MXPA01002110A - Quelantes solidos que fluyen libremente, estables - Google Patents

Abstract

Una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable se produce por el proceso que comprende las etapas de:a) ajustar el pH de una solución acuosa del quelante a un valor de desde aproximadamente 1.2 a aproximadamente 3.0 por la adición de unácido inorgánico;y b) secar el producto de quelante acuoso de pH ajustado.

Description

QUELANTES SÓLIDOS QUE FLUYEN LIBREMENTE, ESTABLES Esta invención se refiere a quelantes sólidos que fluyen libremente, sólidos y un proceso para la preparación de los mismos. Los quelantes o agentes de quelación son compuestos que forman enlaces covalentes coordinados con un ion metálico para formar quelatos. Los quelatos son compuestos de coordinación en los cuales un átomos metálico central se enlaza a dos o más otros átomos en al menos otra molécula o ion (llamada ligante) de manera que al menos un anillo heterocíclico se forma con el átomo metálico como parte de cada anillo. Los quelantes se utilizan en una variedad de aplicaciones incluyendo procesamiento de alimentos, jabones, detergentes, productos de limpieza, productos para el cuidado personal, farmacéuticos, procesamiento de pasta papelera y papel, tratamiento de agua, soluciones para galvanoplastia de metal y labrado de metales, solución de procesamiento textil, fertilizantes, alimento para animales, herbicidas, química de polímero y hule, fototerminado y química del campo de petróleo. Los quelantes comercialmente disponibles son soluciones típicamente acuosas que tienen una actividad quelante de aproximadamente 40 por ciento a aproximadamente 60 por ciento en peso. Ya que en algunas de las aplicaciones anteriores sería ventajoso y deseable utilizar quelante que fluye libremente, sólido, se han hecho muchos intentos para producir quelantes sólidos que fluyen libremente, estables.

La Patente de E.U. No. 4 259 200 (P. S. Sims eí al.) describe los fosfonatos compuestos con iones de aluminio, zinc o magnesio, la proporción molar del ion metálico a fosfonato siendo al menos 1 : 1 . Se describe que el magnesio y el fosfonato pueden premezclarse en cualquier solvente adecuado, incluyendo agua, opcionalmente mezclarse con otros componentes de detergentes y deshidratarse por aspersión. La estabilidad de almacenamiento mejorada en composiciones blanqueadores se alega. La Patente Europea No. 0 225 309 B1 (Monsato Europe S.A.) describe la adición de sales de metales de tierra alcalina o álcali en partículas que comprenden dietilenotriamina penta(ácido metileno fosfónico) para el propósito de mejorar las propiedades de almacenamiento y de flujo libre. La cantidad de sulfato es 60 por ciento a 200 por ciento del peso en seco del quelante, que corresponde a una proporción de peso de la sai de ion metálico a quelante de desde 0.6: 1 a 2: 1. El contenido de agua preferido después de la deshidratación por aspersión es menor al 10 por ciento en peso de la partícula. La Solicitud de Patente Europea No. 0 796 91 1 A1 (The Procter & Gamble Company), publicada el 24 de Septiembre de 1997, describe un componente deshidratado por aspersión en la forma de una partícula que fluye libremente que tiene actividad quelante elevada. El componente comprende: (i) al menos 50 por ciento en peso de un quelante, (ii) de 1 por ciento a 25 por ciento en peso de un sulfato de metal de tierra alcalina o metal álcali, y (iii) preferentemente menos del 10 por ciento en peso libre de humedad. Sin embargo, estos y otros intentos hasta ahora no han sido exitosos en una o más propiedades del producto en mucha demanda. Por ejemplo, las soluciones de quelante acuosas con frecuencia son difíciles de secar o cuando se secan con frecuencia se endurecen y/o no mantiene el flujo libre cuando se exponen a la atmósfera. De esta manera, aunque el contenido de agua de la composición quelante después de la deshidratación por aspersión puede ser menor a 10 por ciento en peso, estas composiciones usualmente son muy higroscópicas y mantendrían el flujo libre después de la exposición a la atmósfera. Es evidente que aún existe una gran necesidad e interés en la industria de detergentes de quelantes sólidos que fluyen libremente, estables. Ahora se ha descubierto sorprendentemente que un quelante sólido que es bajo a no higroscópico y que mantiene el flujo libre cuando se expone a la atmósfera, se obtiene cuando el pH de una solución de quelante acuosa se ajusta primero al rango de pH estrecho específico y después se seca. En un aspecto, la presente invención es un proceso para producir un quelante sólido que fluye libremente, estable por las etapas de (a) ajustar el pH de una solución acuosa del quelante a un valor de desde aproximadamente 1 .2 a aproximadamente 3.0 por la adición de un ácido inorgánico; y b) secar el producto de quelante acuoso de pH ajustado. En otro aspecto la presente invención es una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable obtenida por el proceso arriba mencionado. La presente invención es particularmente adecuada para producir quelantes, particularmente quelantes de aminocarboxilatos, en forma sólida que fluye libremente, estable. Cualquier quelante de aminocarboxilato conocido es adecuado para utilizarse en el proceso de la presente invención. Los quelantes de aminocarboxilato adecuados útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, ácido dietilenotriaminapentaacético (DTPA), ácido N-hidroxietiletilenodiaminatriacético (HEDTA), ácido trietilenotetraaminahexaacético (TTHA), ácido N-hidroxietiiiminodiacético (HEIDA), dihidroxietilglicina (DHEG), ácido etilenodiamina N,N'-disuccínico (EDDS), ácido S,S-etilenodiamina N,N'-disuccínico (S.S-EDDS), ácido etilenodiaminatetrapropiónico (EDTP), ácido a-alaninadiacético y ácido ß-alaninadiacético. Ácido dietilenotriaminapentaacético (DTPA) es un quelante de aminocarboxilato particularmente adecuado. Cualquier ácido inorgánico conocido es adecuado para utilizarse en el proceso de la presente invención. Los ácido inorgánicos adecuados incluyen, pero no se limitan a, ácido sulfúrico, ácido hidroclórico, ácido fosfórico, ácido nítrico. El ácido sulfúrico es el ácido más preferido para utilizarse en el proceso de la presente invención. En el proceso de la presente invención, el ácido se agrega lentamente a la solución acuosa del quelante de aminocarboxilato hasta que el pH de la solución se ajusta al valor de desde aproximadamente 1 .2 a aproximadamente 3.0, preferentemente desde aproximadamente 1 .5 a aproximadamente 2.9, más preferentemente desde aproximadamente 2.0 a aproximadamente 2.9. Entonces, el producto de pH ajustado se seca para producir quelante de aminocarboxilato sólido que fluye libremente, estable.

El secado del producto de quelante de aminocarboxilato sólido de pH ajustado puede hacerse por cualquier método de secado convencional. El secado puede hacerse convenientemente en un horno al vacío a temperatura adecuadamente elevada o al rociar el producto de quelante de aminocarboxilato en una torre de deshidratación por aspersión en contracorriente o co-corriente. En la torra de deshidratación por aspersión, el agua se evapora por gas caliente, usualmente aire caliente, a tal grado que un quelante de aminocarboxilato sólido se obtiene en una forma granular o en polvo. Los siguientes ejemplos se ofrecen para ilustrar pero no limitar la invención. Los porcentajes, proporciones y partes son en peso al menos que se establezca de otra manera. EJEMPLO COMPARATIVO C-1 El quelante VERSENEX* 80 (un 40.2 por ciento de solución activa que contiene la sal de pentasodio de ácido dietilenotriaminapentaacético) se secó en un horno al vacío a 60°C. Después de 2 semanas, se ha formado una cantidad pequeña de material cristalino pero la mayoría del materia fue duro y similar a vidrio en naturaleza. La cantidad pequeña del material cristalino fue higroscópica y perdió la propiedad de flujo libre en la exposición a la atmósfera. VERSENEX es una marca comercial de The Dow Chemical Company.

EJEMPLOS 1 A 4 Y EJEMPLOS COMPARATIVOS C-2 A C-7 Las mezclas del quelante VERSENEX 80 (20 gramos) y agua desionizada (10 gramos) se ajustaron con la adición de ácido sulfúrico a varios valores de pH. Aproximadamente 3 gramos de cada una de las mezclas de pH ajustado se secaron en un horno al vacío a 60°C. Los productos se removieron entonces y las características de secado, la ganancia de peso y las propiedades de flujo libre se determinaron después de 24 horas de exposición a la atmósfera. Los resultados se dan en la Tabla 1 de abajo. TABLA I Ejemplo pH Propiedades de Ganancia de Flujo secado Peso Libre (24 hrs) C-2 10.0 deficientes 57% no C-3 7.0 justas 28% no C-4 4.3 OK 23% no C-5 3.6 buenas 18% no C-6 3.2 buenas 9% no 1 2.9 buenas 2% sí 2 2.0 buenas 1 % sí 3 1.5 buenas 3% sí 4 1.2 buenas 6% mayor parte C-7 0.8 justas 10% No Estos datos muestran claramente la ventaja inesperada lograda por el proceso de la presente invención.

EJEMPLOS COMPARATIVOS C-8 A C-1 1 Una solución de quelante de sulfato de magnesio/VESENEX 80 se preparó al agregar MgSO47H2O (5.93 gramos, 0.024 mol) a quelante VESENEX 80 (30 gramos, 0.024 mol) que contiene agua desionizada (17 gramos). El pH se ajustó a aproximadamente 10 por la adición periódica de ácido sulfúrico. Después de aproximadamente 30 minutos se obtuvo una solución de magnesio transparente que contiene una proporción molar de magnesio a quelante de 1.0. En una manera similar, las soluciones se prepararon a 0.25, 0.5 y 0.75 moles de magnesio por mol de quelante. Cada una de las soluciones (aproximadamente 3 gramos) se secaron entonces en un horno al vacío a 60°C. Los productos se removieron entonces y las propiedades de secado, la ganancia de peso y las propiedades de flujo libre se determinaron después de 24 horas de exposición a la atmósfera. Los resultados se dan en la Tabla 2 de abajo. TABLA 2 ganancia de peso para el material cristalino.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para producir una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable por las etapas de (a) ajustar el pH de una solución acuosa del quelante a un valor de desde aproximadamente 1.2 a aproximadamente 3.0 por la adición de un ácido inorgánico; y (b) secar el producto de quelante acuoso de pH ajustado.
2. 2. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el quelante es un quelante de aminocarboxilato.
3. 3. El proceso según la reivindicación 2, caracterizado porque el quelante de aminocarboxilato se selecciona del grupo que consiste de ácido dietilenotriaminapentaacético, ácido N-hidroxietiletilenodiaminatriacético, ácido trietilenotetraaminahexaacético, ácido N-hidroxietiliminodiacético, dihidroxietilglicina, ácido etilenodiamina N,N'-disuccínico, ácido S,S-etilenodiamina N.N'-disuccínico, ácido et?lenodiaminatetrapropiónico, ácido a-alaninadiacético y ácido ß-alaninadiacético.
4. 4. El proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque el quelante de aminocarboxilato es ácido dietilenotriaminapentaacético.
5. 5. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el ácido inorgánico es ácido sulfúrico.
6. 6. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pH de la solución acuosa del quelante en la etapa (a) se ajusta a un valor de desde aproximadamente 1 .5 a aproximadamente 2.9.
7. 7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el pH de la solución acuosa del quelante en la etapa (a) se ajusta a un valor de desde aproximadamente 2.0 a aproximadamente 2.9.
8. 8. Una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable producida por el proceso de la reivindicación 1 .
9. 9. Una composición de quelante de aminocarboxilato sólido que fluye libremente, estable producida por el proceso de la reivindicación 2.
10. 10. Un quelante de aminocarboxilato sólido que fluye libremente, estable seleccionado del grupo que consiste de ácido dietilenotriaminapentaacético, ácido N-hidroxietiletilenodiaminatriacético, ácido trietilenotetraaminahexaacético, ácido N-hidroxietiliminodiacético, dihidroxietilglicina, ácido etilenodiamina N,N'-disuccínico, ácido S,S-etilenodiamina N.N'-disuccínico, ácido etilenodiaminatetrapropiónico, ácido a-alaninadiacético y ácido ß-alaninadiacético producido por el proceso de la reivindicación 3. 1 1. Un ácido dietilenotriaminapentaacético sólido que fluye libremente, estable producido por el proceso de la reivindicación 4. 12. Una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable producida por el proceso de la reivindicación 5. 13. Una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable producida por el proceso de la reivindicación 6. 14. Una composición de quelante sólido que fluye libremente, estable producida por el proceso de la reivindicación 7.