CH424052A - Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von Ölen oder Fetten in Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von Dispersionen von   Olen    oder Fetten in Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten    Die Hers, tellung von    feinen und bei gewöhnlicher Temperatur recht   beständigen Dispersionen vegeta-      bilischer,      animalischer oder mineralischer    Fette oder Öle in Wasser oder   wäs, sriger Flüssigkeiten,    d. h.



     Öl-in-Wasser-Dispersionen,indenendiewässrige    Phase die kontinuierliche Phase bildet, unter Verwendung von sauren Estern   mehrbasischer    Carbon   sauren oder Hydroxyca. rbonsäure. n und höhermoleku-    laren Alkoholen oder von Salzen dieser Ester als   Dispergierungs-oder    Stabilisierungsmittel ist bekannt.



   Es wurde gefunden, dass bisher nicht bekannte gemischte Ester, die   ölunlöslich, aber mit Wasser    quellbar sind   undimMolekül    die   Res, te eines minde-       stens vierwertigen aliphatisohen Alkohols, einer mehr-    basischen Hydroxycarbonsäure und einer animali  schen    oder   vegetabilischen    Fettsäure und mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthalten und   eine Säure-    zahl von mindestens   70 haben,    und Salze dieser Ester   Displergierungs, und S > tabilisierungsmittel    mit   über-    raschenden wertvollen Eigenschaften sind, die bei den bekannten sauren Estern und ihren Salzen nicht festgestellt werden konnten.

   Mit den neuen Estern oder ihren Salzen als   Dispergierungs-oder Stabilis, ierungs-    mittel können nämlich feine Dispersionen von   vegeta-    bilischen, animalischen oder mineralischen Ölen oder Fetten in Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten hergestellt werden, die nicht nur bei gewöhnlicher Temperatur,   sondern auch bei höherer Temperatur bis    in die Nähe von   100  C be : ständig sind,    und zwar auch dann, wenn die wässrige Phase der Dispersionen sauer reagiert. Ebenso können mit den neuen Estern und   d    ihren Salzen kältebeständige   bl-in-Wasser-Dispers, io-    nen hergestellt werden, d. h. Dispersionen, die beim Auftauen nach dem Einfrieren keine wesentliche Phasenscheidung erleiden.



   Die. Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dispersio  ne,      vegetabilischer, animalischer oder    mineralischer Öle oder Fette in Wasser oder wässrigen   Fliissigkei-      ten,    bei dem mit   Was, ser quollbare ölunlöslichel    ge  mischte    Ester, die im Molekül die Reste eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols, einer mehrbasischen Hydroxycarbonsäure und mindestens einer animalischen oder vegetabilischen Fettsäure sowie mindestens eine freie Hydroxylgruppe enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben oder Salze solcher Ester als   Dispergierungs-oder    Stabilisierungsmittel verwendet werden.



   Es ist von wesentlicher Bedeutung für die mit den erfindungsgemäss   verwendbarengemischten    Estern und ihren Salzen   erziette    Wirkung, dass die Ester mit Wasser quellbar sind, d. h. dass die in der Regel wachsartigen Ester in geschmolzenem Zustand beim Verrühren mit Wasser eine homogene und beständige kolloidale, Lösung bilden, in der keine we   sentliche Phaaentrennung    eintritt, wenn diese Lösung bis in die Nähe des Siedepunktes des Wassers erhitzt wird.

   Diese Quellbarkeit der Ester mit Wasser ist darauf   zurückzuXühren,    dass die Ester im Molekül den Rest einer Hydroxycarbonsäure enthalten und eine   Säurezahlvonmindestens      70    haben.   Entspre-      chende Ester, die an    Stelle des Restes einer   Hydroxy-    carbonsäure den Rest einer einfachen Carbonsäure, z. B. den Adipinsäurerest, enthalten, sind mit Was  ser nicht que, llbar. Ebenso    sind entsprechende Ester, die eine   Säurezahl unter 70 haben und öllöslich    sind, mit Wasser nicht quellbar.



   Die   erfindungsgemäss. verwendbaren    Ester   ent-    halten als Rest eines mindestens vierwertigen aliphatischen Alkohols vorzugsweise den   Rest-eines, Glyce-      nnkondensates, können    als   Aikoholrest    aber auch den Rest eines anderen vier-oder höherwertigen alipha tischen Alkohols, z. B. den Erythritol-, Arabitol-,   Maunitol-eder Sorbitohrest enthalten.    Als Rest einer    mohrbasischen Hydroxycarbonsäure enthalten die    gemischten Ester in erster   Liniedea    Wein-oder Citronensäurerest, der jedoch durch   andere entspre-    chende Reste, z.   B.    den Apfel-oder   Scbleimsäurerest,    ersetzt werden kann.

   Der   Fetts, äurerest in den    ge  mischten Estern    ist   vor gsweiso der    Rest einer festen Fettsäure, z.   B.    der   Stearin-,      Margarin-,      P'almitinr,      Myristin-oder Laurinsäure. Die Ester können    auch die Reste von mehreren Fettsäuren enthalten, z. B. von zwei festen Fettsäuren oder von einer festen Fettsäure, z. B. Stearinsäure,   und einer flüssigen Fett-    säure, z. B.   Ölsäure. Als Salze der sauren Ester kom-    men vorzagsweise Alkalimetalls, alze, insbesondere   NatriumsEalze, oder Am, molliumsalze zur Anwendung.   



  Salze mit anderen Basen, z. B. mit organischen Basen wie Triäthylamin sind jedoch auch geeignet.



   Die Herstellung der wässrigen Dispersionen unter Verwendung der fraglichen Ester oder   Estersalze    kann in üblicher Weise durch Dispergierung der Ole und Fette bei   gewöhnlicher oder erhöhter Tempe-    ratur in Gegenwart der Ester oder Estersalze ge  wünschtenfalls    gemeinsam mit anderen üblichen Dispergierungsmitteln in Wasser oder wässrigen Flüssig  keiten    oder durch Verteilung der Ester oder Estersalze in mit   anderen Dispergierungsmitteln hergestell-    ten wässrigen Dispersionen bei gewöhnlicher oder er  höhter    Temperatur erfolgen.

   Beispiele für   vegetabili-    sche,   animalischeundmineralischeÖlsoder    Fette, die für die Herstellung der wässrigen ; Dispersionen gemäss der Erfindung verwendet werden können, sind Sojaöl, Talg, Paraffinöl und Paraffinwachs. Die Dispersionen können auch mit Gemischen von vegetabilischen,   animalischen und bzw. oder mineralischen    Fetten und   solen    hergestellt werden.



   Die nach der Erfindung hergestellten wässrigen Dispersionen können durch Erhitzung sterilisiert   wer-    den. Sie können als   Imprägnierungsmittel    für Faserstoffe oder daraus hergestellte Waren auch bei erhöhter Temperatur verwendet werden.



   Beispiel 1
Ein durch   Veresterung von 40 Gowichtsteilon      technischem Pentaglycorin (siebenwertiger aliphati-    scher Alkohol der Formel
EMI2.1     
 mit   60    Gewichtsteilen Stearinsäure bei etwa   230  C    hergestellter   partioller Ester mit einer Säurezahl    von   ungefähr l wurde zur Entfernung des vorhandenen    freien Pentaglycerins mit der gleichen Gewichtsmenge einer wässrigen Essigsäure mit einem pH bei   4-5    ausgewaschen.



   A. 77 Gewichtsteile des gereinigten   Pentaglycerin-    esters wurden bei   170  C    unter kräftigem Rühren mit 23 Gewichtsteilen Weinsäure in der Form eines feinen Pulvers versetzt, und die Erhitzung wurde fortgesetzt, bis ein mit Wasser   quellblares ReaktionsproW    dukt mit einer durch elektrometrische Titrierung einer Losung des   Roaktionsproduktes    in Benzol  Propanol-2    bis zum pH 7,2 mit einer   n/10    Kalium  hydroxydlosung    in   Propanol-2    bestimmten   Saurezahl    von 80-90 gebildet war.



   B. In   einem kontinuierlich arbeitenden Dünn-       schichtvakuumverdampfer, dessen Heizmantel eine      Temperatur von 170+180     C hatte, wurde der gereinigte Pentaglycerinester bei einem Druck von 30 bis 40 mm Hg mit Weinsäure in der   Forum    einer aus 230 Gewichtsteilen Weinsäure und   11    Gewichtsteilen Wasser hergestellten Lösung umgesetzt und zwar unter Einhaltung folgender Bedingungen. Der Penta  glycerinester    wurde   dem Verdampfer mit einer Tem-    peratur von   n 90  C    zugeführt und die wässrige Weinsäurelösung mit einer Temperatur iiber   60     C.

   Das Verhältnis der beiden dem Verdampfer zugeführten   Roaktionsteilnehmer    war   770    Gewichtsteile Ester auf    345 Gewichtsteile Woinsäurelosung und die Zufüh-    rung erfolgte mit einer solchen Geschwindigkeit, dass das   Reaktions, proldhkt den Verdampfer    mit einer Temperatur von   145-150  C verliess.   



   Der im Verdampfer gebildete saure Ester hatte eine Säurezahl von etwa 80, bestimmt durch   elektro ;      metrische      Titrierung    bis zum pH 7,25, und bildete beim Verrühren mit der etwa 25fachen Menge Wasser, das auf 80  C erhitzt war, eine   schleimartige    kol  loidale Lösung mit einem pH von    etwa 3.



   In einer aus 4 Gewichtsteilen des erhaltenen   sau-    ren Esters und 96 Gewichtsteilen Wasser mit einer Temperatur von   etwa 80  C hergestellten warmen    kolloidalen Lösung wurden 100 Gewichtsteile Talg dispergiert und die erhaltene grobe Emulsion wurde bei   50  C homogenisiert. Die homolgenisierte    Emulsion, die so   leichtflüssig    wie Wasser war, wurde in   geschlossenen Blechdosen 30'Minuten    lang auf   112     C erhitzt. Nach dem Abkühlen war die   Emul-    sion unverändert.

   Das gleiche   Ergebnis,wurdeerzielt,    wenn die   warxme    kolloidale Lösung nach Abkühlung auf etwa   55     C mit   verdünnter wässdger    Natriumhydroxydlösung bis zum pH 6,5 neutralisiert und in   dieser Form zur Herstellung der Talgemulsion    verwendet wurde.



   Beispiel 2    80    Gewichtsteile des nach Beispiel 1 B   hergestell-    ten sauren Esters wurden bei   80  C    mit 2000 Ge  wichtsteilen      Wasser vorrührt    und in der erhaltenen   schleimartigen kolloidalen Lösung wurden    2000 Ge  wichtsteile    Sojaöl dispergiert. Die gebildete Emulsion wurde   auf 550    C abgekühlt und bei einem Druck von   300    Atmosphären homogenisiert. Die Emulsion war ebenso   dünnflüssig    und wärmebeständig wie die nach Beispiel 1 mit dem gleichen sauren Ester hergestellte   Talgemulsion.   



   Beispiel 3
385 Gewichtsteile des nach Beispiel 1   hergestell-    ten und gereinigtem partiellen   P'entassycerinstearin-    säureesters wurde bei   150     C langsam mit 115 Ge  wichtsteilen    pulverisierter Citronensäure versetzt und das Gemisch wurde anschliessend auf   150  C erhitzt.   



  Eine nach 30   Minuten gezogene Probe des Reaktionsr    produktes hatte die Säurezahl 78,1, eine nach 45 Minuten gezogene Probe die Säurezahl 77,5, eine nach   60    Minuten   gezogeneProbe    die Säurezahl 73,2 und eine nach 75 Minuten gezogene Probe die   Saure    zahl 64,8, alle bestimmt   durch elektrometrische      Titrierung    bis zum pH 7,25. Die Reaktionsprodukte mit einer S, äurezahl über 70 waren mit Wasser quellbar. Das Reaktionsprodukt mit der Säurezahl   64,    8 war dagegen mit Wasser nicht quellbar.



   Mit dem sauren Reaktionsprodukt mit der   Säure-    zahl 73,2 wurde eine   Talgemulsion      gemsäss    Beispiel 1 B hergestellt un,   durchhalbstündiges    Erhitzen auf 112  C in geschlossenen Blechdosen auf   Wärme-    beständigkeit geprüft. Die Emulsion war etwa ebenso   dünnflüssig    wie Wasser und wurde durch das, Erhitzen nicht verändert. Ihr pH vor dem Erhitzen war 3,0 und nach dem Erhitzen 2,71.



   Mit dem mit   Natriumhydroxyd    bis zum pH 6,5 neutralisierten sauren Ester mit der Säurezahl 73,2 wurde ebenfalls eine   Talgemulsion    gemäss Beispiel 1 B hergestellt und durch halbstündiges Erhitzen auf   112 CingeschlossenenBlechdosen    auf   Wärme-    beständigkeit geprüft. Die   Emulsionwar    etwa ebenso   diinnfliissig wie Wasser    und wurde durch das Erhitzen nicht verändert. Ihr pH vor dem Erhitzen war 6 und nach dem Erhitzen 4,7. Die Emulsion wurde durch Abkühlen auf-17  C gefroren und dann lang  s, arn    wieder   aufgetaut.    Es   konnte keine 2inderung    der Eigenschaften der Emulsion festgestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung vom Dispersionen von vegetabilischen,animalischen oder mineralischen blen oder Fetten in Wasser oder wässrigen Flüssigkeiten unter Verwendung von s, auren Estern oder ihren Salzen als Dispergierungsoder Stabilisierungsmittel, gekennzeichnet durch die Verwendung von mit Wasser quollbaren ölunlöslichen gemischten Estern, die im Molekül die Reste eines mindestens vierwertigen ali phatischen Alkohols, einer mehrbasischen Hydroxy- carbonsäure und mindestens einer animalischen oder vegetabilischen Fettsäure sowie mindestens, eine freie Hydroxylgruppe enthalten und eine Säurezahl von mindestens 70 haben, oder S,

   alzen solcher Ester als Dispergierungs-oder Stabilisierungsmittel.