DE1261851B

DE1261851B - Verfahren zur Herstellung von Esterwachsen

Info

Publication number: DE1261851B
Application number: DEF47566A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Kaupp; Dr Karl Petz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1965-10-30
Filing date: 1965-10-30
Publication date: 1968-02-29
Also published as: BE689037A; GB1145556A; FR1501163A; NL6614942A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C07c

Deutsche Kl.: 12 ο - 27

Nummer: 1261851

Aktenzeichen: F47566IVb/12o

Anmeldetag: 30. Oktober 1965

Auslegetag: 29. Februar 1968

Es ist bekannt, daß synthetische Esterwachse durch Umsetzungen von höheren Carbonsäuren, ζ. B. Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure oder Montansäure, mit Alkoholen, wie beispielsweise Stearylalkohol, Gfycolen, Glycerin oder Pentaerythrit, hergestellt werden können. Je nach Wahl der Säure- und Alkoholkomponente können synthetische Esterwachse mit einer oder auch mit mehreren Estergruppen im Molekül erhalten werden. Es sind nach diesem Verfahren durch Einsatz von poly- ίο valenten Alkoholen und Carbonsäuregemischen auch Wachse mit verschiedenen Estergruppen im Molekül erhältlich. Diese Wachse stellen jedoch keine definierten Verbindungen, sondern Isomerengemische dar. Die Zusammensetzung solcher Gemische wird aber oft bereits durch geringfügige Verfahrensabweichungen, die sich im Rahmen einer technischen Herstellung kaum vermeiden lassen, beeinflußt, so daß unerwünschte Qualitätsschwankungen zwischen den einzelnen Chargen einer Fabrikation auftreten können.

Es wurde nun gefunden, daß Esterwachse vorteilhaft hergestellt werden können, wenn man Glycidester aliphatischer, 16 bis 30 Kohlenstoffatome enthaltender Carbonsäuren mit Monocarbonsäuren, die 7 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, und/oder mit Polycarbonsäuren, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome und 2 bis 6 Carboxylgruppen enthalten, vorzugsweise in Gegenwart eines Katalysators umsetzt.

In den erfindungsgemäßen Wachsen ist das Strukturelement

O OH O

Il I Il

R-C-O-CH₂-CH-CH₂-O-C-R'

enthalten, und zwar bei Einsatz von Monocarbonsäuren einmal, bei Einsatz von Polycarbonsäuren entsprechend der Anzahl von Carboxylgruppen, die die zur Umsetzung verwendete Carbonsäure besitzt. In der Formel bedeutet: R einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 15 bis 29 Kohlenstoffatomen und R' einen aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest, der Carboxylgruppen oder veresterte Carboxylgruppen tragen kann.

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

Verfahren zur Herstellung von Esterwachsen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft
vormals Meister Lucius & Brüning,
6000 Frankfurt

Als Erfinder benannt:

Dr. Josef Kaupp, 6200 Wiesbaden;

Dr. Karl Petz, 8901 Westheim

Als Ausgangsmaterial werden Glycidester gesättigter aliphatischer Monocarbonsäuren mit 16 bis 30, insbesondere mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen eingesetzt, welche nach bekannten Methoden, z. B. aus den Alkalisalzen der Carbonsäuren und Epichlorhydrin erhältlich sind. Besonders geeignet sind die Glycidester der Stearin- und Behensäure sowie Mischungen derselben.

Als Carbonsäuren eignen sich gesättigte und ungesättigte aliphatische und aromatische Monocarbonsäuren mit 7 bis 24, vorzugsweise 7 bis 22 Kohlenstoffatomen, ferner gesättigte und ungesättigte Polycarbonsäuren mit 2 bis 12, vorzugsweise 2 bis 8 Kohlenstoffatomen. Die Anzahl der Carboxylgruppen kann 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4, betragen. Besonders bevorzugt sind Dicarbonsäuren. Geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise: Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Benzoesäure, Toluylsäuren, Maleinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Benzoltricarbonsäuren, Pyromellithsäure, Mellithsäure und Benzolpentacarbonsäure. Weiterhin ist es auch möglich, Mischungen von Carbonsäuren einzusetzen.

Glycidester und Carbonsäuren werden zweckmäßigerweise unter Ausschluß von Luftsauerstoff und im allgemeinen in Gegenwart von Katalysatoren durch Erhitzen umgesetzt. Die beiden Komponenten können in äquimolaren bis äquivalenten Mengen eingesetzt werden, wobei bei einem Einsatz von Monocarbonsäuren äquimolar gleich äquivalent ist. Zweckmäßig ist es außerdem, die Menge des Glycidesters um 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 3 Gewichtsprozent, zu erhöhen.

Als Katalysatoren eignen sich sowohl saure als auch basische Katalysatoren. An sauren Kataly-

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satoren seien ζ. Β. genannt: Schwefelsäure, Phosphorsäure, unterphosphorige Säure, p-Toluolsulfosäure, Zinn(IV)-chlorid, Borfluorid-Diäthylätherat sowie Mischungen von Schwefelsäure bzw. p-Toluolsulfosäure mit unterphosphoriger Säure. Geeignete basische Katalysatoren sind z.B. Tributylamin, Diäthylanilin oder Pyridin. Die Katalysatoren werden in Mengen von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf den Gesamteinsatz, zugefügt.

Die Umsetzung der Carbonsäuren mit den Glycidestern kann unter Atmosphärendruck, reduziertem Druck oder erhöhtem Druck durchgeführt werden. In Gegenwart indifferenter Lösungs- oder Verdünnungsmittel, z. B. 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 300⁰C, insbesondere 100 bis 250⁰C, betragen. Wird die Umsetzung beispielsweise bei 180 bis 200⁰C durchgeführt, so sind im allgemeinen Reaktionszeiten von 8 bis 10 Stunden erforderlich.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wachse können ohne weitere Reinigung oder Entfernung von Katalysatorrückständen in der Praxis eingesetzt werden. Sie sind hart, von sehr heller Farbe und in Balsamterpentinöl, Benzin und Trichloräthylen löslich. Beispielsweise ist es möglich, aus dem Umsetzungsprodukt von Maleinsäure mit der äquivalenten Menge Octadecylglycidester bei 22°C eine 20%ige Lösung in Benzin herzustellen.

Die beanspruchten Wachse sind auf Grund ihrer Löslichkeit und guten Emulgierbarkeit, verursacht durch die polaren Gruppen im Molekül, insbesondere auf dem Putzmittelsektor vielseitig verwendbar, z. B. als Fußbodenpflegemittel, als Möbelpolituren und als Autowachse. Sie können weiterhin an den noch im Molekül vorhandenen reaktionsfähigen Gruppen modifiziert und damit in ihren Eigenschaften verändert werden, beispielsweise durch Acylierung, Äthoxylierung, Cyanäthylierung oder durch Umsetzung mit Isocyanaten bzw. Diisocyanaten.

Beispiel 1

69,3 g Octadecoylglycidester, 11,6 g Maleinsäure und 1,6 g 50%ige unterphosphorige Säuren wurden 10 Stunden bei 180⁰C unter Atmosphärendruck und Stickstoffüberlagerung gerührt.

Das Reaktionsprodukt ist ein helles Hartwachs vom Fließ- bzw. Tropfpunkt 42 bzw. 42,3°C und einer Säurezahl von 8. Ausbeute 100% der Theorie.

Beispiel 2

69,3 g Octadecoylglycidester, 20,2 g Sebacinsäure und 1,8 g 50%ige unterphosphorige Säure wurden 10 Stunden bei 180°C wie im Beispiel 1 gerührt.

Das Reaktionsprodukt ist ein helles, hartes Wachs vom Fließ- bzw. Tropfpunkt 41,5 bzw. 42,2°C und einer Säurezahl von 7. Ausbeute 100% der Theorie.

Beispiel 3

69,3 g Octadecoylglycidester, 56,8 g Stearinsäure und 2,5 g 50%ige unterphosphorige Säure wurden 10 Stunden bei 180⁰C wie im Beispiel 1 gerührt.

Das Reaktionsprodukt ist ein weißes Hartwachs vom Fließ- bzw. Tropfpunkt 50,1 bzw. 51,PC und einer Säurezahl von 11. Ausbeute 100% der Theorie.

Beispiel 4

69,3 g Octadecoylglycidester, 19,3 g Cyclohexanontetrapropionsäure (Säurezahl 580) und 3,5 g 50%ige unterphosphorige Säure wurden 10 Stunden bei 180⁰C wie im Beispiel 1 gerührt.

Das Reaktionsprodukt ist ein helles, hartes Wachs vom Fließ- bzw. Tropfpunkt 47 bzw. 47,2°C und einer Säurezahl von 31. Ausbeuten 100% der Theorie.

Beispiel 5

69,3 g Octadecoylglycidester und 56,8 g Stearinsäure wurden bei 180⁰C unter Stickstoffüberlagerung 10 Stunden lang gerührt. Als Reaktionsprodukt fiel ein hellgelbes Hartwachs an, welches einen Fließbzw. Tropfpunkt von 51,5 bzw. 51,8°C und eine Säurezahl von 12 aufwies. Die Ausbeute betrug 100% der Theorie.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Esterwachsen, dadurch gekennzeichnet, daß man Glycidester aliphatischen 16 bis 30 Kohlenstoffatome enthaltender Carbonsäuren mit Monocarbonsäuren, die 7 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten, und/oder mit Polycarbonsäuren, die 2 bis 12 Kohlenstoffatome und 2 bis 6 Carboxylgruppen enthalten, vorzugsweise in Gegenwart eines Katalysators, umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart von 0,5 bis 4 Gewichtsprozent (bezogen auf den Gesamteinsatz) an unterphosphoriger Säur£ als Katalysator vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Houben — Weyl, Methoden der organischen Chemie,

4. Auflage, Bd. VIII (1952), S. 531 und 532.

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