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Verfahren zur Herstellung von weichgemachte, insbesondere zur
Herstellung dünner Überzugsfilme oder Folien geeigneter
Nitrozellulose
Es ist bekannt, dass Nitrozellulose, beispielsweise zum Zwecke der Lackherstellung, mit Phthalaten weichgemacht werden kann. Insbesondere das flüssige Dibutylphthalat hat gegenüber NitrozeÜulose eine sehr gute plastifizierende Wirkung.
Es hat aber anderseits den Nachteil, dass der weichmachende Effekt auf Grund der grossen Flüchtigkeit dieses Phthalates nicht erhalten bleibt und dass die Oberfläche von Nitrozellulose, die mit'Dibutylphthalat weichgemÅacht wurde, insbesondere bei Anwendung höherer Konzentrationen an Weichmacher klebrig wird, was insbesondere bei Verwendung dünner Filme mit grosser Oberfläche, wie beispielsweise bei Lacken oder bei der Anfertigung von feinen Überzügen auf Zellglas, äusserst störend ist.
Es ist auch bekannt, dass diese Nachteile vermindert werden können, wenn das Dibutylphthalat teilweise durch Dicyclohexylphthalat ersetzt wird. Mit diesem Phthalatgemisch hergestellte Folien oder Filme neigen weniger zur Klebrigkeit und sind weniger durchlässig für Wasserdampf ; doch ist das Dicyclohexylphthalat ein fester Körper, der sich in der Nitrozellulose schwer homogen verteilen lässt, was besonders bei der Herstellung von dünnen Überzügen von Nachteil ist. Ausserdem verarmt solcherart weichgemachte Nitrozellulose mit der Zeit an dem wesentlich flüchtigeren Dibutylphthalat, so dass eine Versprödung der Folie oder des Überzugsfilmes unvermeidlich ist.
Schliesslich geht aus der Literatur hervor, dass ein Mischester von Phthalsäure mit n-Butanol und Cyclohexanol, das Butylcydohexylphthalat, ein Weichmacher ist, der als nicht toxisch anzusprechen ist.
Es wurde aber bisher nicht bekannt, dass dieser Mischester speziell als Weichmacher für Nitrozellulose geeignet ist.
Überraschenderweise konnte nun gefunden werden, dass es möglich ist, Nitrozellulosecompounds herzustellen, die für die Verwendung in Lacken, für die Herstellung dünner Überzugsfilme oder für die Erzeugung von Folien hervorragend geeignet sind, wenn man als Weichmacher ButylcyclohexyJphthaIat ver- wendet. Das Butylcyclohexylphthalat ist flüssig und lässt sich gut in den Kunststoff einarbeiten. Mit solchen weichgemachte Mischungen hergestellte dünne Überzugsfilme und Folien neigen auch bei höherer Temperatur und bei grösserer Weichmacherkonzentration im Compound nicht zur Klebrigkeit, so dass es ohne Schwierigkeiten möglich ist, grössere Mengen an Weichmacher zu verwenden und auf diese Weise besonders geschmeidige Überzüge zu erhalten.
Obwohl auf Grund des höheren Molekulargewichtes des Mischesters zu erwarten war, dass er geringere weichmachende Eigenschaften besitzen würde als Dibutylphthalat zeigte sich überraschenderweise, dass die weichmachende Wirkung des Butylcyclohexylphthalates in keiner Weise als schlechter anzusprechen ist, als die des für seine hervorragende weichmachende Wirkung bekannten Dibutylphthalates.
Ein besonderer Vorteil des Butylcyc10hexylphthalates liegt jedoch in der geringen Flüchtigkeit desselben. Dibutylphthalat zeigt beim Erhitzen in offener Schale bei 1400 C durch 6 Stunden eine Flüchtig- keit von 19, 7 %, ein molares. Gemisch vonDibutylphthalat und DicyclohexylphthaIat eine solche vQn 10, 5 0/0. Butylcyclohexylphthalat dagegen hat überraschenderweise beiden gleichen Bedingungen eine Flüchtigkeit von nur 7, 3 %. Da es sich beim Butylcyclohexylphthalat um einen einheitlichen chemischen Körper, nämlich einen echten Mischester handelt, ist auch eine vorzeitige Alterung der Überzugsfilme durch einseiti- ges Verdampfen nur einer Komponente ausgeschlossen.
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Mit Butylcyclohexylphthalat weichgemachte Nitrozellulosecompounds eignen sich jedoch ganz besonders zur Herstellung dünner Nitrozelluloseüberzüge auf Zellulosebahnen, wie sie zum Beispiel zur Wetterfestausrustung von Zellulosefolien üblich sind. Auf Grund der grossen Geschmeidiglteit, der geringen Wasserdampfdurchlässigkeit und des vollkommenen Fehlens der Neigung zum Klebrigwerden der Oberfläche des Überzugsfilmes, werden den damit überzogenen Zellulosefilmen nahezu ideale Eigenschaften verliehen. Besonders wichtig aber ist, dass durch die geringe Verdampfungsfreudigkeit des Weichmachers im Überzug der einmal gebildete Film in seinem Volumen erhalten bleibt, wodurch das nachträgl. íche Schrump- fen der Oberfläche vermieden und ein besonders guter Glanz derselben erreicht wird.
Die Herstellung des Butylcyclohexylphthalates erfolgt auf einfache Weise durch Veresterung von 1 Mol Phthalsäureanhydrid mit 1 Mol Cyclohexanol und anschliessende Veresterung der zweiten Carboxylgruppe mit 1 Mol Butanol.
Bei s pie 1 1 : Aus 18, 4 Teilen niedrig viskoser, trockener Nitrozellulose, 9., 2 Teilen Butylcyclo- hexylphthalat, 3, 0 Teilen Befeuchtungsalkohol, 25, 0 Teilen Äthylacetat, 25,0 Teilen Butylacetat, 25,. 0 Teilen Toluol und 3,6 Teilen Äthylglykol wurde ein Lack hergestellt, Dieser wurde mit einem solchen Lack verglichen, der aus den gleichen Bestandteilen hergestellt wurde, jedoch an Stelle der 9, 2 Teile Bu- tylcyc10hexylphthalat 9,2 Teile Dibutylphthalat enthält.
Diese beiden Lacke wurden folgenden Proben unterworfen : a) Zur Prüfung auf Klebrigkeit wurden die beiden Lacke auf Glasplatten aufgetragen und nach48-stündiger Lufttrocknung in einen Wärmeschrank gelegt, mit einem Wattevlies bedeckt und mit 50 g/cm belastet. Nach 10-stündigem Verbleiben bei 1000 C wurden die Glasplatten unter Belastung abgekühlt. Während das Wattevlies von dem mit Butylcyclohexylphthalat hergestellten Lack glatt abgenommen werden konnte, klebte es an der Oberfläche des mit Dibutylphthalat hergestellten Vergleichslackes. b) Zur Prüfung auf die weichmachende Wirkungwurdenbeide Lacke der Dombiegeprobe unterworfen.
Es waren keinerlei Unterschiede erkennbar. c) Zur Prüfung der Wzsserdampfdurchlässigkeit wurde stark satiniertes, dünnes Schreibpapier mit einer 0, 02 mm dicken Schicht je eines der beiden Lacke bestrichen und 48 Stunden an der Luft getrocknet. Anschliessend wurden die so präparierten Papiere bei einer Temperatur von 200 C einem Feuchtigkeitsgef l1e von 0 auf 85 % relative Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. In 24 Stunden verdampften pro 100 cm Durchgangsfläche des Papiers, das mit dem Butylcyclohexylphthalat hältigen Lack behandelt war, 0, 5g Wasserdampf, während bei dem mit dem Vergleichslack behandelten Papier in der gleichen Zeit und bezogen auf die gleiche Fläche 0, 6 g Wasserdampf gemessen wurde.
Beispiel 2 : AufeineZellulosefolie, hergesteIItnachdem Viskoseverfahren, wurde ein Lack aufge- tragen, der durch Mischen von 55 Teilen Nitrowolle enthaltend 11 % Stickstoff, mit 15 Teilen eines Harzgemisches bestehend aus Kolophoniumester und Dammarharz, 30 Teilen Butylcyclohexylphthalat, 320 Teilen Äthylacetat, 160 Teilen Toluol und 0, 1 Teilen "Aerosil" hergestellt worden war. Der so behandelte Nitrozellulosefilm zeigte nach dem Trocknen bei ausgezeichneter Weichheit des Griffes kein Blocken oder Kleben der Oberfläche.