DE1301094B

DE1301094B - Verfahren zur Herstellung von Wachsen

Info

Publication number: DE1301094B
Application number: DE1963SC033643
Authority: DE
Inventors: Benthin; Dr Gerhard
Original assignee: Scholven Chemie AG
Current assignee: Scholven Chemie AG
Priority date: 1963-07-31
Filing date: 1963-07-31
Publication date: 1969-08-14
Also published as: DE1301094C2

Description

Zur Erzeugung von Wachsen, die z. B. für die Bohnerwachs-Industrie besondere Eigenschaften hinsichtlich Glanzgabe, Ölaufnahmefähigkeit, Härte und Tropfpunkt haben, werden Montanwachsraffinate oder luftoxydierte Hartparaffine der Fische?-Tropsch-Synthese oder ihrer Abwandlungen, die freie Carboxylgruppen enthalten, mit Metalloxyden oder Hydroxyden der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems umgesetzt, so daß Metallseifen entstehen, die sich in dem übrigen Wachsanteil kolloidal verteilen. In jüngster Zeit gewinnen niedermolekulare Polyäthylene, die Wachscharakter haben, an Bedeutung.
Auch diese niedermolekularen Polyäthylene können zum Teil zu carboxylhaltigen Wachsen oxydiert werden und finden entsprechende Anwendung. Sie werden z. B. mit Luft oder mit Chromsäure oxydiert, oder es werden in ihnen bei der Polymerisation ihrer Monomeren Carboxylgruppen erzeugt. Zur Herstellung von Wachsprodukten besonderer Art, wie z. B. von Selbstglanzemulsionen, wird eine Verseifung der carboxylhaltigen niedermolekularen Polyäthylene, die ein Molekulargewicht von etwa 2000 bis 6000 haben und einen Tropfpunkt von 120 bis 1300 C aufweisen, durch Kalium- oder Natriumhydroxyde oder organische, alkalisch wirkende Substanzen vorgenommen.
Auf diese Weise entstehen Seifen, die als Emulgatoren die Emulgierung der übrigen zum Teil als neutrale Substanzen vorliegenden Polyäthylmanteile bewirken.
Bevorzugte Herstellungsart für solche Polyäthylene ist die Polymerisation von Äthylen in Gegenwart von Ziegler-Katalysatoren, d. h. insbesondere Aluminiumalkylverbindungen und Titanhalogeniden, vorzugsweise unter Wasserstoff-Zusatz.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Wachsen durch Verseifung oxydierter Kohlenwasserstoffe mit Oxyden, Hydroxyden oder Salzen von Metallen der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsprodukt ein Polyäthylen mit Molgewichten zwischen etwa 2000 und 6000 verwendet, das in bekannter Weise unter Anwendung von Ziegler-Katalysatoren hergestellt und oxydiert worden ist.
Es wurde nun überraschend die Tatsache festgestellt, daß durch Verseifung des carboxylhaltigen Polyäthylens mit Metallhydroxyden, Carbonaten oder Salzen der Metalle der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems die technologische Qualität der auf diese Weise erzeugten Wachse erheblich gesteigert wird. Die so entstehenden Metallseifen haben keine Emulgatorwirkung für öl in Wasser-Emulsionen. Sie werden daher auch nicht während einer Emulgierung des Wachses zugesetzt, sondern in dem niedermolekularen Polyäthylen während oder nach der Oxydation erzeugt. Das so behandelte Polyäthylen wird nach Verdampfung, etwa durch die Reaktion entstandenen Wassers, aus der schmelzflüssigen Form durch Abkühlung in Schuppen, Granulate, Bänder oder Blöcke übergeführt und liegt somit in Wachsform vor. Bei dem Verseifungsvorgang können die vorhandenen Wachssäuren teilweise oder vollständig durch die stöchiometrisch bestimmten Mengen der Verseifungsmittel verseift werden.
Die auf diese Weise erhaltenen Wachse können als solche selbt oder in Mischung mit anderen Wachsen, zu denen auch Paraffine zu rechnen sind, der Weiterverarbeitung zu Wachsprodukten zugeführt werden.
Beispiel 1 100 kg eines mit Aluminiumdiäthylmonochlorid und Titantetrachlorid in Gegenwart von Wasserstoff hergestellten niedermolekularen Polyäthylens von dem Molgewicht 2000 werden mit Luft bei 1400 C mit 0,05 O/o Mangannaphthenat als Katalysator geblasen. Nach 8 Stunden hat das Polyäthylen die Säurezahl 40 und die Verseifungszahl 75. Eine herausgenommene Probe hat den Erstarrungspunkt 950 C und die Härte nach Richardson 6 (100 g/250 C/5 Sek.). Nach Unterbrechung der Luftzufuhr wird mit 1 kg Calciumoxyd, welches kurz vorher mit Wasser zu Calciumhydroxyd abgelöscht und zu einer Kalkmilch bereitet wurde, unter Rühren verseift. Durch Überführung des zugesetzten Wassers in Dampf sinkt die Temperatur des Materials auf 1100 C. Das nach Verdampfung des Wassers daraufhin in Blöcke vergossene, verseifte Polyäthylenoxydat hat den Erstarrungspunkt 1050 C und die Penetrationszahl nach Richardson 1.
Während das Oxydationsprodukt ohne Verseifung keine feste Bohnermasse, nachdem es zu 6 Teilen mit 24 Teilen Tafelparaffin vom Erstarrungspunkt 520 C versetzt, in 70 Teilen Testbenzin mit einem Siedebereich von 140 bis 1900 C gelöst und nach Abkühlung auf 500 C vergossen wurde, sondern eine suppige Masse ergibt, erhält man eine feste, gut verstreichbare Bohnermasse, wenn man das oxydierte Polyäthylen nach der Verseifung in gleicher Weise zu einer Bohnermasse verarbeitet.
Zum Vergleich wird ein Hartparaffin aus der Kohlenhydrierung nach F i 5 c h e r - T r o p 5 c h, das einen Erstarrungspunkt am rotierenden Thermometer von 970 C und eine Penetration nach R ich ard so n von 1 (100 g/250 C/5 Sek.) aufweist, mit Luft bis auf eine Säurezahl von 40 und eine Verseifungszahl von 75 oxydiert. Nach Verseifung bis zu 1400 C mit 1 O/o Calciumoxyd in Form von Kalkmilch ergibt sich eine Penetration von 2.
Be-ispiel 2 Das in gleicher Weise wie im Beispiel 1 mit Luft auf eine Säurezahl 30 und eine Verseifungszahl 45 oxydierte niedermolekulare Polyäthylen wird mit Natronlauge in einer auf die Säurezahl berechneten Menge in Gegenwart der dreifachen Wassermenge verseift und die so entstandene Seifenemulsion mit einem auf die Natronlauge berechneten 11/2fachen stöchiometrischen Überschuß von Aluminiumsulfat gefällt. Das gefällte, auf dem Wasser schwimmende Produkt ist die Aluminiumseife, die durch Erhitzen von anhaftendem Wasser getrennt wird (Erstarrungspunkt 1450 C).
Diese Aluminiumseife des niedermolekularen Polyäthylens wird zu 10,4 Teilen mit 1,6 Teilen eines nicht ionogenen Emulgators, einem äthoxylierten Alkohol, versetzt und mit diesem zusammengeschmolzen. Danach wird bei einer Temperatur von 1000 C eine Menge von 88 Teilen kochenden Wassers schnell unter gutem Rühren hinzugegeben.
Es entsteht eine Emulsion, die auf glatte Flächen aufgetragen selbstglänzend ohne Polieren auftrocknet.
Bei einer auf gleiche Weise durchgeführten Emulgierung des oxydierten Polyäthylens vor der Verseifung entsteht zwar auch eine Emulsion. Die Teilchen dieser Emulsion sind jedoch so grob, daß sie auf glatten Flächen nicht mit Glanz auftrocknen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Wachsen durch Verseifung oxydierter Kohlenwasserstoffe mit Oxyden, Hydroxyden oder Salzen von Metallen der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsprodukt ein Polyäthylen mit Molgewichten zwischen etwa 2000 und 6000 verwendet, das in bekannter Weise unter Anwendung von Ziegler-Katalysatoren hergestellt und oxydiert worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachse nach Abtrennung des Wassers in kompakter Form gewonnen werden.