientes ativos bactericidas e/ou fungicidas conhecidos como adequados da técnica anterior, sendo dada preferência aos ingredientes ativos solúveis em água. Exemplos de bactericidas comerciais adequados são metilparabeno, 2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol, 2-metil-4- isotiazolin-3-ona e 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona.
[0139] A composição de acordo com a invenção pode igualmente conter um conservante, de preferência, um inibidor de oxidação. Exemplos de inibidores de oxidação comerciais adequados são ácido ascórbico, 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol (BHT), butilhidroxianisol (BHA), tocoferol e galato de propila. De preferência, as composições de acordo com a invenção contêm pelo menos um conservante em uma proporção em massa de 0,0001% a 0,5%, mais preferencialmente, de 0,001% a 0,2%, com base na composição geral. Em particular, as composições podem conter pelo menos um inibidor de oxidação em uma proporção em massa de 0,001% a 0,1%, mais preferencialmente de 0,001% a 0,01%, com base na composição geral.
[0140] Como solvente orgânico, a composição pode compreender álcoois de cadeia curta, glicóis e monoéteres de glicol, sendo dada preferência a etanol, 2- propanol, propano-1,2-diol e dipropileno glicol. Em particular, as composições de acordo com a invenção podem conter pelo menos um solvente orgânico em uma proporção em massa de 0,1% a 10%, mais preferencialmente, de 0,2% a 5%, com base na composição geral.
[0141] A invenção fornece ainda o uso de siloxanos e/ou composições e/ou produtos de processo de acordo com a invenção a) para tratamento, preferencialmente acabamento e/ou impregnação, de estruturas bidimensionais; b) em formulações de limpeza e cuidados para o lar e para fins industriais, especialmente em amaciantes de roupas; c) em composições cosméticas, farmacêuticas e dermatológicas,
especialmente em formulações cosméticas para limpeza e cuidados, produtos para o tratamento do cabelo e produtos para o tratamento posterior do cabelo; e/ou d) para limpeza e cuidado de superfícies duras, de preferência para limpeza e cuidado de veículos motorizados, especialmente como aditivo em auxiliares de secagem para instalações de lavagem de carros.
[0142] É dada preferência ao uso de siloxanos e/ou composições e/ou produtos de processo de acordo com a invenção para acabamento de tecidos.
[0143] Mais preferencial é o uso de siloxanos e/ou composições e/ou produtos de processo de acordo com a invenção em composições hidrofílicas para modificação manual, especialmente em composições amaciantes de têxteis (amaciantes de tecidos).
[0144] Mais preferencialmente, os siloxanos, composições e/ou produtos de processo de acordo com a invenção são usados como amaciantes para tecidos.
[0145] Os mesmos são usados, por exemplo, em composições amaciantes de tecidos, especialmente composições amaciantes de tecidos aquosos. As composições aquosas de amaciante de roupas são tipicamente adicionadas ao último ciclo de lavagem na lavagem de roupas em uma máquina de lavar a fim de dar um toque mais macio à roupa. Composições amaciantes desse tipo contêm os siloxanos de acordo com a invenção em uma quantidade de 2% a 20% em peso, com base na composição amaciante de tecidos, dispersos em solução aquosa.
[0146] Para uso como amaciante de tecidos, os siloxanos de acordo com a invenção têm uma razão molar de átomos de silício para grupos de amônio quaternário de mais de 25:1, preferencialmente de 50:1 a 200:1.
[0147] Os quats de silicone são usados não apenas para melhorar a manipulação em processos têxteis, mas também como antiestáticos com ação redutora de fricção.
[0148] Mais preferencialmente, os siloxanos, de acordo com a invenção, as composições de acordo com a invenção e os produtos do processo de acordo com a invenção são, portanto, usados como antiestáticos.
[0149] Mais preferencialmente, os siloxanos, de acordo com a invenção, as composições de acordo com a invenção e os produtos do processo de acordo com a invenção são usados como deslizantes.
[0150] Assim, os mesmos têm, de preferência, um efeito redutor de fricção.
[0151] Os siloxanos adequados para uso como antiestáticos e/ou como deslizantes são especialmente aqueles que têm um baixo peso molecular com base no número de grupos de amônio quaternário.
[0152] De preferência, os siloxanos de acordo com a invenção, para uso como antiestáticos, têm portanto menos de 50 átomos de silício, especialmente 15 a 30 átomos de silício.
[0153] Para uso como antiestático ou para uso no tratamento de superfícies duras, especialmente no setor automotivo, os siloxanos de acordo com a invenção têm uma razão molar de átomos de silício para grupos de amônio quaternário de menos de 25:1, de preferência de 5:1 a 25:1, especialmente 10:1 a 15:1.
[0154] Ainda de preferência, os siloxanos, composições e/ou produtos de processo de acordo com a invenção são usados como composições de limpeza e tratamento para superfícies duras, de preferência, para limpeza e cuidado de veículos motorizados, especialmente como aditivo em auxiliares de secagem para instalações de lavagem de automóveis.
[0155] A limpeza e o cuidado de superfícies duras, especialmente a lavagem de veículos motorizados em instalações de lavagem de carros, podem ser divididas em pré-lavagem e lavagem principal. É possível usar aqui composições diferentes. A limpeza remove as partículas de sujeira da superfície do veículo. Essa limpeza é seguida pela operação de enxágue em que os resíduos da composição de limpeza são removidos. Essa etapa serve para a preparação para o uso de um agente de secagem que hidrofobiza o veículo antes da secagem final com o secador, e o filme restante de água pode assim ser removido mais facilmente. A operação de enxágue é vantajosa porque os agentes secantes são de caráter catiônico e podem, de outra forma, após a aplicação de formulações de limpeza aniônicas, formar sais moderadamente solúveis que levam a manchas no veículo e, portanto, não levam ao efeito de brilho desejado nem à hidrofobização. Em aplicações em que é necessário que o composto tensoativo permaneça no material tratado, os quats de silicone de acordo com a invenção formam os constituintes essenciais dessas formulações. Os quats de silicone de acordo com a invenção são amplamente usados em aplicações no campo de amaciantes de tecidos, acabamento de têxteis ou enxágue de cabelo, e também em aplicações de secadores em instalações de lavagem de carros. Visto que até mesmo as tintas para veículos, como a maioria das superfícies, têm um potencial elétrico de superfície negativo, os quats de silicone se espalham no veículo após a formulação do agente de secagem ter sido aspergida e desloca a película de água presente. Os quats de silicone aumentam a impressão da cor e do brilho da tinta e protegem dos efeitos das intempéries.
[0156] Os siloxanos de acordo com a invenção e/ou a composição de acordo com a invenção e/ou os produtos de processo de acordo com a invenção têm inúmeras vantagens em relação aos quats de silicone da técnica anterior; mais particularmente, os mesmos exibem: a) maior efeito na mesma concentração de uso; b) proporções reduzidas de compostos orgânicos indesejados, especialmente compostos orgânicos de baixo peso molecular e, portanto, uma redução significativa no potencial de risco de um efeito de sensibilização da pele ou danos aos corpos d'água quando introduzidos nas águas superficiais que estão associados a esses compostos; c) melhor processabilidade e menor viscosidade com a mesma quantidade de ingrediente ativo e simultaneamente menor uso de solventes ou emulsificantes; d) vida útil mais longa; e) menor tendência de penetração do agente de acabamento; f) respirabilidade inalterada dos têxteis acabados com os mesmos; g) um alto nível de efeito dos têxteis acabados com os mesmos, mesmo após várias lavagens; h) melhoria nas propriedades táteis e conforto de uso mais agradável dos têxteis acabados com os mesmos; e/ou i) boa estabilidade de armazenamento, o que significa que a viscosidade é estável em armazenamento e a nova formação de siloxanos cíclicos é minimizada; e/ou j) estabilidade de pH melhorada até um pH de 11.
EXEMPLOS MÉTODOS GERAIS ESPECTROSCOPIA POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (ESPECTROSCOPIA POR RMN)
[0157] Os siloxanos podem ser caracterizados com o auxílio de espectroscopia por RMN a 1H e RMN a 29Si. Esses métodos, especialmente levando em conta a multiplicidade dos acoplamentos, são familiares àqueles versados na técnica.
[0158] A conversão dos grupos epóxi pode ser determinada com o auxílio de espectroscopia de RMN a 1H. CROMATOGRAFIA POR PERMEAÇÃO EM GEL (GPC):
[0159] As medições de GPC para a determinação da polidispersidade e massas molares médias ponderais Mw são realizadas sob as seguintes condições de medição: Combinação de coluna SDV 1000/10 000 Å (comprimento 55 cm), temperatura 35 °C, THF como fase móvel, taxa de fluxo 0,35 ml/min, concentração de amostra 10 g/l, detector RI, avaliação dos polímeros contra o padrão de poliestireno (162-2 520 000 g/mol). CROMATOGRAFIA LÍQUIDA DE ALTA EFICIÊNCIA (HPLC):
[0160] Para determinar a concentração de amida aminas (Tegoamid® S18, Tegoamid® D5040, Tegoamid® PKFC), HPLC de fase reversa é conduzida em condições de gradiente. Uma coluna RP-C18 (Inertsil ODS-3, GL Science) é usada como fase estacionária. Acetonitrila e ácido sulfúrico diluído são empregados como sistema eluente binário. A detecção é efetuada por detector de UV em um comprimento de onda de 210 nm. O padrão externo usado para a calibração são amida aminas específicas que são usadas na respectiva síntese do quat de siloxano/silicone. O conteúdo residual é relatado em porcentagem por peso com base na composição correspondente. CROMATOGRAFIA GASOSA:
[0161] A proporção em massa de siloxanos cíclicos, especialmente octametilciclotetrasiloxano (D4) e decametilciclopentasiloxano (D5), pode ser determinada com o auxílio de um método de cromatografia gasosa (método GC) em que as substâncias são separadas de acordo com seu ponto de ebulição e detectadas por meio de um detector de condutividade térmica. Isso é realizado por meio da análise de uma alíquota da amostra a ser examinada sem diluição adicional por meio de GC. Isso é conduzido em um cromatógrafo de gás equipado com um injetor com divisão/sem divisão, uma coluna capilar e um detector de condutividade térmica, nas seguintes condições: Injetor: 290°C, divisão 40 ml Volume de injeção: 1 µl Coluna: 5 m * 0,32 mm HP5 1 µm Gás carreador: hélio, fluxo const., 2 ml/min Programa de temperatura: 1 minuto a 80°C, então 80 °C a 300 °C a 30 °C/min, então condicionamento a 300 °C por 10 minutos. Detector: TCD a 320 °C Gás integrador 6 ml/min Gás de referência 18 ml/min
[0162] Os siloxanos cíclicos são separados de acordo com seu ponto de ebulição. A proporção em massa das substâncias individuais é determinada como a porcentagem das áreas dos picos determinadas para a respectiva substância em comparação com a área total de todas as substâncias detectadas (método da porcentagem de área). VISCOSIDADE:
[0163] A viscosidade é medida com um reômetro Brookfield R/S-CPS Plus com o uso da placa de medição RP75 a 25 °C. O método de teste é descrito em DIN 53019 (DIN 53019-1:2008-09, DIN 53019-2:2001-02 e DIN 53019-3:2008-09). MÉTODO DE SÍNTESE GERAL:
[0164] Os siloxanos quaternizados (também referidos aqui como ingredientes ativos ou quats de silicone) são preparados da maneira conhecida pelo versado na técnica, como descrito na técnica anterior, por exemplo, nas publicações DE 102010000993 A1 e DE 3802622 A1. A preparação é feita em três estágios. No primeiro estágio, os siloxanos com função SiH são preparados. No segundo estágio, os siloxanos com função SiH preparados são usados para preparar siloxanos com função epóxi por meio de hidrossililação. No terceiro estágio, os siloxanos com função epóxi obtidos são reagidos com aminas terciárias sob catálise ácida da seguinte forma: 1o ESTÁGIO - PREPARAÇÃO DE SILOXANOS COM FUNÇÃO SIH: SILOXANOS SIH DE TERMINAL LINEAR:
[0165] Um frasco inertizado de 500 ml de três gargalos com um agitador de vidro de precisão, condensador de refluxo e termômetro interno foi inicialmente carregado com as respectivas quantidades (consulte a Tabela 1) de decametilciclopentasiloxano (D5) e α, ω-diidropolidimetilsiloxano (α,ω-diidro-PDMS) que tem um valor de SiH de 2,97 mmol/g, e 0,25 g de ácido trifluorometanossulfônico foi adicionado durante a agitação. Após agitação a 40 °C durante 6 h, foram adicionados 5 g de hidrogenocarbonato de sódio e a mistura foi agitada durante 2 h. Após filtração, foram obtidos produtos transparentes, fluidos e incolores.
[0166] Pesos iniciais e outros detalhes da preparação dos siloxanos funcionais de SiH podem ser encontrados na Tabela 1. TABELA 1: PESOS INICIAIS E DETALHES ADICIONAIS DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS COM FUNÇÃO SIH DE FÓRMULA (V) siloxano SiH a5 b1 R1 α,ω-diidro- D5
PDMS SH1 2 48 metila 45,5 g 204,5 g
SH2 2 78 metil 28,5 g 221,5 g SH4 2 18 metila 114,6 g 135,4 g SH5 2 28 metila 76,2 g 173,8 g SILOXANO SIH RAMIFICADO (SH3):
[0167] A preparação foi efetuada como revelado no documento EP 2176319 B1.
[0168] 44,2 g (0,248 mol) de metiltrietoxissilano, 125,3 g de um α,ω- diidropolidimetilsiloxano com um teor de hidrogênio de 2,97 mmol de SiH/g e 1.352,5 g de decametilciclopentasiloxano foram inicialmente carregados em um frasco de quatro gargalos equipado com um agitador de vidro de precisão, termômetro interno, um funil de gotejamento e um sistema de destilação com agitação à temperatura ambiente, foi adicionado 1,5 g de ácido trifluorometanossulfônico e a mistura foi agitada durante 30 minutos. Uma mistura de 13,4 g de água desionizada e 20 ml de metanol foi adicionada por gotejamento com agitação durante mais 30 minutos e a mistura foi agitada durante mais 30 minutos. A mistura de reação foi aquecida a 40 °C durante 1 hora e, então, destilada em uma bomba de vácuo de jato de água de cerca de 50 mbar a 40 °C durante 1 hora. Após neutralização com 30,4 g de hidrogenocarbonato de sódio e filtração, foram adicionados 152 g de Lewatit® K 2621, uma resina de troca catiônica de ácido sulfônico pré-seca, e a mistura foi agitada a 40 °C durante 4 horas e filtrada. Isso rendeu um líquido límpido e incolor. 2o ESTÁGIO - PREPARAÇÃO DE SILOXANOS COM FUNÇÃO EPÓXI:
[0169] Um frasco inertizado de 500 ml de três gargalos com agitador de vidro de precisão, termômetro interno e condensador de refluxo foi inicialmente carregado com as respectivas quantidades de siloxano SiH e éter alil glicidílico (AGE) (consulte a Tabela 2) e aquecido até 70 °C durante a agitação. 0,13 g de catalisador Karstedt (Pt a 0,1%) foi adicionado com uma seringa e a mistura foi agitada a 80 °C por mais 2 h, se necessário, com contrarresfriamento da exotermicidade inicial. Após destilação a 120 °C e 1 mbar durante 3 h, foi obtido um produto fluido transparente, bege claro, de viscosidade 135 mPa*s. A reação de hidrossililação foi levada à conversão total em relação ao conteúdo de hidrogênio dos siloxanos com função SiH. No contexto da presente invenção, a conversão total é entendida como significando que mais de 99% das funções SiH foram convertidas. A detecção é efetuada de uma maneira familiar para o versado na técnica por meios volumétricos de gás após degradação alcalina.
[0170] Pesos iniciais e outros detalhes da preparação dos siloxanos funcionais de epóxi podem ser encontrados na Tabela 2. TABELA 2: PESOS INICIAIS E DETALHES ADICIONAIS DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS COM FUNÇÃO EPÓXI DE FÓRMULA (VI) siloxano Epoxissiloxano a5 b1 c1 R1 AGE SiH 231,4 g de SE1 2 48 0 metila 18,6 g SH1 238,1 g de SE2 2 78 0 metila 11,9 g SH2 241,1 g de SE3 6 316 4 metila 8,9 g SH3 208,0 g de SE4 2 18 0 metila 42,0 g SH4 220,4 g de SE5 2 28 0 metila 29,6 g SH5 3o ESTÁGIO - PREPARAÇÃO DOS QUATS DE SILICONE:
[0171] Um frasco de 500 ml de três gargalos inertizado com agitador de vidro de precisão, funil de gotejamento, termômetro interno e condensador de refluxo foi inicialmente carregado com as respectivas quantidades (consulte a Tabela 3) de amida amina, alcanolamina e solvente, a respectiva quantidade de ácido carboxílico foi medida e a mistura foi agitada à temperatura ambiente durante 1 hora. Posteriormente, o respectivo siloxano funcional com epóxi foi adicionado por gotejamento, e a mistura foi aquecida a 80 °C e agitada por 12 a 16 horas até que uma conversão de grupos epóxi (também referida como conversão de epóxi) de pelo menos 90% fosse atingida. A conversão dos grupos epóxi foi determinada por espectroscopia de RMN. Opcionalmente, o solvente foi removido por destilação e trocado por mistura subsequente com outro solvente, isto é, por diluição do resíduo de destilação obtido com outro solvente.
[0172] As seguintes matérias-primas foram usadas na preparação dos quats de silicone: Amida1 = 3-N,N-dimetilaminopropilcocoamida, Tegoamid® D 5040, Evonik Amida2 = 3-N,N-dimetilaminopropilstearamida, Tegoamid® S 18, Evonik Amida3 = 3-N,N-dimetilaminopropilpalmitamida, Tegoamid® PKFC, Evonik MDEA = N-metildietanolamina, 99%, Sigma-Aldrich MDIPA = N-metildiisopropanolamina, BASF TEA = trietanolamina, 99%, Sigma-Aldrich DMAE = dimetilglicina (ácido dimetilaminoacético), > 98%, Alfa-Aesar HOAc = ácido acético, p. A., Baker INA = ácido isononanoico, 97%, Alfa-Aesar IPA = isopropanol, > 99,9%, Sasol tBuOH = terc-butanol, ACS, Reag. Ph Eur, Merck DPG = dipropileno glicol, >= 99%, Lyondell PG = 1,2-propileno glicol, >= 99%, Lyondell DMM = dipropileno glicol dimetil éter, > 94%, TCI Europe N.
[0173] Amida1 é preparada aqui por reação de gordura de coco hidrogenada com 3-aminopropildimetilamina (DMAPA). A reação leva a uma distribuição do comprimento da cadeia do radical de ácido graxo da amida amina resultante de C8 a C18 com um máximo em C12.
[0174] Os seguintes siloxanos com função epóxi foram usados na preparação dos quats de silicone: TABELA 3: SILOXANOS COM FUNÇÃO EPÓXI DE FÓRMULA (VI)
no a1 a5 b1 b5 c1 c4 d R1 R12 SE1 0 2 48 0 0 0 0 metila SE2 0 2 78 0 0 0 0 metila SE3 0 6 316 0 4 0 0 metila SE4 0 2 18 0 0 0 0 metila SE5 0 2 28 0 0 0 0 metila
[0175] Pesos iniciais e outros detalhes da preparação dos siloxanos inventivos de Fórmula (I) podem ser encontrados nas Tabelas 4 e 5. TABELA 4 - PARTE 1: PESOS INICIAIS E MAIS DETALHES DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS INVENTIVOS DA FÓRMULA (I) (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 SE1 860,2 g SE2 472,1 g 393,4 g 262,3 g 262,3 g 217,0 g SE3 297,7 g SE4 Amida1 109,1 g 39,3 g 21,8 g 21,8 g 17,5 g Amida2 39,6 g 21,0 g Amida3 MDEA 17,9 g 6,4 g 5,36 g 3,6 g 3,6 g 2,9 g 2,9 g
MDIPA
DMAE HOAc 30,9 g 11,1 g 9,3 g 6,2 g 4,9 g 4,9 g INA 16,3 g
IPA 254,5 g 132,2 g 110,2 g 76 g 57,0 g
DPG 73,5 g tBuOH
DMM 13,0 g
Destilação Sim Sim Sim Não Sim Não Sim
Mescla Sim Sim Sim Não Sim Sim Não
Teor ativo1) 95% 80% 97,5% 80% 97,5% 80% 100%
Solvente 5% de 20% de 2,5% de 20% de 2,5% de 15% de PG DPG PG DPG PG DPG 5% de DMM
Conversão 99% 97% 99% 97% 98% 87% 96% de epóxi
Viscosidade, 3.960 1.605 7.414 1.102 4.731 851 n.d. 25°C, mPa*s
Teor residual 0,4% 0,17% 0,35% 0,6% 0,4% 0,3% de amida amina
TABELA 4 - PARTE 2: PESOS INICIAIS E MAIS DETALHES DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS INVENTIVOS DA FÓRMULA (I) (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14
SE1
SE2 189,8 g 419,7 g 419,7 g 288,5 g 472,1 g 239,9 g
SE3
SE4 472,9 g
Amida1 15,3 g 39,9 g 39,9 g 24,0 g
Amida2 23,7 g 157,8 g Amida3 41,1 g MDEA 2,5 g 3,8 g 3,8 g 6,4 g 21,9 g MDIPA 4,0 g DMAE 3,4 g HOAc 4,3 g 9,9 g 9,9 g 4,8 g 11,1 g 5,6 g 37,4 g
INA IPA 53 g 118 g 132,7 g 68,3 g 121,8 g DPG 67,9 g tBuOH 118 g 80,2 g
DMM Destilação Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Mescla Sim Sim Sim Sim Sim Sim Sim Teor ativo1) 97,5% 97,5% 97,5% 97,5% 97,5% 80% 50% Solvente 2,5% de 2,5% de 2,5% de 2,5% de 2,5% de 20% de 50% de
PG PG PG PG PG DPG PG Conversão 99% 98% 96% 98% 99% 96% 100% de epóxi Viscosidade, 8.746 9.104 8.546 Cerca de 7.544 1.217 25°C, mPa*s 20.000 Teor residual 0,2% 0,6% 0,7% 0,8% 0,3% 0,1% 0,8% de amida amina TABELA 4 - PARTE 3: PESOS INICIAIS E MAIS DETALHES DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS INVENTIVOS DA FÓRMULA (I) (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
I15 I16
SE5 217,7 g 217,7 g
Amida1 43,6 g
Amida2 52,6 g
MDEA 7,2 g 7,2 g
HOAc 12,4 g 12,4 g
IPA 70,2 g 72,5 g
Destilação Sim Sim
Mescla Sim Sim
Teor ativo1) 50% 50%
Solvente 50% de PG 50% de PG
Conversão de epóxi 100% 98%
Viscosidade, 705 616 25°C, mPa*s
Teor residual de amida amina 0,6% 0,6%
TABELA 5: PESOS INICIAIS E MAIS DETALHES DA PREPARAÇÃO DOS SILOXANOS NÃO INVENTIVOS (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
V1 V2 V3 V4
SE1 860,2 g
SE2 271,2 g 314,6 g 472,1 g
SE3
Amida1 156 g 56,1 g
Amide2
MDEA 14,3 g
TEA 14,9 g
HOAc 6,2 g 7,4 g 30,9 g 11,1 g
INA IPA 73,0 g 254,5 g 132,2 g tBuOH 84,1 g Destilação Sim Sim Sim Sim Mescla não Sim Sim Sim Teor ativo1) 97,5% 95% 97,5% Solvente 2,5% de PG 5% de PG 2,5% de PG Conversão de 0% 92,3% 98% 97% epóxi bifásico Viscosidade, 25°C, - 8.429 4.631 9.114 mPa*s Teor residual de - - 1,8% 1,4% amida amina 1) teor ativo = proporção em massa dos siloxanos (ingredientes ativos) com base na massa total da composição
[0176] Na síntese dos exemplos inventivos I1 a I14, foram usadas misturas de dialcanolaminas e amida aminas. No caso dos exemplos comparativos V1 e V2, em contrapartida, nenhuma amida amina, mas apenas alcanolaminas, foram usadas, especificamente uma trialcanolamina em V1 e uma dialcanolamina em V2. Na síntese dos exemplos comparativos V3 e V4, novamente, foram usadas exclusivamente amida aminas e nenhuma alcanolamina. As composições de siloxano não inventivas V3 e V4 tinham um maior teor residual de amida amina do que as composições de siloxano inventivas I1 a I14. No caso de V1, foi observada uma separação de fases; nenhuma reação do siloxano com função epóxi com a alcanolamina foi detectável. No caso de V2, ao contrário, foi observada conversão de epóxi e, portanto, uma reação ocorreu aqui. Uma vez que as amida aminas não foram usadas em V1 ou V2, não há necessidade de estabelecer um teor residual.
[0177] Uma mescla não inventiva de 70 partes de V4 com 30 partes de V2 foi preparada por meio da agitação com uma barra agitadora magnética à temperatura ambiente em um frasco de amostra e submetida a análise de HPLC. A medição do teor residual de amida amina deu 0,8%, em comparação com os 0,9% teóricos. O produto inventivo I5 que foi preparado por reação do mesmo precursor SE2 com uma mistura de 0,7 equivalente molar de Amida1 e 0,3 equivalente molar de MDEA com base em 1 equivalente molar de grupos epóxi tem um teor residual de amida amina medido por HPLC de 0,4%. O teor de solvente da mistura de V4 e V2 e no caso de I5 correspondeu a 2,5% de PG em todos os casos. Essa comparação mostra que a preparação inventiva dos novos quats de silicone de funcionalidade mista e as composições dos mesmos alcança teores residual de amida amina significativamente mais baixos do que os alcançáveis em comparação através da mistura óbvia.
TESTES DE ESTABILIDADE DE ARMAZENAMENTO NOS QUATS DE SILICONE:
[0178] Dois frascos de amostra com tampa de rosca de 100 ml em cada caixa foram cada meio carregados com os quats de silicone I5, I6 e I7. Um frasco de amostra foi armazenado fechado à temperatura ambiente (TA) e o respectivo segundo frasco de amostra foi armazenado fechado em um gabinete de secagem de laboratório convencional da Binder a 50 °C. Após períodos de armazenamento definidos, a viscosidade das amostras foi determinada a 25 °C e/ou o teor de siloxanos cíclicos foi verificado por análise de CG. Para melhor comparabilidade e mensurabilidade, o quat de silicone a 100% I7, que tinha uma alta viscosidade, foi misturado com DPG a 20% para teor ativo de 80%. Os resultados dos testes de estabilidade de armazenamento estão resumidos na Tabela 6. TABELA 6: RESULTADOS DOS TESTES DE ESTABILIDADE DE ARMAZENAMENTO NAS QUATS DE SILICONE (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
Amostra Período de Temperatura Viscosidade a 25 Teor de D4 [% em armazenamento de °C [mPa*s] peso] armazenamen to I5 0 semana RT 4731 0,02 I5 4 semanas TA n.d. 0,02 I5 12 semanas TA n.d. 0,03 I5 4 semanas 50°C n.d. 0,06 I6 0 semana RT 851 0,08 I6 4 semanas RT 1031 0,08 I6 12 semanas TA 1093 0,08 I7-80% 0 semana TA 6396 0,09 I7-80% 4 semanas TA 5330 0,09 I7-80% 8 semanas TA 6001 0,09 I7-80% 12 semanas TA 6888 0,09
[0179] Os testes de armazenamento mostram que não há mudanças significativas na viscosidade e os quats de silicone ainda podem ser medidos com eficiência, mesmo após um tempo de armazenamento prolongado. Além disso, os testes de armazenamento mostram que a nova formação de siloxanos cíclicos durante o tempo de armazenamento é minimizada, visto que é detectado um aumento em D4 ≤ 0,05% em peso. A amostra 5, que foi destilada de forma particularmente completa, mostra que a proporção de D4 é <0,1% em peso durante um período de armazenamento prolongado. O teor de D4 na respectiva amostra depende da qualidade da destilação na preparação e não do tempo de armazenamento. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO: MATERIAIS USADOS: TABELA 7: EMULSIFICANTES
Emulsificantes Nome comercial C12-15 Pareth-7 / 9 / 12 Tomadol® 25-7, Evonik Tomadol® 25-9, Evonik Tomadol® 25-12, Evonik Isotridecanol – 6 / 8 / 12 Lutensol® TO 6, BASF Lutensol® TO 8, BASF Marlipal® O13/120, BASF Laureth- 6 / 12 Lutensol® AO 6, BASF Marlipal 24/120, Sasol Sesquioctanoato de sorbitano TEGO® SQS 25, Evonik Metildiisopropanolamina éster quat REWOQUAT® CR 3099, Evonik TABELA 8: AUXILIARES Compostos de silicone adicionais Nome comercial Copolímero de silicone modificado por TEGOPREN® 7008, Evonik alquila/poliéter TEGOPREN® 7009, Evonik TECIDO:
[0180] Têxteis: tecido de algodão (peso base 205 g/m2, espessura: 400 µm); tecido de mescla de poliéster (65% em peso de poliéster e 35% em peso de algodão, peso básico 170 g/m2, espessura: 200 µm); tecido de poliamida (náilon-6,6, peso básico 65 g/m2, espessura: 50 µm); todas as amostras de WFK-Testgewebe GmbH (Christenfeld 10 41379 Brüggen). FORMULAÇÃO E ACABAMENTO: PRODUÇÃO DAS EMULSÕES:
[0181] As composições de siloxano sintetizadas selecionadas de I1 a I14 (à base de misturas de alcanolamina e amida amina), V2 (à base de alcanolamina), V4 (à base de amida amina) e V5 (Magnasoft® DerMa NT como produto comercial comparativo)
foram inicialmente carregadas e , se necessário, diluídas adicionalmente por meio da adição de um glicol ao teor ativo desejado, isto é, a proporção desejada em massa de ingrediente ativo (siloxano). Verificou-se que isso era vantajoso, uma vez que resultados particularmente bons foram alcançados quando os ingredientes ativos foram convertidos posteriormente a partir de um solvente, especialmente quando os mesmos são usados como misturas com solventes que têm um teor ativo de 80%. Depois disso, as misturas RE1 a RE10 assim obtidas foram inicialmente carregadas e os emulsionantes e quaisquer outros auxiliares e/ou glicóis foram adicionados. Em seguida, a água foi adicionada gradualmente enquanto se agitava constantemente com um agitador de hélice. O pH foi ajustado para um pH de cerca de 4 por adição subsequente de ácido acético. A agitação continuou até a mistura ficar homogênea. Dessa forma, as emulsões I1 a I26 e C1 a C5 foram obtidas. MÉTODO DE ENCHIMENTO (MODELO: HVF, MATHIS AG):
[0182] Para testar as respectivas emulsões, um licor que continha 8 g/l da emulsão apropriada em cada caso foi aplicado ao tecido acima descrito, que foi espremido para uma absorção úmida de cerca de 70% a 80% em peso e seco. Os valores empregados para pressão e velocidade podem ser encontrados na Tabela 9. A aplicação do enchimento ocorreu à temperatura ambiente. TABELA 9: PRESSÕES E VELOCIDADES DE ROLO USADAS NO MÉTODO DE ENCHIMENTOS. Pressão Designação Velocidade [m/min] [bar] Tecido de 2,4 a 5,8 2 algodão Tecido de mescla de 1,0 a 1,2 2 poliéster Tecido de 1,0 1a2 poliamida
PROCESSO DE EXAUSTÃO COMEÇANDO DE FORMULAÇÕES CONTENDO SOLVENTE:
[0183] Para testar os ingredientes ativos, os tecidos mencionados acima foram acabados com um licor que contém 20 g/l do ingrediente ativo apropriado em cada caso. Foi escolhida uma proporção de licor (tecido para licor) de 1:15. Os solventes usados são água, acetato de butila e acetato de etila. O tecido de teste foi tratado no licor com agitação contínua no agitador alternativo (modelo: 3006, fabricante: GFL) por 30 min. Após 30 min, o tecido de teste foi removido do banho, torcido suavemente, agitado e seco. Uma peça em branco foi tratada nas mesmas condições apenas com água desmineralizada. MÉTODO DE SECAGEM (SECADOR LTE LAB, MATHIS AG, VELOCIDADE DE VENTILADOR 2.000 RPM):
[0184] Os tecidos foram secos a 105 °C (mais o tempo de permanência, ou seja, o tempo de aquecimento do tecido) por 2 min e, então, condensados a 160 °C a 180 °C (sem tempo de permanência) por 0,5 min a 1 min, a fim de fixar o acabamento. As condições exatas estão resumidas na Tabela 10. TABELA 10: CONDIÇÕES PARA O PROCESSO DE SECAGEM Secagem Fixação [°C] [min] [°C] [min] Tecido de algodão (exaustão) 105 2,0 160 1,0 Tecido de mescla de poliéster 105 2,0 180 0,5 (exaustão) Tecido de poliamida 105 2,0 180 0,5 (exaustão) Tecido de algodão 105 2,0 150 3,0 (enchimento)
Tecido de mescla de poliéster 105 2,0 150 3,0 (enchimento) Tecido de poliamida 105 2,0 150 3,0 (enchimento) TESTE DO ACABAMENTO: TATO:
[0185] O tato é um parâmetro fundamental de qualidade de um tecido. Pode ser descrito por, por exemplo, suavidade, compressibilidade e rigidez. Normalmente, o tato é determinado por avaliação subjetiva via teste manual. Além disso, existem instrumentos de medição para o efeito que o determinam objetivamente. AVALIAÇÃO DO TATO (TESTE MANUAL) ATRAVÉS DE INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO (VALOR DE TSA/SENSAÇÃO TÁTIL):
[0186] Um pedaço de tecido que foi cortado no tamanho certo, após condicionamento prévio (4 horas) a 25 °C e 50% de umidade relativa do ar, foi inserido e preso no TSA (Tissue Soft Analyzer, da Emtec Electronic GmbH). O instrumento de teste então determina os valores individuais de maciez, suavidade e rigidez do tecido têxtil e usa os mesmos para determinar a impressão geral, a sensação tátil (HF). Esse valor TSA (valor HF) foi apurado por meio de um algoritmo especialmente desenvolvido para têxteis pela EMTEC. Um valor de HF mais alto significa uma maior suavidade. As avaliações são feitas em comparação a um tratamento análogo sem princípio ativo. AVALIAÇÃO TÁTIL (TESTE MANUAL) À MÃO (TESTE DE PAINEL):
[0187] Para avaliação tátil, foi montada uma experiente equipe de 10 especialistas, que avaliaram os espécimes anônimos das mãos, os tecidos citados que haviam sido acabados com as emulsões, com o auxílio de um teste de painel manual na escala de 1 a 5, com a marca 1 significa mão muito ruim e a marca 5 mão muito boa. O resultado do teste do painel é relatado como a média de todas as avaliações. Para as amostras de mão feitas de tecido de malha, uma amostra não tratada rotulada discretamente foi incluída adicionalmente. PROPRIEDADES ANTIESTÁTICAS:
[0188] As propriedades antiestáticas são medidas de acordo com DIN 54345 T.1 (eletrodo em anel) com tensão de medição de 100 V (instrumento Tera-Ohm-Meter 6206). O acabamento com antiestáticos reduz a resistência elétrica dos tecidos. A redução da resistência é uma medida da eficácia antiestática.
AS PROPRIEDADES ANTIESTÁTICAS FORAM DETERMINADAS COM OS SEGUINTES INSTRUMENTOS E TECIDOS: - Tecido de teste padrão: poliéster (100%, tipo 30 A da wfk / Krefeld) - Máquina de lavar para pré-tratamento e enchimento para acabamento do tecido - Sala climatizada (23 ± 1 °C, 50 a 60% de u.r.) - Tera-Ohm-Meter 6206 (da Eltex) - eletrodo de teste 6216 (da Eltex) para DIN 54345 T.1
[0189] Antes da medição, os tecidos acabados são armazenados na sala climatizada por um dia para garantir o equilíbrio da umidade. Peças de 10 x 15 cm são colocadas sobre uma superfície plana e o eletrodo de anel é posicionado sobre a mesma. A resistência dos diferentes acabamentos é medida. RESULTADOS DE APLICAÇÃO:
[0190] Os produtos de síntese I3 a I12 e V2 e V4, e também um produto comparativo V5 que é comum no mercado, se o teor ativo já não era de 80% em peso com base na composição, foram trazidos para um teor ativo homogêneo de 80% por adição de butildiglicol (BDG). As misturas RE1 a RE10 assim obtidas estão resumidas na Tabela 8. Essas misturas foram usadas conforme descrito acima para produzir as emulsões I1 a I26 e C1 a C12. As composições das emulsões e as suas propriedades estão resumidas nas Tabelas a seguir. TABELA 11: MISTURAS PRELIMINARES PARA O TESTE DE
DESEMPENHO COMPARATIVO RE8 RE1 RE2 RE4 RE5 RE6 RE7 RE3 RE9 RE10
Siloxano I3 I4 I8 I9 I10 I11 I12 V2 V4 V5
Solvente BDG - BDG BDG BDG BDG BDG BDG BDG BDG adicional
TABELA 12: EMULSÕES INVENTIVAS E SUAS PROPRIEDADES (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
% I1 I2 I3 I4 I5
RE8 18,2 23,8 32,5 25 25
TEGOPREN® 5,6 - - - - 7008
TOMADOL® 7,7 - - - 1,7 25-7
TOMADOL® - 2,5 - 1,5 - 25-9
TOMADOL® - - - - 3,4 25-12
TEGO® SQS - 2,5 5,5 - - 25
REWOQUAT® - - 5,7 - - CR 3099 butildiglicol 8,6 - - 10,0 -
Dipropileno - 5,0 15,0 - - glicol
Água 60,1 66,2 41,4 63,2 69,6
Ácido acético 0,3 - - 0,3 0,3
Aparência solução branco solução solução opaco límpida leitoso límpida límpida
Tipo de microemulsã macroemuls microemulsã microemulsã micro- emulsão o ão o o emulsão
Propriedade volumoso volumoso substantivo boa relação solvente custo- reduzido benefício
Teste manual 39,2 38,8 38,4 37,6 37,2 (valor TSA)
TABELA 13: EMULSÕES NÃO INVENTIVAS E SUAS PROPRIEDADES (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL)
% C1 C2 C3 C4 C5
RE9 18,2 23,8 32,5 25 25
TEGOPREN® 5,6 - - - - 7008
TOMADOL® 7,7 - - - 1,7 25-7
TOMADOL® - 2,5 - 1,5 - 25-9
TOMADOL® - - - - 3,4 25-12
TEGO® SQS - 2,5 5,5 - - 25
REWOQUAT® - - 5,7 - - CR 3099 butildiglicol 8,6 - - 10,0 -
Dipropileno - 5,0 15,0 - - glicol Água 60,1 66,2 41,4 63,2 69,6 Ácido acético 0,3 - - 0,3 0,3 Aparência solução branco solução solução opaco límpida leitoso límpida límpida Tipo de microemulsã macroemuls microemulsã microemulsã microemulsã emulsão o ão o o o Propriedade volumoso volumoso substantivo boa relação solvente custo- reduzido benefício Teste manual 37,4 37,0 37,3 36,5 36,3 (valor TSA)
[0191] As emulsões inventivas I1 a I5 da Tabela 12 diferem das emulsões não inventivas C1 a C5 correspondentes da Tabela 13 apenas no ingrediente ativo usado, com outra composição idêntica. As emulsões inventivas, em comparação com as emulsões não inventivas, mostram valores TSA nitidamente melhorados (valores HF, sensação tátil). As propriedades táteis melhoradas foram confirmadas em testes de painel. Assim como a sensação tátil, uma boa absorção de água também é importante para o conforto de uso. O acabamento com as emulsões da invenção não apresenta quaisquer desvantagens aqui em comparação com o acabamento com emulsões baseadas em ingredientes ativos da técnica anterior. De acordo com a qualidade do material (espessura e tipo de trama) e formulação, é ainda possível obter melhores capacidades de absorção ou retenção de água. A capacidade de absorção ou retenção de água também é afetada pela escolha dos emulsificantes usados. TABELA 14: EMULSÕES INVENTIVAS QUE COMPREENDEM
AUXILIARES PARA MELHORIA DE VOLUME E PROPRIEDADES DAS MESMAS
(NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I6 I7 I8 I9 I10 I11 RE0 20 - 20 - 20 - RE1 - 20 - 20 - 20 TEGOPREN® 4,0 4,0 - - - - 7008 TEGOPREN® - - 4,0 4,0 - - 7009 Lutensol® TO 8 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 butildiglicol 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Dipropileno 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 glicol Água 58,7 58,7 58,7 58,7 58,7 58,7 Ácido acético 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Aparência solução solução separação separação solução solução límpida límpida límpida límpida Teste manual 39,3 38,1 38,0 38,4 36,8 37,2 (valor TSA) Teste de painel 5 4,3 4,3 4,3 3,8 4,0 (1-5; 5 = melhor marca)
[0192] A Tabela 14 mostra que o uso adicional de auxiliares/aditivos para melhorar o volume (Tegopren® 7008 e Tegopren® 7009) pode melhorar ainda mais as avaliações táteis. Isso é igualmente verdadeiro para avaliações táteis que foram determinadas por meio de instrumentos de medição (valor TSA, sensação tátil) e à mão (teste de painel). Os princípios ativos de acordo com a invenção, em combinação com um auxiliar/aditivo para melhorar o volume, apresentam os melhores resultados quando são convertidos a partir de um solvente, especialmente quando são usados como misturas com um teor ativo de 80%. Esse acabamento também é impressionante em uma avaliação tátil em um teste de painel.
TABELA 15: EMULSÕES COM AUXILIARES OTIMIZADOS EM RELAÇÃO AO CUSTO E SUAS PROPRIEDADES (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I12 C6 I13 I14 C7 I15
RE2 20,5 - - - - - RE3 - 20,5 - - - - RE4 - - 20,5 - - - RE5 - - - 20,5 - - RE9 - - - - 20,5 - RE6 - - - - - 20,5 Isotridecanol 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 8EO butildiglicol 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 Dipropileno 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 glicol Água 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 63,2 Ácido 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 acético
Aparência solução separação solução solução separação solução límpida límpida límpida límpida Teste 38,5 37,3 37,1 36,7 37,3 37,6 manual (valor TSA)
[0193] A Tabela 15 mostra que, quando auxiliares de custo otimizado são usados, como isotridecanol 8EO, avaliações táteis muito boas são igualmente alcançadas no caso das emulações de acordo com a invenção, sem observação de separação de fases. TABELA 16: EMULSÕES INVENTIVAS E NÃO INVENTIVAS QUE
COMPREENDEM ADITIVOS PARA MELHORIA DE VOLUME E PROPRIEDADES DAS MESMAS (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I16 C8 I17 I18 C10 I19 RE2 18,5 - - - - - RE3 - 18,5 - - - - RE4 - - 18,5 - - - RE5 - - - 18,5 - - RE9 - - - - 18,5 - RE6 - - - - - 18,5 TEGOPREN® 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 7008 Rewopal® LA 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 7,7 6 butildiglicol 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Água 62,9 62,9 62,9 62,9 62,9 62,9 Ácido acético 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Aparência solução separação solução solução solução solução límpida límpida límpida límpida límpida Teste manual 38,3 37,9 37,3 38,2 37,4 37,3 (valor TSA)
[0194] A Tabela 16 mostra as vantagens das emulsões de acordo com a invenção. A emulsão não inventiva C8 mostra bons resultados no teste manual e nenhum teor residual de amida aminas, uma vez que é baseada em um ingrediente ativo (V2) que foi preparado apenas a partir de alcanolaminas como aminas terciárias. Mas a emulsão C8 tem a desvantagem de ser observada uma separação de fases. Por outro lado, não há separação de fases no caso da emulsão C10 não inventiva; em vez disso, é obtida uma solução límpida. No entanto, a avaliação tátil aqui é muito mais pobre. Uma vez que a emulsão é adicionalmente baseada em um ingrediente ativo (V4) que foi preparado apenas a partir de amida aminas como aminas terciárias, o teor residual de amida aminas é alto. As composições de acordo com a invenção conduzem a características de fase vantajosas, um baixo teor residual de amida aminas e uma avaliação tátil muito boa.
[0195] I12 e I16 mostram uma avaliação tátil particularmente boa, bem como boa formulabilidade. TABELA 17: EMULSÕES INVENTIVAS E SUAS PROPRIEDADES -
EFEITO NO COMPRIMENTO DA CADEIA DO ÁCIDO GRAXO OU DO ALCOXILATO (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I20 I21 I22 RE2 20,5 - - RE7 - 20,5 - RE8 - - 20,5 Lutensol® TO 8 1,5 1,5 1,5 Dipropileno glicol 4,5 4,5 4,5 butildiglicol 10,0 10,0 10,0 Água 63,2 63,2 63,2 Ácido acético 0,3 0,3 0,3
Aparência solução solução solução límpida límpida límpida Teste manual 37,2 37,5 37,6 (valor TSA)
[0196] A Tabela 17 mostra o efeito de diferentes amidas de ácidos graxos (I20: cocoil, I21: palmitil, I22: estearil). Independentemente da escolha da amida de ácido graxo, resultados muito bons são obtidos no teste manual. Além disso, verificou-se que quanto maior o comprimento da cadeia alquílica do radical ácido da amida amina, melhores serão as avaliações no teste manual. Essa correlação também foi confirmada no teste de painel. TABELA 18: EMULSÕES E SUAS PROPRIEDADES (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I23 C11 C12 RE8 20,5 - - RE9 - 20,5 - RE10 - - 20,5 Isotridecanol 10,5 10,5 10,5 6EO Isotridecanol 1,8 1,8 1,8 12EO Água 66,8 66,8 66,8 Ácido acético 0,4 0,4 0,4 Aparência solução solução solução límpida límpida límpida Teste manual 37,9 37,5 36,7 (valor TSA) Teste de 4,8 4,5 4,0 painel (1-5; 5=melhor)
[0197] Os resultados na Tabela 18 mostram que o uso dos ingredientes ativos de acordo com a invenção leva a uma melhor avaliação tátil em comparação com os ingredientes ativos não inventivos, especialmente os ingredientes ativos disponíveis comercialmente. TABELA 19: EMULSÕES INVENTIVAS QUE COMPREENDEM ADITIVOS PARA MELHORIA DE VOLUME E PROPRIEDADES DAS MESMAS (NÚMEROS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) % I24 I25 I26 RE2 20,5 - - RE7 - 20,5 - RE8 - - 20,5 TEGOPREN® 5,6 5,6 5,6 7008 Dodecanol 7,7 7,7 7,7 6EO Dipropileno 3,3 3,3 3,3 glicol butildiglicol 5,0 5,0 5,0 Água 63,5 63,5 63,5 Aparência solução solução solução límpida límpida límpida Teste manual 36,8 37,3 37,6 (valor TSA)
[0198] Os resultados da Tabela 19 também deixam claro que o uso de siloxanos de acordo com a invenção leva a uma melhor avaliação manual.
[0199] Deve ser enfatizado que o uso dos siloxanos de acordo com a invenção leva a uma melhor avaliação manual, melhores características de fase e/ou um menor teor de amida amina.
[0200] Para testar as propriedades antiestáticas, os quats de silicone foram diluídos em água desmineralizada até um conteúdo ativo de 20% em peso e, em seguida, aplicados ao tecido de poliéster por uma operação de enchimento pelo método descrito acima. TABELA 20: COMPOSIÇÕES ANTIESTÁTICAS (FIGURAS DE TEOR PERCENTUAL EM PESO COM BASE NA COMPOSIÇÃO GERAL) C13 I27 C14 C15 I28 Quat de silicone 40% de V6 40% de I14 3) 21% de V7 25% de V8 25% de RE8 6) 2) 4) 5) Água 60% 60% 79% 75% 75% Teor ativo 20% 20% 20% 20% 20% Aparência límpido opaco leitoso leitoso bifásico 2) Composição que compreende um quat de silicone preparado a partir de Amida1 e SE4 (b1 = 18) 3) Composição que compreende um quat de silicone preparado a partir de Amida2 e SE4 (b1 = 18) 4) Composição que compreende um quat de silicone preparado a partir de Amida1 e SE2 (b1 = 78) 5) Composição que compreende um quat de silicone preparado a partir de Amida1 e SE2 (b1 = 78) 6) Composição que compreende um quat de silicone preparado a partir de Amida2 e SE2 (b1 = 78)
[0201] A comparação de I27 com C13 e de I28 com C14 e C15 mostra que, dado o mesmo comprimento de cadeia de siloxano, é observada solubilidade um pouco mais fraca no caso das composições inventivas I27 e I28. Quando usado como ingrediente ativo antiestático e deslizante, no entanto, a solubilidade um pouco mais pobre reduz a penetração indesejada do produto na matriz de fibra têxtil. O ingrediente antiestático ativo permanece na superfície em um grau maior do que nos exemplos comparativos e leva a um melhor efeito de deslizamento juntamente com um efeito antiestático similar. A fim de comparar os produtos, não foram usados outros auxiliares que são normalmente usados em preparações de fiação. No caso de I28, foi observada uma separação de fases. Por essa razão, nenhuma medição antiestática foi conduzida para isso. TABELA 21: PROPRIEDADES ANTIESTÁTICAS: Resistência em  Resistência em  Resistência em  (0,01 g de (0,02 g de (0,03 g de amostra/1 g de têxtil) amostra/1 g de têxtil) amostra/1 g de têxtil) C13 5,94E+08 4,75E+08 2,80E+07 I27 2,29E+09 1,37E+09 4,96E+08 C14 1,03E+10 2,81E+10 2,02E+10 C15 9,05E+10 3,83E+10 8,41E+09 I28 Não determinado Não determinado Não determinado em Bruto 7) 4,13E+11 4,13E+11 4,13E+11 7) Valor para o tecido de poliéster não tratado
[0202] As amostras que compreendem siloxanos de cadeia curta C13 e I27 mostram um efeito antiestático adequado. As propriedades antiestáticas do exemplo inventivo I27 são um pouco menores do que no caso do exemplo não inventivo C13. Essa diferença é aceitável e é mais do que compensada pelo melhor efeito de deslizamento e melhor sensação tátil do exemplo inventivo. O exemplo inventivo tem menos tendência para penetrar no tecido e, portanto, melhora a sensação tátil. A resistência é determinada sob as condições de contorno idealizadas que devem ser observadas de acordo com a DIN citada. Na aplicação industrial, entretanto, verifica- se que o acabamento antiestático no caso de C13 diminui com o tempo, enquanto as propriedades antiestáticas de I27 permanecem praticamente inalteradas. Supõe-se que o atrito elevado em condições reais leva a uma penetração elevada da amostra não inventiva no têxtil, de modo que o acabamento antiestático diminui com o tempo. O produto de acordo com a invenção, pelo contrário, tem menos tendência para penetrar e conduz a um acabamento substancialmente constante em condições de tensão que são habituais na produção.
FORMULAÇÕES DILUÍVEIS EM ÁGUA PARA CUIDADOS AUTOMOTIVOS: MATERIAIS USADOS: Carspray 90 Di-(Oleil carboxietil) Metossulfato de hidroxietilmetilamônio REWOCARE DOC carbonato de dietilhexila TEGO POLISH ADDITIV 5 decametilciclopentasiloxano, D5 REWOPAL MPG 40 éter monofenílico de tetraetileno DPG dipropileno glicol TEGOPREN 6922 Quaternium 80 (quat de silicone) REWOQUAT CR 3099 Ácido Di Oleico Metossulfato de Isopropil Éster Dimetil Amônio butil Cellosolve 2-butiletanol REWOCARE OT Isooctil Tallowato Tabela 22: Formulações de cuidados automotivos (números de teor em partes em peso) Constituinte Formulação com Formulação com Formulação com marca de I15 I16 referência Carspray 90 12 partes 12 partes 12 partes
REWOCARE® DOC 5 partes 5 partes 5 partes D5 2 partes 2 partes 2 partes REWOPAL® MPG 40 6 partes 6 partes 6 partes DPG 8 partes 8 partes 8 partes TEGOPREN® 6922 0,8 parte I15 0,8 parte I16 0,8 parte Água 65,7 partes 65,7 partes 65,7 partes Ácido acético, conc. 0,5 parte 0,5 parte 0,5 parte TABELA 23: FORMULAÇÕES DE CUIDADOS AUTOMOTIVOS (NÚMEROS DE TEOR EM PEÇAS EM PESO) Constituinte Formulação com Formulação com Formulação com marca de referência I15 I16 REWOQUAT® CR 10 partes 10 partes 10 partes 3099 REWOPAL® MPG 40 8,6 partes 8,6 partes 8,6 partes butil Cellosolve 6,2 partes 6,2 partes 6,2 partes REWOCARE® OT 8 partes 8 partes 8 partes D5 3 partes 3 partes 3 partes TEGOPREN® 6922 0,8 parte I15 0,8 parte I16 0,8 parte Água 62,9 partes 62,9 partes 62,9 partes Ácido acético, conc. 0,5 parte 0,5 parte 0,5 parte
[0203] Essas formulações de cuidados automotivos foram testadas quanto à diluibilidade em água diluindo 1 parte da formulação de cuidados automotivos
(consulte as Tabelas 22 e 23) com 26 partes de água.
Não deve haver nenhuma nebulosidade aparente.
TABELA 24: FORMULAÇÕES DE BASE PARA AMACIADORES DE TECIDO (SEM PERFUME, COR E OUTROS ADITIVOS) (NÚMEROS DE TEOR EM PARTES EM PESO)
Constituinte Formulação com Formulação marca de com I3 referência
SQ1 0,15
I3 0,15 parte
REWOQUAT® WE 18 5,65 partes 5,65 partes
Água 94,2 partes 94,2 partes

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES:
1. Siloxano (A) da Fórmula (I) M1a1M2a2M3a3M4a4D1b1D2b2D3b3T1c1T4c4Qd Fórmula (I) com M1 = [R13SiO1/2]; M2 = [R2R12SiO1/2]; M3 = [R3R12SiO1/2]; M4 = [R4R12SiO1/2]; D1 = [R12SiO2/2]; D2 = [R1R2SiO2/2]; D3 = [R1R3SiO2/2]; T1 = [R1SiO3/2]; T4 = [R4SiO3/2]; Q = [SiO4/2]; a1 = 0 a 32, de preferência 0 a 19, especialmente 0 a 12; a2 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 3; a3 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, especialmente 1 a 2; a4 = 0 a 6, de preferência a 1, especialmente 0; b1 = 1 a 1.000, de preferência 5 a 500, especialmente 10 a 400; b2 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; b3 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; c1 = 0 a 10, de preferência 0 a 5, especialmente 0 a 4; c4 = 0 a 5, de preferência a 2, especialmente 0; d = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0 a 4; R1 = cada um dos radicais de hidrocarbonetos independentemente idênticos ou diferentes, de preferência com 1 a 30 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm tendo 1 a 30 átomos de carbono ou radicais hidrocarboneto aromático que têm 6 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 14 átomos de carbono ou radicais de hidrocarboneto aromático monocíclico, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, ainda mais preferencialmente metila, etila, propila ou fenila, especialmente metila; R2 = R21-R22; R21 = cada um dos radicais de hidrocarbonetos divalentes independentemente idênticos ou diferentes que têm pelo menos um grupo hidroxila e opcionalmente outros átomos de oxigênio e, de preferência, 2 a 30 átomos de carbono, ainda de preferência contendo adicionalmente 1 a 2 átomos de oxigênio adicionais, ainda mais preferencialmente contendo grupos funcionais selecionados a partir de grupos éter, carbonila e éster, ainda mais preferencialmente independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
, especialmente independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em
; R22 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da
Fórmula (II), Fórmula (II); R3 = R31-R32; R31 = R21; R32 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes da Fórmula (III)
Fórmula (III) R4 = cada um dos grupos alcoxi ou grupos aciloxi independentemente idêntico ou diferentes, de preferência com 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente grupos acetoxi e/ou grupos metoxi, grupos etoxi, grupos n-propoxi, grupos isopropoxi, grupos n-butoxi, grupos terc-butoxi e/ou grupos alcoxi derivados de radicais de glicol, por exemplo, propilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropilenoglicol, hexilenoglicol, pentilenoglicol, butildiglicol, especialmente grupos isopropoxi; R5 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, especialmente metila; R6 = cada um dos radicais hidrocarbonetos divalentes independentemente idênticos ou diferentes contendo opcionalmente grupos éter, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente metileno; R7 = independentemente cada um dos radicais divalentes idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em -O- e -NR10-, de preferência -NR10- ; R8 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos, de preferência, que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila lineares ou ramificados, saturados ou insaturados com 1 a 12 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente cada um radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em metila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, terc-butila, ainda mais preferencialmente cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em metila, etila, n-propila, isopropila, especialmente metila; R9 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrogênio e hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda preferencialmente selecionados do grupo que consiste em radicais alquila que têm 1 a 30 átomos de carbono, ainda mais preferencialmente radicais alquila que têm 12 a 24 átomos de carbono, especialmente que têm 16 a 22 átomos de carbono, em que os radicais hidrocarboneto ou radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, substituídos ou não substituídos, saturados ou insaturados, mais preferencialmente lineares, não substituídos e saturados; R10 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, -C(=O)R9 e radicais de hidrocarbonetos, de preferência que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais de hidrocarboneto ou radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, substituídos ou não substituídos, saturados ou insaturados, mais preferencialmente lineares, não substituídos e saturados; R10 é especialmente preferencialmente hidrogênio;
R11 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados a partir do grupo que consiste em radicais de hidrocarbonetos que têm pelo menos um grupo hidroxila e de preferência 1 a 6 átomos de carbono, de preferência radicais alquila que têm pelo menos um grupo hidroxila e de preferência 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, e radicais da Fórmula (IV) Fórmula (IV), de preferência 2-hidroxietila e/ou 2-hidroxipropila; R12 = cada um dos radicais independentemente idênticos ou diferentes selecionados do grupo que consiste em radicais de hidrocarboneto, de preferência, que têm 1 a 6 átomos de carbono, ainda preferencialmente radicais alquila que têm 1 a 6 átomos de carbono, onde os radicais alquila são preferencialmente lineares ou ramificados, saturados ou insaturados, e preferencialmente metila e etila, especialmente metila; Am- = cada um dos ânions independentemente idênticos ou diferentes selecionados de ânions inorgânicos ou orgânicos dos ácidos HmA e derivados dos mesmos; m = 1 a 3, de preferência 1 a 2, especialmente 1; v = 0 a 30, de preferência a 10, especialmente 1 a 3; w = 0 a 30, de preferência a 10; x = 2 a 18, de preferência 3; y = 2 a 18, de preferência 3; caracterizado por as condições (i) e (ii) serem aplicáveis: (i) a2 + b2 ≥ 1; (ii) a3 + b3 ≥ 1.
2. Siloxano (A), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, além disso, a condição (iii) ou a condição (iv) ser aplicável:
(iii) a1 = a4 = b2 = b3 = c1 = c4 = d = 0 e a2 = a3 = 1; (iv) b2 = b3 = 0 e c1 + c4 + d ≥ 1 e a2 + a3 + a4 ≥ 3, de preferência a2 ≥ 2, a3 ≥ 1 e a4 = 0.
3. Composição caracterizada por compreender pelo menos um siloxano (A), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um siloxano selecionado do grupo que consiste em siloxanos (B) e siloxanos (C), em que: o siloxano (B) é um siloxano que difere de um siloxano, de acordo com a reivindicação 1, pelo menos em que, de preferência precisamente nisso, as condições (v) e (vi) são aplicáveis em vez das condições (i) a (iv): (v) a2 = b2 = 0, (vi) a3 + b3 ≥ 2; o siloxano (C) é um siloxano que difere de um siloxano, de acordo com a reivindicação 1, pelo menos em que, de preferência precisamente nisso, as condições (vii) e (viii) são aplicáveis em vez das condições (i) e (iv): (vii) a3 = b3 = 0, (viii) a2 + b2 ≥ 2.
5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 e 4, caracterizada por a. a proporção em massa de pelo menos um siloxano (A) com base na massa total dos siloxanos é de 20% a 70%, de preferência de 25% a 60%, especialmente de 30% a 50%; e/ou b. a proporção em massa de pelo menos um siloxano (B) com base na massa total dos siloxanos é de 0% a 15%, de preferência de 1% a 10%; e/ou c. a proporção em massa de pelo menos um siloxano (C) com base na massa total dos siloxanos é de 3% a 80%, de preferência de 5% a 60%, especialmente de 10% a 50%;
6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada por conter amida aminas, em que a proporção em massa das amida aminas com base na massa total dos siloxanos é inferior a 1%, de preferência inferior a 0,8%, ainda preferencialmente inferior a 0,6%, especialmente inferior a 0,4%, ou não contém amida aminas.
7. Processo, de preferência para a preparação de um siloxano (A), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, ou de uma composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado por o processo incluir pelo menos uma etapa do processo em que pelo menos um siloxano com função epóxi com pelo menos dois grupos epóxi é reagido com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, preferencialmente amida aminas, e com pelo menos uma amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas para formar grupos de amônio quaternário.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o siloxano com função epóxi ser preparado por hidrossililação de pelo menos um epóxido olefinicamente insaturado, de preferência selecionado do grupo que consiste em éter alil glicidílico, monóxido de vinilciclohexeno e monoepóxido de norbornadieno, especialmente éter alil glicidílico, com pelo menos um siloxano com função SiH da Fórmula (V) M1a1M5a5D1b1D5b5T1c1T4c4Qd (V) com M5 = [R12SiHO1/2], D5 = [R1SiHO2/2],
a5 = 0 a 32, de preferência 1 a 10, mais preferencialmente 2 a 3, especialmente 2; b5 = 0 a 10, de preferência a 5, especialmente 0; em que M1, D1, T1, T4, Q, a1, b1, c1, c4, d e R1 são conforme definido na Fórmula (I).
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado por o siloxano com função epóxi ser um siloxano da Fórmula (VI) M1a1M6a5D1b1D6b5 T1c1T4c4Qd (VI) com M6 = [R13R12SiO1/2], D6 = [R13R1SiO2/2], R13 = cada um dos radicais epóxi orgânicos idênticos ou diferentes independentemente, de preferência selecionados do grupo que consiste em , especialmente , em que M1, D1, T1, T4, Q, a1, a5, b1, b5, c1, c4, d, R1, R5, R6 e y são conforme definido na Fórmula (I).
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado por o teor residual de aminas terciárias selecionadas do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas, de preferência, amida aminas, após a reação, como uma proporção em massa com base na massa total da composição, ser inferior a 1%, de preferência inferior a 0,8%, ainda mais preferencialmente inferior a
0,6%, especialmente inferior a 0,4%.
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado por a amina terciária selecionada do grupo que consiste em amida aminas e éster aminas ser uma amina terciária de Fórmula (VII) Fórmula (VII) em que R8, R7, R9 e x são conforme definido na Fórmula (II).
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado por a amina terciária selecionada do grupo que consiste em dialcanolaminas ser uma amina terciária da Fórmula (VIII) Fórmula (VIII) em que R8 e R11 são conforme definido na Fórmula (III).
13. Composição caracterizada por ser obtenível por meio de um processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12.
14. Composição, de preferência uma emulsão aquosa, caracterizada por compreender água e pelo menos um siloxano (A), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, ou uma composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6 e/ou 13, e/ou um produto de processo de um processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, preferencialmente que compreende, relatado em partes em massa com base na massa total da composição, os seguintes componentes: a) 20% a 99,5%, preferencialmente 40% a 97%, especialmente 60% a 95%, de água; b) 0,5% a 80%, de preferência 3% a 60%, especialmente 5% a 40%, de pelo menos um siloxano que compreende pelo menos um siloxano (A) e de preferência pelo menos um siloxano (B) e/ou pelo menos um siloxano (C);
c) de preferência 1% a 10% de pelo menos um emulsionante; c) de preferência 5% a 20% de pelo menos um glicol; e e) de preferência 0% a 1% de ácido acético.
15. Uso de um siloxano (A), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, e/ou de uma composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, e/ou qualquer uma das reivindicações 13 ou 14 e/ou de um produto de processo de um processo, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 12, caracterizado por ser a) para tratamento, preferencialmente acabamento e/ou impregnação, de estruturas bidimensionais; b) em formulações de limpeza e cuidados para o lar e para fins industriais, especialmente em amaciantes de roupas; c) em composições cosméticas, farmacêuticas e dermatológicas, especialmente em formulações cosméticas para limpeza e cuidados, produtos para o tratamento do cabelo e produtos para o tratamento posterior do cabelo; e/ou d) para limpeza e cuidado de superfícies duras, de preferência para limpeza e cuidado de veículos motorizados, especialmente como aditivo em auxiliares de secagem para instalações de lavagem de carros.
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