DE1257129B - Verfahren zur Herstellung von harten, loeslichen Esterwachsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

C 07c

DeutscneKI.: 12 ο-11

Nummer: 1 257 129

Aktenzeichen: F47117IVb/12o

Anmeldetag: 8. September 1965

Auslegetag: 28. Dezember 1967

Harte Esterwachse finden sich in der Natur, z. B. als Carnaubawachs oder Rohmontanwachs, oder werden synthetisch durch Umsetzung von höhermolekularen Carbonsäuren, ζ. B. Montansäure, mit Alkoholen, beispielsweise Stearylalkohol oder Glykol, hergestellt. Alle harten Esterwachse haben den Nachteil, daß sie in organischen Lösungsmitteln schwer löslich sind.

Es wurde nun gefunden, daß harte, lösliche Esterwachse hergestellt werden können, wenn man Glycidäther aliphatischer Alkohole der allgemeinen Formel

CH₂ — CH₂ — O — Alkyl

O

die 16 bis 30, vorzugsweise 16 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, mit aliphatischen oder aromatischen Monocarbonsäuren, die 7 bis 24, vorzugsweise 7 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten und bzw./oder mit Polycarbonsäuren, die 2 bis 12, vorzugsweise 2 bis 8 Kofilenstoffatome und 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 Carboxylgruppen enthalten, umsetzt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Wachse enthalten in /J-Stellung zur Estergruppe eine Hydroxylgruppe und in y-Stellung zur Estergruppe eine Äthergruppe.

Die Stellung der funktioneilen Gruppen wird durch folgendes Formelbild veranschaulicht:

Verfahren zur Herstellung von harten,
löslichen Esterwachsen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr. Josef Kaupp, Wiesbaden;

Dr. Karl Petz, Westheim bei Augsburg

O — CH₂ — CH — CH₂ — O —

OH

Die Wachse sind in den bei der Wachsverarbeitung üblichen organischen Lösungsmitteln, wie Balsamterpentinöl, Benzin oder Trichloräthylen, auch bei Raumtemperatur löslich und bleiben nach dem Verdunsten des Lösungsmittels als glänzende Filme zurück.

Die Herstellung der als Ausgangsprodukte dienenden Glycidäther kann nach bekannten Verfahren sowohl in zwei Stufen durch Umsetzung der Alkohole mit Epichlorhydrin und anschließender Dehydrohalogenierung der hierbei gebildeten Chlorhydrinäther, z. B. nach den USA.-Patentschriften 2 327 053 und 2 070 990 als auch in einer Stufe nach demselben Reaktionsprinzip, z. B. gemäß den Angaben der französischen Patentschrift 1 097 112 erfolgen.

Besonders geeignet sind die Glycidäther des Cetyl-, Stearyl- und Behenylalkohols sowie deren Gemische. Ferner Glycidäther von Synthesealkoholen, die aus den Umsetzungsprodukten von Aluminiumtriäthyl mit Äthylen hergestellt wurden (»Chemikerzeitung«, Jahrgang 1962, S. 634).

Geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise: PaI-mitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Benzoesäure, Toluylsäuren und vorzugsweise Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, ferner Benzoltricarbonsäuren, Pyromellithsäure, Mellithsäure, Benzolpentacarbonsäure.

Weiterhin ist es auch möglich, Gemische von Carbonsäuren einzusetzen.

Die erfindungsgemäße Herstellung der Wachse erfolgt zweckmäßig unter Ausschluß von Luftsauerstoff und im allgemeinen in Anwesenheit von Katalysatoren durch Erhitzen der Carbonsäuren mit den Glycidäthern. Die beiden Komponenten können in äquimolaren bis äquivalenten Mengen eingesetzt werden, wobei bei Monocarbonsäuren äquimolar gleich äquivalent ist. Zweckmäßig ist es außerdem, die Menge des Glycidäthers um 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsprozent, zu erhöhen. Einen größeren Überschuß an Glycidyläther einzusetzen bringt keine Vorteile, vielmehr ist es sogar unzweckmäßig, da die Isolierung der Verfahrensprodukte dadurch unnötigerweise erschwert werden würde.

Als Katalysatoren eignen sich sowohl saure als auch basische Katalysatoren. An sauren Katalysatoren seien z. B. genannt: Schwefelsäure, Phosphorsäure, unterphosphorige Säure, p-Toluolsulfonsäure, Zinn(IV)-chlorid, Borfluorid-Diäthylätherat sowie Gemische aus Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure

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mit unterphosphoriger Säure. Geeignete basische Katalysatoren sind z. B. Tributylamin, Diäthylanilin oder Pyridin. Die Katalysatoren werden in einer Menge von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsteilnehmer, verwendet.

Die Umsetzung der Carbonsäuren mit den Glycidäthern kann unter Normaldruck, reduziertem oder erhöhtem Druck durchgeführt werden. In Gegenwart indifferenter Lösungs- oder Verdünnungsmittel, ζ. Β. ίο Äthern oder Kohlenwasserstoffen, zu arbeiten, ist im allgemeinen nicht erforderlich, kann jedoch in manchen Fällen, beispielsweise bei direkter Weiterverarbeitung der Wachslösung, zweckmäßig sein.

Die Temperatur kann bei der Umsetzung 50 bis 300^cC, vorzugsweise 80 bis 200⁰C, betragen. Wird die Umsetzung in dem besonders bevorzugten Temperaturbereich von 120 bis 140⁰C durchgeführt, so sind im allgemeinen Reaktionszeiten zwischen 4 und 20 Stunden erforderlich.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wachse können ohne weitere Reinigung oder Entfernung von Katalysatorrückständen eingesetzt werden. Sie sind hart, von sehr heller Farbe und in Balsamterpentinöl, Benzin und Trichloräthylen gut löslich. Beispielsweise ist es möglich, aus dem Umsetzungsprodukt von Maleinsäure mit der äquivalenten Menge Octadecylglycidäther bei 22 ⁰C eine 25%ige Lösung in Benzin herzustellen.

Die beanspruchten Wachse sind wegen ihrer guten Löslichkeit insbesondere auf dem Putzmittelgebiet vielseitig verwendbar, beispielsweise als Fußbodenpflegemittel, als Möbelpolituren und als Autowachse. Sie können weiterhin auf Grund der noch vorhandenen reaktionsfähigen Hydroxylgruppen modifiziert und damit in ihren Eigenschaften verändert werden, beispielsweise durch Acetylierung, Äthoxylierung, Cyanäthylierung oder durch Umsetzung mit Isocyanaten bzw. Diisocyanaten.

Beispiel 1

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65,2 g Octadecylglycidäther, 56,8 g Stearinsäure und 2,4 g 50%ige unterphosphorige Säure wurden 3¹I₂ Stunden bei 18O⁰C unter Normaldruck unter Stickstoff gerührt. Das Reaktionsprodukt wurde sodann in eine Schale ausgegossen, wo es erstarrte. Man erhielt 120 g eines weißen Hartwachses vom Fließ-/Tropfpunkt 49/49,2 ⁰C und einer Säurezahl von 10. Molekulargewicht: Gefunden 630, berechnet für C₃₉H₈₀O₄: 610.

B ei s ρ i el 2

66,4 g Octadecylglycidäther und 11,6 g Maleinsäure wurden 6 Stunden bei 180° C gerührt. Das Reaktionsprodukt im Gewicht von 77 g war ein helles Hartwachs vom Fließ-/Tropfpunkt 48,5/48,8°C und einer Säurezahl von 7.

Beispiel 3

326 g Octadecylglycidäther, 101 g Sebacinsäure, g 50%ige unterphosphorige Säure wurden 4 Stunden bei 180⁰C gerührt. Das Reaktionsprodukt war ein weißes Hartwachs vom Fließ-/Tropfpunkt 40/40,2° C und einer Säurezahl von 11. Die Ausbeute betrug g.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von harten, löslichen Esterwachsen, dadurch gekennzeichnet, daß man Glycidäther aliphatischer Alkohole der allgemeinen Formel

CH₂ — CH₂ — O — Alkyl

die 16 bis 30, vorzugsweise 16 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, mit aliphatischen oder aromatischen Monocarbonsäuren, die 7 bis 24, vorzugsweise 7 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten, und bzw. oder mit Polycarbonsäuren, die 2 bis 12, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatome und 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 Carboxylgruppen enthalten, umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis

3 Gewichtsprozent mehr als die theoretisch erforderliche Menge an Glycidäther einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in Gegenwart von 0,5 bis

4 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht aller Reaktionsteilnehmer) eines sauren oder basischen Katalysators arbeitet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man gegebenenfalls in Gegenwart indifferenter Lösungs- oder Verdünnungsmittel arbeitet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung im Temperaturbereich zwischen 50 und 300⁰C vornimmt.

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Bundesdruckerei Berlin