DD160413A1

DD160413A1 - Verfahren zur herstellung waessriger dispersionen von metallverbindungen

Info

Publication number: DD160413A1
Application number: DD22590780A
Authority: DD
Inventors: Gerd Freund; Peter Henne; Peter Schimmel; Herbert Stoelzel
Original assignee: Gerd Freund; Peter Henne; Peter Schimmel; Herbert Stoelzel
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1980-12-10
Publication date: 1983-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein von Metalloxiden bzw. -hydroxiden und aliphatischen Carbonsaeuren ausgehendes Verfahren zur Herstellung waessriger Metallsalzdispersionen, die vorwiegend zur Stabilisierung von PVC sowie als Elasthilfsmittel verwendet werden. Ziel- und Aufgabenstellung der Erfindung bestehen darin, durch Veraenderung der Einsatzverhaeltnisse der Metallkomponenten sowie durch modifizierende Zusaetze ein Verfahren zur Herstellung von Metallsalzdispersionen zu entwickeln, durch welches Erzeugnisse mit hohen Gebrauchseigenschaften hinsichtlich der Weiterverarbeitung in der plast- und elastverarbeitenden Industrie energie- und materialoekonomisch vorteilhaft erhalten werden. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass die Direktumsetzung von Oxiden bzw. Hydroxiden von Metallen der II. Gruppe des Periodensystems sowie des Bleis mit aliphatischen Carbonsaeuren mit deutlich ueberstoechiometrischen Mengen an in fein dispergierter Form vorliegenden Metalloxiden bzw. -hydroxiden in Gegenwart eines Gleitmittelsystems, bestehend aus Carboxylaten und gesaettigten Kohlenwasserstoffen, erfolgt.

Description

Erfindungsanme !dung

Titel dea? Erfindung

Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen von Metallverbindungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen von Metallverbindungen durch direkte Umsetzung von Oxiden bzw· Hydroxiden von Metallen der II« Gruppe des Periodensystems der Elemente sowie des Bleis mit aliphatischen Garbonsäuren·

Derart hergestellte Dispersionen werden bekanntermaßen als Komponenten zum Bauten- und Korrosionsschutz eingesetzt· Darüber hinaus werden sie in zunehmenden) Maße - vorwiegend nach ihrer Weiterverarbeitung zu Granulaten - zur Stabilisierung von Polymeren des Vinylchlorids sowie als Elasthilfsmittel Verwendet·

Charakteristik der bekannten technischen lösungen Die Herstellung wäßriger Dispersionen von Metallverbindungen durch Direktumsetzung von Metalloxiden bzw· -hydroxiden mit aliphatischen Carbonsäuren ist seit längerer Zeit bekannt bzw« wurde mehrfach beschrieben· Innerhalb der Vielzahl der bekannten Verfahren haben vor allem solche großtechnische Bedeutung erlangt, bei welchen die Umsetzung in Gegenwart von oberflächenaktiven Substanzen sowie unter Anwendung .von Scherkräften erfolgt· In den DD-PS 106 629 und 125 582 werden derartige Verfahren beschrieben, wobei sich die in der DD-PS 125 582 dargelegte

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Erfindung Insofern als Weiterentwicklung darstellt, als die bei hohem Feststoffgehalt, niedriger ViBkosität und vorzüglicher Lagerstabilität vielzähligen Variationsmöglichkeiten zwischen den in der Dispersion enthaltenen Metallsalzen breitere Wege hinsichtlich Weiterverarbeitung und damit Anwendung in der plast- und elastverarbeitenden Industrie eröffnen·

Vorgenannte Vorteile können jedoch nicht an der Tatsache vorbeigehen, daß vornehmlich in der plast- und elaßfiFSrarbeitenden Industrie die Anforderungen an Metallsalzdispersionen nahezu progressiv gestiegen sind, und zwar nicht nur in Richtung generell wirksamer Stabilisatorkombinationen, sondern auch bezüglich spezifischer Qualitätskriterien der Stabilisatoren·

Während die Akzentuation bei Stabilisatorkombinationen vor allem auf einer größeren Variationsbreite mit bekannten Komponenten, namentlich Gleitmitteln, liegt, spielen für spezielle Einsatzzwecke im zunehmenden Maße Geruch und Eigenfarbe der Metallsalzdispersionen eine beachtliche Rolle· Die nach der DD-B3 125 582 hergestellten Dispersionen, namentlich solche, die von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten der II· Haupt- und Nebengruppe des Periodensystems der Elemente ausgehen, vermögen in dieser Hinsicht nicht in allen Fällen den gewachsenen Ansprüchen der Anwender Reoh- nxw?· zu tragen, so daß trotz aller Vorzüge bei bestjjnmten Einsatzgebieten sich Beschränkungen zeigen» Darüber hinaus muß das Verfahren selbst den zwischenzeitlich erheblich gestiegenen Anforderungen bezüglich Energie- und Materialökonomie sowie Umweltschutz gegenübergestellt werden, woraus zusätzliche verfahrenstechnische Aufgabenstellungen resultieren.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die dem Stand der Technik anhaftenden Mängel, die sich insbesondere aus den erhöhten Anforderungen der plast- und elastverarbeitenden Industrie an Metallsalzdispersionen hinsichtlich Geruch und Eigenfarbe sowie Kombinationsmöglichkeit vor allem mit

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Gleitmitteln ergeben, abzustellen bzw· weitestgehend zu beseitigen» Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Metallsalzdispersionen energie- und materialökonoraisoh vorteilhafter heraustθIlen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Veränderung der Einsatzverhältnisse von Metalloxiden bzw· -hydroxiden sowie durch modifizierende Zusätze ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen von Metallverbindungen zu entwickeln» das vorgenannten Zielstellungen entspricht«

Erfindungsgemäß werden wäßrige Dispersionen von Metallverbindungen mit hervorragenden Gebrauchseigenschaften hinsichtlich Geruch und Eigenfarbe sowie stabilisierender Wirkung bei vorteilhafter Energie- und Materialökonomie erhalten, wenn die Direktumsetzung von Oxiden bzw· Hydroxiden von Metallen der II· Gruppe des Periodensystems der Elemente sowie des Bleis mit aliphatischen Carbonsäuren bei deutlichem Ueberschuß an Metalloxiden bzw· -hydroxiden erfolgt« Dieser Ueberschuß sollte so bemessen werden, Saß pro !equivalent Metalloxid bzw. -hydroxid 0,01 bis 0,1 !equivalent© aliphatische Carbonsäure zum Eksatz gelangen, wobei sich bei Verwendung von 0,05 bis 0,05 Aequivalenten aliphatischer Carbonsäure besonders günstige Bedingungen herausgestellt haben*

Erfindungswesentlich ist ferner, daß die Umsetzung in Gegenwart eines Gleitmittelsystems erfolgt, welches aus Carboxylaten und gesättigten Kohlenwasserstoffen besteht und dessen Anteil an der Metallsalzdispersion 0,5 bis 10 Masseprozent, vorzugsweise 3,5 bis 7 %» betragen sollte« Selbstverständlich muß in diesem Zusammenhang auf den Einsatz bekannter oberflächenaktiver Substanzen oder bereits beschriebener technologischer Varianten verwiesen werden, wie dies beispielsweise in der Anwesenheit von Polyglykoläthern sowie in der Anwendung von /Scherkräften zum Ausdruck kommt· Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, die Metalloxide bzw« -hydroxide so aufzubereiten, daß sie in feindispergierter Form Reafctionspartner sind, während die aliphatische

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Carbonsäure vor Reaktionsbeginn Polyglykolether in gelöster Form enthalten sollte·

Ausführungsbe ispie Ie

1: In einem Hührgefäß mit Wasser werden 450 kg Calciumhydroxid in eine feindispergierte Form gebracht· Unter weiterem Rühren wird das dispergierte Calciumhydriäfxid auf 65⁰C erhitzt und mit 108 kg eines Gieitmittelsy«»- Atems, bestehend aus Hartparaffin und Calciumstearat, versetzt· Nach kurzer Einwirkungszeit werden 310 kg Stearinsäure, welche Alkylphenolpolyglykoläther als Dispergator enthält, zugegeben.

Die nach 15 Minuten Reaktionszeit erhaltene Dispersion weist einen Feststoffgehalt von 53 % auf· Sie ist geruchsneutral und zeigt ein rein woißes Aussehen· Hinsichtlich Viskosität und Lagerstabilität ist sie den nach bekannten Verfahren hergestellten Metallsalzdispersionen gleichwertig, während sich hinsichtlich des Gebrauchswertes nach erfolgter Trocknung und Einarbeitung in PVC deutliche Vorteile sowohl in der stabilisierenden Wirksamkeit als auch in der Oberflächenbeschaffenheit und Farbe der gefertigten Halbzeuge zeigen·

2· Man verfährt analog Beispiel 1 und gibt bei 75⁰C zu 35o kiE$ eines feindispergierten Gemisches aus Magnesiumoxid und -hydroxid 84 kg eines Gleitmittelsystems, bestehend aus Paraffingatsch und neutralem Bleistearat· Anschließend werden 115 kg geschmolzene Laurinsäure zugegeben, die einen hochäthoxylierten Fettalkohol als Dispergator enthält· Nach 30 Minuten Reaktionszeit erhält man eine reinweiße, gut fließfähige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 45 % bei qualitativ gleichwertigen Eigenschaften entsprechend Beispiel 1.

3. In 580 kg feinstdispergiertes Bleioxid werden analog Beispiel 1 bei 60⁰C 68 kg eines Gleitmittelsystems, bestehend aus Weißöl und Bariumbenzoat, eingetragen. Nach kurzer Einwirkungszeit werden 106 kg technische Behensäure, die äthoxylierte Fettsäure als Dispergator enthält, in geschmolzener Form zudosiert·

Claims

225907 : . .: . . ; ·. ·;.· / - 6 - \ Erf JndunKsans-prüche

1· Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen von Metallverbindungen durch Direktumsetzung von Oxiden bzw· Hydroxiden von Metallen der II. Gruppe des Periodensystems der Elemente sowie des Bleis mit aliphatischen Carbonsäuren unter Anwendung von Scherkräften und in Anwesenheit von ^olyglykoläthern als oberflächenaktive Substanzen, gekennzeichnet dadurch, Saß die Umsetzung unter Verwendung deutlich überstöchiometrischer Mengen an Metalloxiden bzw· -hydroxiden in Gegenwart eines Gleitmitte !systems, bestehend aus Carboxylaten und gesättigten Kohlenwasserstoffen, erfolgt.

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß pro Aequivalent Metalloxid bzw· -hydroxid 0,01 bis 0,1, vorzugsweise 0,03 bis 0,05, Aequivalente Carbonsäure einge~ setzt werden.

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Anteil des Gleitmittelsystems, bezogen auf die Metallsalzdispersion, 0,5 bis 10, vorzugsweise 3,5 bis 7» Masseprozent beträgt.

4. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Metalloxide bzw. ^-hydroxide vor Reaktionsbeginn in fein dispergierter Form vorliegen.

5· Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die aliphatische Carbonsäure vor Reaktionsbeginn PoIyglykoläther in gelöster Form enthält.

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Uach 20 Minuten wird eine leichtfließende, schwach gelbliche Dispersion mit einem Fe st st off gehalt von 58 % und cpialitativ gleichwertigen Eigenschaften entsprechend Beispiel 1 erhalten·

Zu 500 kg einer feindispergierten Mischung von Calciumhydroxid, Magnesiumoxid und Zinkoxid in Wasser werden na< Erhitzen auf 65⁰C unter Rühren 81 kg Stearinsäure, die & Dispergator äthoxyliertes Nonylphenol und äthoxylierten Fettalkohol gelöst enthält, zugegeben· Im Anschluß daran erfolgt die Zugabe von 12 kg eines Gleitmittelsystems, bestehend aus Paraffin 52/54 und Zinkstearat· Die nach 2( Minuten Reaktionszeit erhaltene Dispersion hat einen Fes" st off gehalt von 51 %, ist rein weiß, dünnflüssig und lag« stabil· Hinsichtlich der stabilisierenden Wirkung und de: Eigenschaften der gefertigten Flasthilfezeuge treffen die Aussagen im Beispiel 1 zu·