Brevet FR2759089A1 — publié le 19980807

La présente invention a trait à la préparation de mélanges-maîtres à base de sels d'alkylammonium quaternaire destinés à la confection de compositions assouplissantes pour les textiles, en particulier à base de sels d'ammonium quaternaire dérivés d'esters gras de triéthanolamine et d'alcool lourd. Les mélanges de sel d'ammonium quaternaire et d'alcool lourd exploitent une synergie reconnue dans la fonction assouplissante entre les sels d'ammonium quaternaire et les alcools gras de Cg à C20, les alcools gras participant en outre à l'amélioration de la fluidité de la composition (voir par exemple US 4,213,867 ou FR 2.576.614 (Colgate-Palmolive). Traditionnellement, les compositions de ce genre se font par mélange de leurs constituants et mettent en oeuvre des sels d'ammonium quaternaire eux-mêmes obtenus par quaternisation des estersamines tertiaires correspondantes, généralement par le sulfate de diméthyle, en solution dans l'isopropanol et accessibles sous leur forme originelle d'obtention, à savoir des solutions à 75-90% dans l'alcool isopropylique. Le choix de l'isopropanol comme solvant de quaternisation a été consacré parce qu'il est un fluidifiant convenable, tant pour ce qui est de la conduite de la réaction de quaternisation que de la facilité de manipulation du sel d'ammonium quaternaire. Les formulateurs estiment que l'alcool isopropylique introduit dans la formulation assouplissante est en quantité mineure, sans grande influence sur la qualité du produit fini. Néanmoins cet alcool isopropylique se retrouve dans les compositions adoucissantes finales, aux propriétés physiques ou aux propriétés d'emploi desquelles il ne participe pas, mais auxquelles en revanche, il apporte son bas point éclair de 12"C. (On rappelle à ce propos que seul les produits dont le point éclair, selon ASTM D 93, est supérieur à 61"C sont considérés par la réglementation comme ininflammables et sont véhiculables ordinairement par la voie terrestre, maritime ou aérienne.) C'est la raison pour laquelle certains chercheurs ont réalisé la quaternisation des estersquats dans solvants alcoxylés, par exemple les huiles ou graisses alcoxylées décrites dans le brevet US 5,482,636. La présente invention résout ces problèmes en préparant la matière active constituée par le sel d'ammonium quaternaire et l'alcool gras par quaternisation directe de l'ester-amine tertiaire dans ledit alcool gras. Les sels d'ammonium quaternaire pris en compte dans la présente invention sont des composés qui résultent de la quaternisation des dérivés de condensation de la triéthanolamine avec des acides gras à 10 - 22 atomes de carbone par un agent de quaternisation du groupe constitué par le chlorure de méthyle ou le sulfate de diméthyle. Ce sont des composés appréciés pour leur facilité de biodégradabilité ultime. Mais il est évident que le procédé s'applique également aux autres sels d'ammonium quaternaire qui par leur constitution sont également d'excellents adoucissants textiles. Les alcools qualifiés de lourds au sens de la présente invention sont des alcools d'origine naturelle ou synthétique, linéaires, saturés ou insaturés, à 10 - 20 atomes de carbone, bien représentés par les alcools C16 et C18 et leurs mélanges industriels. Les esters de triéthanolamine utilisés dans la présente invention sont préparés selon des modes opératoires connus de l'homme du métier, par estérification de la triéthanolamine avec des acides gras ayant de 10 à 22 atomes de carbone, de préférence les acides gras de suif ou de suif hydrogéné, les acides de palme partiellement hydrogénés, ou encore des coupes d'acide oléique, ou par trans-estérification avec les esters méthyliques correspondants. La quaternisation est réalisée de manière classique dans des conditions de température et de pression compatibles avec les agents de quaternisation couramment utilisés, halogénures (Cl, Br, I) de benzyle, halogénures de méthyle, dialkylsulfate, le diméthylsulfate étant préféré. On procède dans un milieu réactionnel dans lequel les rapports pondéraux entre l'ester de triéthanolamine et l'alcool lourd sont de 1:1 et 4,0:1, de préférence de 1,8:1 et 2,2:1. Le procédé selon l'invention délivre des compositions actives qui se présentent généralement sous l'aspect de produits pâteux, ce caractère dépendant du rapport amino-ester / alcool gras et de la nature de l'alcool gras, dont les points éclairs sont supérieurs à 61"C et qui constituent des produits intermédiaires aisément utilisables par les transformateurs parce que très facilement dispersibles dans l'eau aux dosages communs de 3 à 20 %. Ces compositions ont en outre l'avantage de ne développer qu'une odeur neutre qui n'interfère nullement avec les parfums qui entrent dans les compositions commerciales pour traitement des textiles. En outre leur prix de revient n'est pas grevé par le coût d'un solvant léger, fonctionnellement inutile dans les formulations finales, conservé ou recyclé, voire perdu, au cours de la fabrication. Les exemples non restrictifs suivants feront mieux comprendre l'invention. EXEMPLE 1 On mélange 600,7 Kg d'une ester-amine résultant de l'estérification de deux équivalents de triéthanolamine par 1,1 équivalent d'un mélange d'acide gras de suif/acide gras de suif hydrogéné (75/25) et 280 Kg d'alcool linéaire saturé C16 C18 (Hydrenol S3 de Sidobre-Sinnova). On chauffe à 60"C. On introduit alors 119,3 Kg de sulfate de diméthyle (soit une stoechiométrie molaire par rapport à l'ester-amine de 0,92) en 1 à 2 heures, en maintenant la température entre 60 et 65"C On maintient encore 1 à 2 heures entre 60 et 65"C (jusqu'à alcalinité résiduelle stable). On obtient un produit présentant les caractéristiques suivantes Indice d'acide résiduel 8,05 mg KOH/g Alcalinité résiduelle 0,08 méq/g Coloration Gardner 1,7 Coloration Lovibond R/J 1,9 I 8,4 Viscosité à 70"C 240 mPa.s pH (solution à 5% dans l'eau) 3,51 Point de solidification 49"C Point éclair 68 - 69"C Le produit a une odeur neutre. EXEMPLE 2 On mélange 667,5 Kg de la même ester-amine que dans l'exemple 1 et 200 Kg du même alcool linéaire saturé C16-C18. On chauffe à 60"C. On introduit alors 132,5 Kg de sulfate de diméthyle (soit une stoechiométrie molaire par rapport à l'ester-amine de 0,92) en 1 à 2 heures, en maintenant la température entre 60 et 65"C On maintient encore 1 à 2 heures entre 60 et 65"C Jusqu'à alcalinité résiduelle stable). On obtient un produit présentant les caractéristiques suivantes: Indice d'acide résiduel 8,69 mg KOH/g Alcalinité résiduelle 0,08 méq/g Coloration Gardner 1,8 Coloration Lovibond R/J 2,1! 8,5 Viscosité à 70"C 442 mPa.s pH (solution à 5% dans l'eau) 2,39 Point de solidification 51"C Point éclair 68-69"C Le produit a une odeur neutre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la préparation de compositions de sels d'ammonium quaternaire et d'alcools gras pour formulations d'adoucissants textiles caractérisé en ce que l'on fait réagir un agent de quaternisation sur une ester-amine tertiaire en mélange homogène avec l'alcool gras. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'ester-amine tertiaire est un produit de condensation de la triéthanolamine avec un acide gras à 10 - 22 atomes de carbone, l'alcool gras est un alcool linéaire, saturé ou insaturé, à 10 - 20 atomes de carbone, et l'agent de quaternisation est le sulfate de diméthyle. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'ester-amine tertiaire est un produit de condensation de la triéthanolamine avec un acide gras de suif ou de suif hydrogéné, l'alcool gras est un alcool linéaire, saturé ou insaturé, à 16-18 atomes de carbone, et l'agent de quaternisation est le sulfate de diméthyle. 4. Procédé selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'esteramine tertiaire et l'alcool gras sont dans un rapport pondéral de 1:1 et 4,0:1, de préférence de 1,8:1 et 2,2:1.