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Verfahren zur Verdickung und Stabilisierung wässriger Dispersionen von Kautschuk u. dgl.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein verbessertes Verfahren zur Verdickung, d. h. zur Erhöhung der Viskosität und Stabilisierung von wässrigen Dispersionen von Kautschuk u. dgl., insbe- sondere von Kautsehuklatex. Unter "Latex" wird roher und vulkanisierter Latex von beliebiger Art verstanden, welcher mit den üblichen Präservierungsmitteln, wie beispielsweise Ammoniak, präserviert und entweder von natürlieher Stärke oder konzentriert sein kann.
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Nachteile aufgetreten. Die Mittel, welche üblicherweise für diesen Zweck verwendet wurden, müssen in solcher Menge zugesetzt werden, dass sie die Eigenschaften der fertigen Erzeugnisse nachteilig beeinflussen oder den Latex unstabil und schwer verarbeitbar machen oder schwierige oder unökonomische Verfahren zur Verarbeitung des Latex erforderlich machen.
Die vorliegende Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren zur Verdickung und Stabilisierung von Latex, welches einfach und billig im Betriebe ist und welches ausserdem den wichtigen Vorteil mit sich bringt, dass feste Erzeugnisse erhalten werden, die nur einen sehr kleinen Anteil von Fremdstoffen enthalten.
Die Erfindung schafft daher in Verbindung mit der Einfachheit des Betriebes die Möglichkeit, einen verdickten stabilen Latex zu erhalten, welcher jede beliebige Konsistenz bis zu einer dicken Paste aufweist, wobei die aus diesem Latex erzeugten fertigen Waren nur so kleine Mengen von Fremdstoffen-der Fremdstoffgehalt beträgt beispielsweise etwa 0, 25-2%, auf Trockenkautschuk bezogen, je nach dem Grad der Verdickung und der Beschaffenheit des ursprünglichen Latex-einschliessen, dass der Fremdstoffgehalt für alle praktischen Zwecke vernachlässigbar ist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zur Verdickung und Stabilisierung wässriger Dispersionen von Kautschuk u. dgl. darin, dass man der Dispersion eine kleine Menge eines Verdickungs-und Stabilisierungsmittels zusetzt, welches durch Vermischung eines Alkohols oder dessen Ester mit einer Säure von der Art der aus Fetten oder Ölen gewinnbaren Säuren und durch Beifügen eines im wesentlichen nicht flüchtigen Dispergierungsmittels für die Säure, welches mit der Dispersion mischbar ist, erhalten wird.
Zyklohexanol, der Essigsäureester des Zyklohexanols und eines der Isomere des Methylzyklohexanols sind Beispiele von Alkoholen bzw. deren Estern, die zufriedenstellende Resultate liefern ; die zuletzt genannten Stoffe scheinen dasjenige Glied dieser Klasse, zu sein, dem die allgemeinste Wirksamkeit zukommt. Wasserentziehend wirkende aliphatische Alkohole sind nicht so befriedigend und nur von beschränkter Anwendbarkeit. Mischungen können gleichfalls verwendet werden. Das bevorzugte Reagens ist eine Mischung von Methylzyklohexanol und Zyklohexanol.
Für das Verfahren gemäss der Erfindung eignen sich Säuren von fettiger oder öliger Beschaffenheit, wie Stearinsäure und Ölsäure ; als Dispergierungs-oder Emulgierungsmittel für diese Säuren können neutrale Stoffe, wie beispielsweise Glyzerin und Türkischrotöl, verwendet werden oder nicht flüchtige Basen, wie beispielsweise fixe Alkalien, ferner im wesentlichen nicht flüchtige organische Basen, wie beispielsweise Triäthanolamin. Triäthanolamin oder Glyzerin stellt ein besonders wirksames Verdickungsmittel in Verbindung mit Ölsäure und Methylzyklohexanol dar. Türkischrotöl zeigt im Vergleich dazu eine etwas schwache Wirkung.
Die gleichzeitige Verwendung einer Säure von der Art der Ölsäure und eines fixen Alkalis gibt Anlass zur Bildung einer gewöhnliehen Seife ; da jedoch Dispersionen einer Seife, wie beispielsweise "castile soap" (weisse Ölseife) oder Kaliumoleat, dem Zyklohexanol nicht leicht durch einfaches Beimischen einverleibt werden können, wenn sie nicht so schwach konzentriert sind, dass sie die Kaut-
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und Stabilisierungsmittels nicht derartige Seifen selbst verwendet, sondern die Säure wird mit dem Alkohol oder dessen Ester vermischt, bevor das Dispergierungsmittel zugefügt wird.
Es ist zu beachten, dass die Verdickung des Latex der vereinigten Wirkung des Alkohols und der andern genannten Mittel zuzuschreiben ist. Zyklohexanol und irgendeines der Isomeren des Methylzyklohexanols erzeugen, wenn sie allein verwendet werden, keinerlei ausgesprochene Verdickungwirkung im eigentlichen Sinne. Wenn diese Stoffe allein verwendet werden, machen sie, wenn man sie nicht sehr sorgfältig zusetzt, um eine Klumpenbildung zu vermeiden, den Latex vollkommen unstabil, d. h., es werden gerade die gegenteiligen Wirkungen erhalten wie erfindungsgemäss, wo- durch man verdickte Erzeugnisse von ausgezeichneter Stabilität erhält.
Die Verwendung von im wesentlichen nicht flÜchtigen Dispergierungsmitteln für die Säure erscheint ein wesentlicher Faktor für die Erzielung dieser wünschenswerten Eigenschaft zu sein.
Vergleiehsversuehe haben gezeigt, dass hinsichtlich der Erzielung einer hohen Stabilität die Verwendung des Triäthanolaminoleates der Verwendung von Kaliumoleat überlegen ist und dass dieses letztere wieder bessere Ergebnisse erzielen lässt als Ammoniumoleat. Die Ergebnisse, die mit
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Im folgenden sind Beispiele zur Durchführung der Erfindung gegeben :
Beispiel t :
Ein Verdiekungs-und Stabilisierungsmittel wurde in zwei Portionen wie folgt hergestellt :
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<tb>
<tb> l. <SEP> 0 <SEP> ! <SEP> sa, <SEP> ure............................................................... <SEP> 8-9 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Eine <SEP> Mischung <SEP> von <SEP> Isomeren <SEP> des <SEP> Methylzyklohexanols.................... <SEP> 6-2 <SEP> Gewichtsteile
<tb> 2. <SEP> Kaliumhydroxyd <SEP> 1. <SEP> 0 <SEP> Gewichtsteil
<tb> Wasser <SEP> ........................................................... <SEP> 8#6 <SEP> Gewichtsteile
<tb>
Die beiden Portionen wurden gemischt, wobei die fertige Mischung das Verdiekungs-undStabilisierungs- mittel darstellt.
Es sei hier darauf hingewiesen, dass es sowohl für die Lagerung als auch für den Gebrauch bequem ist, Dispersionen oder Lösungen, aus welchen das Verdickungsmittel zusammengesetzt werden kann, getrennt vorbereitet zu halten. Weitere Beispiele von Verdiekungsmitteln, welche in dieser Weise hergestellt werden können, sind die Triäthanolamin und Glyzerin enthaltenden Mi- schungen, welche im folgenden beschrieben sind.
Dadurch, dass man zu 100 Gewichtsteilen Latex, welcher durch Zentrifugieren bis zu einem Kautschukgehalt von zu vorkonzentriert war, 1 Gewichtsteil des genannten Mittels-entsprechend einem Feststoffgehalt von etwa 0. 65% auf Trockenkautschuk bezogen - zusetzte, stieg die Viskosität
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den 1020 ; nach 336 Stunden 1080 ; nach Ablauf von 72 Stunden fand also kein wesentliches Anwachsen der Viskosität mehr statt. Der in dieser Weise verdickte Latex zeigte eine sehr gute Stabilität, und seine Stabilität und Konsistenz blieb während vieler Wochen konstant.
Beispiel 2 : 1 Gewichtsteil des gleichen Verdiekungs-und Stabilisierungsmittels wurde 100 lie- wiehtsteilen von vulkanisiertem Latex mit einem Kautschukgehalt von 50% zugesetzt. Die Viskosität der vulkanisierten Latexdispersion wurde innerhalb von 72 Stunden auf das 4%fache vergrössert.
Beispiel 3 : 1 Gewichtsteil des gleichen Verdiekungs-und Stabilisierungsmittels, wie es in den vorigen Beispielen verwendet wurde, wurde 100 Gewichtsteilen eines verdünnten gewöhnlichen Latex zugesetzt. Die erzeugte Veränderung war sehr gering. Das gleiche Ergebnis wurde mit einem verdünnten vulkanisierten Latex gleicher Art erhalten. Fügte man jedoch zu dem Latex 2-3""des Verdickungsmittels-entsprechend einem Gehalt an Kaliumoleat von 2-3%, bezogen auf den fertigen Kautschuk-, so fand eine deutliche Verdickung statt, wobei ein verdickter Latex von guter Stabilität erhalten wurde.
Dieses Beispiel zeigt, dass der erzielbare Grad der Verdiekung eeteris paribus von der Konzentration des Latex abhängig ist. Während beispielsweise gefunden wurde, dass ein Zusatz von etwa Ill,, des genannten Mittels einen sehr kleinen Verdielungseffekt und in einigen Fällen sogar eine schwach verdünnende Wirkung auf Latiees mit einem Kautschukgehalt unter 40% ausübte, erzeugte die gleiche kleine Menge des Mittels bei einem rohen oder vulkanisierten Latex von grösserer Konzentration einen hohen Grad von Verdickung.
In jedem besonderen Fall genügt ein einfacher Vorversuch zur Bestimmung der für den gegebenen Fall günstigsten Arbeitsbedingungen, wie beispielsweise der Konzentration des als Ausgangsmaterial dienenden Latex und der geringsten Menge des Verdickungsmittels, die zur Erzielung des gewünschten Verdiekungsgrades notwendig ist. Es ist ratsam, die Versuchsmisehung für 2-3 Tage stehenzulassen, da die Verdickung während dieser Zeit zunimmt. Im Falle der Her-
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man 1% des Verdickungsmittels, auf den Latex bezogen, zusetzt und wenn eine noch dickere Paste erforderlich ist, so kann eine grössere Menge des Verdickungsmittels, bis zu 2% des Latex, zugesetzt werden.
In allen Fällen, gleichgültig, ob es sich um die Herstellung von Pasten oder um das Verdicken für Tauchzwecke oder für die Herstellung zusammengesetzter Mischungen handelt, sollte das Verdikkungsmittel nach und nach zugesetzt werden, vorzugsweise unter sanftem Rohren, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass die Bildung von Blasen soweit als möglich vermieden wird.
Vulkanisierter und unvulkanisierter Latex beliebiger Konzentration kann durch ein Mittel gemäss der vorliegenden Erfindung verdickt werden, um beim Tauchen verbesserte Abscheidungen zu ergeben. Im allgemeinen wird bei 60% igen Latices durch einen Zusatz von etwa 0. 25% des Verdikkungsmittels, auf den Latex bezogen, ein merklicher Erfolg erzielt, und es sollte zunächst nicht mehr von dem Mittel zugesetzt werden. Für Latices mit einem Kautsehukgehalt von etwa 40% wird mehr von dem Mittel erforderlich sein, beispielsweise auf den Latex bezogen.
Im allgemeinen erfordern zusammengesetzte Mischungen weniger, in einigen Fällen beträchtlich weniger Verdickungsmittel als nicht zusammengesetzte Mischungen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der obigen Regeln.
Beispiel 4 : Ein Verdickungs-und Stabilisierungsmittel wurde in zwei Portionen wie folgt hergestellt :
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<tb>
<tb> 1. <SEP> Ölsäure <SEP> 6-OOGewichtsteile
<tb> Eine <SEP> Mischung <SEP> der <SEP> Isomeren <SEP> des <SEP> Methylzyklohexanols <SEP> 6. <SEP> 2ó <SEP> Gewichtsteile
<tb> 2. <SEP> Triäthanolamin <SEP> 4-00 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Wasser <SEP> 9#25 <SEP> Gewichtstei <SEP> Gewichtsteile
<tb>
Das Verdickungs-und Stabilisierungsmittel, das durch Mischen dieser zwei Bestandteile erhalten wurde, besass ein grösseres Verdickungsvermögen als das Mittel der vorhergehenden Beispiele, etwa im Verhältnis von 3 : 2.
Durch Zusatz von zwei Gewichtsteilen dieses Mittels zu 100 Gewichtsteilen von 60% gem vulkanisiertem Latex wurde eine Paste von sehr stabiler und konsistenter Beschaffenheit erhalten. Die Paste war so dick, dass von einem Fliessen nicht mehr gesprochen werden konnte ; im wesentlichen wies sie die Konsistent von Butter auf.
Der Zusatz der gleichen Menge des Verdickungsmittels zu 60% unvulkanisiertem Latex ergab eine ähnliche, obgleich etwas geringere Verdickung.
Kleinere Mengen dieses Verdickungsmittels, ja sogar ein Zusatz von nur 0-5 Gewiehtsteilen auf 100 Gewichtsteile Latex riefen eine nennenswerte Verdickung hervor. So wurde beispielsweise bei Verwendung von 0. 5% des Verdickungsmittels als Zusatz zu Latex mit einer Kautschukkonzentration von 50-60% eine Verdickung hervorgerufen, die hinreichend gross war, um die Anzahl der Tauchungen für die Herstellung getauchter Waren wesentlich herabzusetzen. Der Zusatz von 1 % des V erdic kungs- mittels zu gewöhnlichem Latex (Kautschukkonzentration etwa 40) in rohem oder vulkanisiertem
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zu verbessern.
Beispiel 5 : Ein Verdiekungs-und Stabilisierungsmittel wurde hergestellt wie folgt :
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<tb>
<tb> Ölsäure <SEP> 4 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Eine <SEP> Mischung <SEP> der <SEP> Isomeren <SEP> des <SEP> Methylzyklohexanols...................... <SEP> 6. <SEP> 25 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Glyzerin <SEP> .......................................................... <SEP> 6#00 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Wasser <SEP> 9. <SEP> 25 <SEP> Gewic <SEP> lttsteile
<tb>
Weder irgendein einzelner Bestandteil noch irgendeine Kombination von zwei Bestandteilen dieses Verdiekungs-und Stabilisierungsmittels brachten eine merkliche Verdickungswirkung hervor.
Die Verdickungswirkung der sämtliche Bestandteile enthaltenden Mischung übertraf jedoch jene von allen in den vorhergehenden Beispielen hergestellten Verdickungsmitteln.
Beispiel 6 : Ein Verdiekungs-und Stabilisierungsmittel wurde in zwei Portionen wie folgt hergestellt :
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<tb>
<tb> 1. <SEP> Ölsäure <SEP> ........................................................... <SEP> 6#23 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Eine <SEP> Mischung <SEP> von <SEP> Isomeren <SEP> des <SEP> Methylzyklohexanols................... <SEP> 9-00 <SEP> Gewichtsteile
<tb> 2. <SEP> Triäthanolamin <SEP> ..................................................... <SEP> 2#80 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Wasser <SEP> 2'00 <SEP> Gewichtsteile
<tb>
Die wässrige Lösung der Base wurde mit der Säure und dem Alkohol nach deren Vereinigung gemischt und die Mischung einem Latex zugesetzt, welcher durch Zentrifugieren auf einen Gehalt an festen Bestandteilen von 55% konzentriert war und Vs% Kasein enthielt, u. zw.
in einer Menge von 0. 5% Verdickungsmittel auf den Kautschuk bezogen. Es wurde ein stabiler schwach verdickter
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Beispiel 7 : Zu einer Mischung von
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<tb>
<tb> vulkanisiertem <SEP> Latex <SEP> (58%)............................................... <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Kaseinlösung <SEP> (10%) <SEP> ................................................... <SEP> 1 <SEP> Gewichtsteil
<tb>
wurden zwei Gewichtsteile des Verdickungs-und Stabilisierungsmittels, das im vorangehenden Beispiel 6 beschrieben wurde, zugefügt. Nach zwei Tage langem Stehen war die Mischung in eine dicke Paste verwandelt, welche nicht mehr fliessend war und in derselben Weise behandelt werden konnte wie ein Kautsehukteig.
Dieses Erzeugnis war besonders für die Herstellung von bahnförmigem Kautschuk- material und ähnliche Verfahren, bei welchen Streichvorgänge vorkommen, geeignet. Bei der Herstellung von Kautschukbahnen durch Aufstreiehen von vulkanisiertem Kautschuk auf eine glatte Fläche war gewöhnlich der Nachteil aufgetreten, dass das fliessende vulkanisierte Material in die Vertiefungen der Unterlage aus Stoff od. dgl. oder über die Ränder der Abscheidung floss, wodurch eine unebene Platte entstand. Durch die Verwendung der nach diesem Beispiel erhaltenen Paste wird ein solches nachteiliges Fliessen vermieden.
Beispiel 8 : 0-5 Gewichtsteile des Verdichtmgs- und Stabilisienmgsmittels naeh Beispiel 6 wurde einer Mischung der folgenden Zusammensetzung zugemischt :
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<tb>
<tb> Vulkanisierter <SEP> Latex <SEP> (58%) <SEP> ............................................... <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Kaseinlösung <SEP> (10%) <SEP> ................................................... <SEP> 2 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Aluminiumschuppen <SEP> ..................................................... <SEP> 23 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Lithopone <SEP> 6 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Organische <SEP> färbende <SEP> Stoffe <SEP> 1 <SEP> Gewichtsteil
<tb> Wasser <SEP> 35 <SEP> Gewichtsteile
<tb>
Hiedurch wurde eine verdickte Mischung erhalten, die zur Herstellung von Badeschuhen, Badehauben, Wärmeflaschen und andern getauchten Artikeln geeignet ist.
Bei Verwendung dieser verdickten Misehung war die Dicke der nach zwei Tauchungen erhaltenen Abscheidung gleich gross wie die Dicke, welche durch vier Tauehungen aus der unbehandelten Mischung erhalten wurde.
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in dem festen Kautschuk zurückgehalten. Wie bereits erwähnt, ist indessen die Menge dieser Fremdstoffe ausserordentlich gering ; beispielsweise beträgt sie 0-25-0-75% wasserlöslicher Substanzen in einem Kautschuk, der aus einem vorkonzentrierten Latex hergestellt wurde.
Die Flüssigkeitsmenge, die dem ursprünglichen Latex zugesetzt wurde, kann auch innerhalb niedriger Grenzen gehalten werden, beispielsweise in einer Menge von 1-2%, auf den Latex bezogen.
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sich zu verringern, und hierin besteht ein Vorteil in der Behandlung von Latex, da hiedurch unerwünsche Schaum-oder Blasenbildung, welche bei der Verwendung von Seifen in der gewohnliehen Weise auftreten kann, verringert oder ausgeschaltet wird. Die meisten bekannten Stabilisatoren zeigen gleichfalls die Neigung, Sehaumbildung hervorzurufen. Die vorliegende Erfindung bringt auch in dieser Hinsicht einen Vorteil mit sich.
Ein anderer Vorteil ist der, dass bei Verwendung eines durch das Verfahren der Erfindung verdickten Latex für Tauchverfahren die Schwierigkeit vermieden wird, die bei der Anwendung von in gewöhnlicher Weise konzentriertem Latex durch Hautbildung hervorgerufen wird. Kautsehukfilme, die aus gemäss der Erfindung verdicktem Latex hergestellt sind, zeigen keine wesentliche Beeinflussung hinsichtlich ihrer Dehnungseigenschaften, ihrer Farbe oder des Altems.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verdiekung und Stabilisierung wässriger Dispersionen von Kautschuk u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass man der Dispersion eine kleine Menge eines Verdickungs-und Stabili- sierungsmittels zusetzt, das durch Zumischen eines Alkohols oder dessen Ester zu einer Säure von der Art der aus Fetten oder Ölen gewinnbaren Säuren und durch Beifügen eines im wesentlichen nichtflüchtigen Dispergierungsmittels für die Säure, welches mit der Dispersion mischbar ist, zu dieser Mischung erhalten wird.