DD160413A1

DD160413A1 - METHOD FOR PRODUCING WAFERRIGER DISPERSIONS OF METAL COMPOUNDS

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.The invention relates to a process starting from metal oxides or hydroxides and aliphatic carboxylic acids for the preparation of aqueous metal salt dispersions which are used predominantly for the stabilization of PVC and as elastomers. Goal and task of the invention are to develop by changing the Einsatzverhaeltnisse of the metal components as well as by modifying additives a process for the production of metal salt, through which products with high performance in terms of further processing in the plastic and elastverarbeitenden industry energy and materialoeconomically advantageous become. According to the invention, this is achieved by direct conversion of oxides or hydroxides of metals of Group II of the Periodic Table and lead with aliphatic carboxylic acids having markedly excess electrolytic amounts of finely dispersed metal oxides or hydroxides in the presence of a lubricant system consisting of Carboxylates and gesaettigten hydrocarbons, takes place.

Description

Invention application

Titel dea? Erfindung Title de a? invention

Verfahren zur Herstellung wäßriger Dispersionen von MetallverbindungenProcess for the preparation of aqueous dispersions of metal compounds

Field of application of the invention

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·The invention relates to a process for preparing aqueous dispersions of metal compounds by direct reaction of oxides or hydroxides of metals of the II group of the Periodic Table of the Elements and of the lead with aliphatic carboxylic acids.

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·Dispersions prepared in this way are known to be used as components for construction and corrosion protection. In addition, they are increasingly being used to stabilize polymers of vinyl chloride and as elastomers, mainly after they have been further processed into granules.

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 Characteristic of the Known Technical Solutions The preparation of aqueous dispersions of metal compounds by direct reaction of metal oxides or hydroxides with aliphatic carboxylic acids has been known for some time or has been repeatedly described. Within the multitude of known processes, especially those of industrial significance have been attained Implementation in the presence of surface-active substances as well as by the use of shear forces takes place. DD-PS 106 629 and 125 582 describe such processes, those disclosed in DD-PS 125 582

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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·Invention Insofar as a further development, as the multitude of possible variations between the metal salts contained in the dispersion with high solids content, low viscosity and excellent storage stability opens up wider possibilities with regard to further processing and thus application in the plastic and elastin processing industry.

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·The aforementioned advantages, however, can not escape the fact that the demands on metal salt dispersions have increased almost progressively, especially in the plastic and oil-working industry, not only in the direction of generally effective stabilizer combinations, but also with regard to specific quality criteria of the stabilizers.

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.While the accentuation in stabilizer combinations is mainly due to a greater range of variation with known components, namely lubricants, odor and intrinsic color of the metal salt dispersions play an important role for special applications. The dispersions prepared according to DD-B3 125 582, especially those In this respect, oxides, hydroxides, or carbonates of the periodic table of the Elements and of the Periodic Classification of the Elements can not in all cases satisfy the growing demands of the users, so that, despite all the advantages in the most favored fields of application In addition, the process itself has to be contrasted with the meanwhile significantly increased requirements in terms of energy and material economics as well as environmental protection, resulting in additional procedural problems.

Object of the invention

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 mitThe aim of the invention is to adhere to the state of the art inherent defects, in particular from the increased demands of the plastic and elastverarbeitenden industry of metal salt dispersions in terms of odor and intrinsic color and combination options especially with

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Gleitmitteln ergeben, abzustellen bzw· weitestgehend zu beseitigen» Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Metallsalzdispersionen energie- und materialökonoraisoh vorteilhafter heraustθIlen.A further object of the invention is to produce metal salt dispersions of energy and material economy more advantageously.

Explanation of the essence of the invention

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«The object of the invention is to develop a process for the preparation of aqueous dispersions of metal compounds by changing the conditions of use of metal oxides or hydroxides and by modifying additives.

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*According to the invention, aqueous dispersions of metal compounds having outstanding performance properties in terms of odor and inherent color and stabilizing effect with advantageous energy and material economics are obtained when the direct conversion of oxides or hydroxides of metals of the II group of the Periodic Table of the Elements and the lead with aliphatic carboxylic acids Excess of metal oxides or hydroxides takes place. "This excess should be measured so that 0.01 to 0.1 equivalent of aliphatic carboxylic acid can be exchanged for each equivalent metal oxide or hydroxide, with 0.05 to 0.05 equivalents of aliphatic carboxylic acid have shown particularly favorable conditions *

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 aliphatischeIt is also essential to the invention that the reaction takes place in the presence of a lubricant system which consists of carboxylates and saturated hydrocarbons and whose proportion of the metal salt dispersion should be 0.5 to 10% by mass, preferably 3.5 to 7% Reference is made to the use of known surface-active substances or already described technological variants, as is expressed, for example, in the presence of polyglycol ethers and in the use of / shear forces. It has also proved advantageous to prepare the metal oxides or hydroxides in such a way that they in finely dispersed form Reafktionspartner are, while the aliphatic

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Carbonsäure vor Reaktionsbeginn Polyglykolether in gelöster Form enthalten sollte·Carboxylic acid should contain dissolved polyglycol ether before the beginning of the reaction.

Exemplary embodiment 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. 1 In a Hührgefäß with water 450 kg of calcium hydroxide are brought into a finely dispersed form · With further stirring, the dispersed Calciumhydriäfxid is heated to 65 ⁰ C and 108 kg of a Gieitmittelsy "" - breath, consisting of hard paraffin and calcium, mixed · After a short Exposure time, 310 kg of stearic acid containing Alkylphenolpolyglykoläther as a dispersant added.

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·The dispersion obtained after a reaction time of 15 minutes has a solids content of 53 % . It is odorless and shows a purely natural appearance. With regard to viscosity and storage stability, it is equivalent to the metal salt dispersions prepared by known processes, while with respect to the use value after drying and incorporation in PVC show significant advantages both in the stabilizing effectiveness as well as in the surface texture and color of the finished semi-finished products ·

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 1.2) The procedure is analogous to Example 1 and gives at 75 ⁰ C to 35o KiE $ of a finely dispersed mixture of magnesium oxide and hydroxide 84 kg of a Gleitmittelsystems consisting of Paraffingatsch and neutral lead stearate Next, 115 kg molten lauric acid are added, the hochäthoxylierten as fatty alcohol After 30 minutes reaction time, a pure white, readily flowable dispersion having a solids content of 45 % with qualitatively equivalent properties according to Example 1 is obtained.

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·3. In 580 kg very finely dispersed lead oxide are added as in Example 1 at 60 ⁰ C 68 kg of a lubricant system consisting of white oil and barium benzoate. After a short reaction time, 106 kg of technical behenic acid containing ethoxylated fatty acid as dispersant are added in molten form.

Claims

225907:. .:. , ; ·. · · · · · · · · · · · · · · ·

Process for the preparation of aqueous dispersions of metal compounds by direct conversion of oxides or hydroxides of metals of Group II of the Periodic Table of the Elements and of lead with aliphatic carboxylic acids using shear forces and in the presence of polyglycol ethers as surface-active substances, characterized by Saß the reaction is carried out using significantly more than stoichiometric amounts of metal oxides or hydroxides in the presence of a lubricant system consisting of carboxylates and saturated hydrocarbons.

2. The method according to item 1, characterized in that 0.01 to 0.1, preferably 0.03 to 0.05 equivalents of carboxylic acid are used per equivalent of metal oxide or hydroxide.

3 · Method according to items 1 and 2, characterized in that the proportion of the lubricant system, based on the metal salt dispersion, 0.5 to 10, preferably 3.5 to 7 »mass percent.

4. The method according to item 1 and 2, characterized in that the metal oxides or ^ hydroxides are present in finely dispersed form before the reaction.

5 · Process according to item 1 and 2, characterized in that the aliphatic carboxylic acid prior to the reaction contains polyglycol ether in dissolved form.

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After 20 minutes, an easily flowing, slightly yellowish dispersion having a solids content of 58 % and having equivalent properties in accordance with Example 1 is obtained.

To 500 kg of a finely dispersed mixture of calcium hydroxide, magnesium oxide and zinc oxide in water are added to <heated to 65 ⁰ C with stirring 81 kg of stearic acid containing & disperser ethoxylated nonylphenol and ethoxylated fatty alcohol dissolved, followed by the addition of 12 kg of a lubricant system consisting of paraffin 52/54 and zinc stearate. The dispersion obtained after 2 minutes of reaction time has a solids content of 51%, is pure white, low viscosity and has a stable stability with regard to the stabilizing action and properties of the manufactured flasthilfe take the statements in Example 1 to ·