DE1040529B

DE1040529B - Verfahren zur Herstellung von polymeren Oxoaluminiummonoacylaten

Info

Publication number: DE1040529B
Application number: DER17233A
Authority: DE
Inventors: Dr Jacobus Rinse
Original assignee: DR JACOBUS RINSE
Current assignee: DR JACOBUS RINSE
Priority date: 1954-09-10
Filing date: 1955-08-09
Publication date: 1958-10-09

Description

Verfahren zur Herstellung von polymeren Oxoaluminiummonoacylaten Die Erfindung betrifft die Herstellung neuer Aluminium-Sauerstoff-Verbindungen, die einen Fettsäurerest enthalten und vermutlich die allgemeine Formel (R C O O Al O) 3 besitzen, in der R eine Alkylgruppe darstellt, die normal oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt sein kann. Die Alkyl- bzw. Alkylengruppe kann eine beliebige Zahl von Kohlenstoffatomen enthalten: die wichtigsten Verbindungen gemäß der Erfindung sind Oxoaluminiumacylate, in denen der Acylrest der Rest einer höhermolekularen Fettsäure, wie Ölsäure, Stearinsäure u. dgl., ist.
Es sind Polymere, da die monomeren Oxoaluminiumacylate sehr reaktionsfreudig sind und sehr rasch zu vermutlich cyclischen Produkten der allgemeinen Zusammensetzung polymerisieren. Demzufolge beträgt das Molgewicht von polymerem Oxoaluminiumstearat 966 und von Oxoaluminiumoktoanat 558.
Die Oxoaluminiumacylate werden gemäß der Erfindung dadurch hergestellt, daß man ein Aluminiumalkoxyacylat, das wenigstens eine Alkoxygruppe und wenigstens einen Acylrest besitzt, oder eine solche Verbindung enthaltendes Gemisch erhitzt.
Verbindungen mit wenigstens einer Alkoxygruppe und wenigstens einem Acylrest sind bereits beschrieben im »Journal 0i1, a Colour Chemist's Association, Bd. 37. S. 379 bis 382 (1954), und »Proceedings Royal Society of London«, A 200, S. 136 bis 147 (1950). Auch sie sind besonders reaktionsfähig mit verschiedenen Stoffen, doch diese Reaktionen laufen auf einen Ersatz der Alkoxygruppen hinaus.
Die Oxoaluminiumacylate besitzen ein auffälliges Additionsvermögen für verschiedene Stoffe, wie für Wasser, Säuren, Alkohole, Phenole, Oxysäuren, mehrwertige Alkohole, z. B. Glykole, Epoxyverbindungen; sie zeigen das gleiche Additionsvermögen für makromolekulare Stoffe, die eine oder mehrere Hydroxyl-oder Carboxylgruppn enthalten. Solche Anlagerungen verlaufen grundsätzlich gemäß dem Schema: Diese Anlagerungen an Oxoaluminiumacylate sind deshalb leicht zu regeln, weil sie nicht gleich nach dem Mischen der Reaktionsteilnehmer verlaufen; in der Kälte verlaufen sie nicht oder nur langsam, wohl aber beim Erwärmen oder Erhitzen, z. B. auf ungefähr 100° C. Dabei tritt eine starke Viskositätserhöhung auf, welche öfters zu Gelatinierung oder vollkommener Durchhärtung des Gemisches führt.
Grundsätzlich kann der Acylrest in den Oxoaluminiumacylaten, wie bereits erwähnt, sich von verschiedenen Carbonsäuren ableiten. Aus praktischen Erwägungen verwendet man vorzugsweise Fettsäuren, die gesättigt oder ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt sein können. Die höhermolekularen ungesättigten Fettsäuren, wie die der Öl- oder Linolsäure, ergeben dickflüssige bis pastenförmige Stoffe, die höhermolekularen gesättigten Fettsäuren bilden schmelzbare feste Stoffe. Mit Fettsäuren, die weniger als 8 Kohlenstoffatome enthalten, erhält man nicht mehr schmelzbare Oxoaluminiumacyiate, die aber noch ein Additionsvermögen aufweisen; solche Oxoaluminiumacylate niedrigmolekularer Fettsäuren sind z. B. noch in aromatischen Kohlenwasserstoffen löslich, so daß sie üblicherweise in einer solchen Lösung verwendet werden. Zur Herstellung der Oxoaluminiumacylate wird, wie schon erwähnt, ein Aluminiumalkoxyacylat, das wenigstens eine Alkoxygruppe und wenigstens einen Acylrest enthält, als Ausgangsmaterial verwendet. doch kann man selbstverständlich auch Gemische verwenden, die solche Verbindungen enthalten. Das Ausgangsmaterial kann an sich auf verschiedene Weise hergestellt werden, wie aus der obenerwähnten Literaturstelle hervorgeht. Am besten verwendet man ein Aluminiummonoalkoxydiacylat, das man leicht durch Erhitzen eines Aluminiumalkoholates oder eines Aluminiumdialkoxyacylates mit der erforderlichen Menge einer Fettsäure oder eines Fettsäureanhydrids auf 80 bis 130° C erhält. Wird das hierbei erhaltene Produkt auf 250 bis 300° C erhitzt, so bildet sich unter Abspaltung eines Esters und anschließender Poiymerisation das gewünschte Oxoaluminiumacy lat. Diese Reaktionen verlaufen nach folgenden Gleichungen:

3A1(OR)3 -1- 6R'COOH -> (R'COO-A1-O)3 -E- 3R'COOR -1- 6ROH.

R' und R" können selbstverständlich gleiche Alkyl-bzw. Alkylengruppen darstellen. Es empfiehlt sich, aus Al (O R)3 nicht sofort das Aluminiummonoalkoxydiacylat mit Hilfe einer solchen Fettsäure, von der man das Oxoacylat erhalten will, herzustellen. Besser ist es, zuerst das Dialkoxymonoacylat herzustellen und dieses mit einer niedrigermolekularen Fettsäure, z. B. mit Essigsäure oder Propionsäure, in das Monoalkoxydiacylat überzuführen, wobei ein Ester der niedrigmolekularen Fettsäure als Nebenprodukt entsteht, der einen nicht zu hohen Siedepunkt aufweist und sich deshalb leicht entfernen läßt. Selbstverständlich gilt dies nur für die Herstellung eines reinen Endproduktes; öfters aber wird ein bestimmter Estergehalt im Endprodukt nicht beanstandet werden.
Man kann beliebige Aluminiumalkoholate als Ausgangsmaterial verwenden. Am leichtesten zugänglich ist das Isopropylat, aber auch das Butylat oder das Oktylat ist brauchbar.
Die reinen und auch die mit Ester gemischten Oxoaluminiumacylate können für verschiedene Zwecke angewendet werden, wobei ihr Reaktionsvermögen von Bedeutung ist. Sie dienen z. B. zur Herstellung von Farben, Druckertinten, als Verdickungsmittel für bituminöse Stoffe, wie Asphalt und Steinkohlenteer, als Textilveredelungsmittel, z. B. zum Wasserdichtmachen von Textilstoffen, und als Weichmacher für plastische Massen und Cellulosederivate. Beispiel 1 204g Aluminiumisopropylat werden mit 560g Ölsäure gemischt und langsam auf 180° C erhitzt, wobei 120 g Isopropanol abdestillieren. Man erhitzt dann 1 Stunde auf 260° C und erhält durch anschließende Vakuumdestillation bei dieser Temperatur und bei 5 mm ungefähr 330 g Oxoaluminiumoleat als Rückstand und ungefähr 300 g Ölsäureisopropylester als Destillat. Beispiel 2 204 g Aluminiumisopropylat werden mit 280 g Ölsäure auf 80°C erwärmt, 60g Essigsäure zugesetzt und nunmehr langsam bis 200° C erhitzt, wobei Isopropanol abdestilliert. Bei weiterem Erhitzen bis 260° C destillieren 100 g Essigsäureisopropylester ab. Nach 3stündigem weiterem Erhitzen auf diese Temperatur erhält man ungefähr 340 g Oxoaluminiumoleat als gelben festen Stoff. Beispiel 3 466 g Aluminiumdiisobutoxymonostearat werden mit 130 g Propionsäureanhydrid erhitzt, bis eine Temperatur von 270° C erreicht ist. Dabei destilllieren 140 g Propionsäureisobutylester ab, und als Rückstand erhält man ungefähr 350 g Oxoaluminiumstearat, einen weißen, wachsähnlichen, bei 100° C schmelzenden Stoff.
Beispiel 4 204 g Aluminiumisopropylat werden geschmolzen und auf 20° C abgekühlt. Die hierbei erhaltene mehr oder weniger viskose Flüssigkeit wird mit 260 g Propionsäureanhydrid gemischt, wobei eine heftige Reaktion stattfindet und Propionsäureisopropyfester entweicht. Die zuerst flüssige Masse erstarrt; sie wird so lange auf 250° C erwärmt, bis die Esterbildung beendet ist. Der Rückstand, Oxoaluminiumpropionat, ein weißer, schwer schmelzbarer Stoff, ist löslich in Xylol.
Beispiel 5 204 g Aluminiumisopropylat werden mit 288 g Athylhexansäuregeschmolzen, worauf bei allmählicher Temperatursteigerung auf 150 bis 200°C 120g Isopropanoi und eine geringe Menge Äthylhexylsäureisopropylester abdestiiliert. Das erhaltene Aluminiummonoisopropoxydiäthylhexylat wird auf 260°C erhitzt. Hierbei destillieren noch ungefähr 180g Ester ab, während 190g Oxoaluminiumoktoanat als gelber bröckeliger Stoff zurückbleiben.
Beispiel 6 204 g Aiuminiumisopropylat werden mit 450 g Naphthensäure zusammengeschmolzen, wobei 120 g Isopropanol abdestillieren. Die Masse wird bis 260'C erhitzt, und bei dieser Temperatur im Vakuum von 5 mm werden 250 g Naphthensäureisopropylester entfernt. Es hinterbleiben 280g Oxoaluminiumnaphthenat als brauner fester Stoff.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von polymeren Oxoaluminiummonoacylaten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Aluminiumalkoxyacylat, das wenigstens eine Alkoxygruppe und wenigstens einen Acylrest einer normalen, verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Fettsäure enthält, oder ein solche Verbindungen enthaltendes Gemisch auf etwa 250 bis 300° C erhitzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial ein Aluminiummonoalkoxydiacylat verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Aluminiummonoalkoxydiacylates ein Aluminiumdialkoxymonoacylat mit einer niedermolekularen Fettsäure umsetzt.