DE1495118A1

DE1495118A1 - Verfahren zur Herstellung von emulgierbaren Wachsen

Info

Publication number: DE1495118A1
Application number: DE19621495118
Authority: DE
Inventors: Staiger Dr Gerhard; Schmeidl Dr Karl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1961-12-21
Filing date: 1962-11-13
Publication date: 1969-01-02
Also published as: NL286905A; US3278513A; GB959362A

Description

Verfahren zur Herstellung von emulgierbaren Wachsen Die Errindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung emulgierbarer Wachse durch Oxydation von Polyolefinen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen.
Es ist bekannt, Polyäthylen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen zu oxydieren. Dabei erhält man Je nach den angewandten Bedingungen verschiedenartige Produkte. Nach den Angaben der deutschen Patentschrift 818 427 erhält man durch Einwirkung von Luft auf geschmolzenes Polyäthylen bei Temperaturen um 160 ° Produkte, die gegenüber dem Ausgangsmaterial eine stark erhöhte Schmelzviskosität aufweisen. Nach einem anderen Verfahren kann der Anstieg der Viskosität während der Oxydation von Polyäthylen mit Molekulargewichten zwischen 1 000 und 8 000 kontrolliert werden, indem titan bei einer Temperatur, die möglichst wenig oberhalb des Schmelzpunktes des PolyEthylens liegt, oxydiert. Ähnlich wirksam ist starkes Rühren unter gleichzeitigem Einleiten von mehr als 2 bis 3 Liter Sauerstoff Je Kilogramm Polyäthylen und Stunde. Dabei werden jedoch stUndliah nur bis zu 0,6 kg Sauerstoff Je 100 kg Polyltbylen und Stunde absorbiert und bei Temperaturen Uber 130 ° C ist diese Ma@nah@s unwirka@@.
Es wurde gefunden, daß man emulgierbare Wachse mit hervorragenden Eigenschaften durch Oxydation von Polyolefinen außer Polyäthylen mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen unter erhöhtem Druck bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Polyolefine, deren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 50 000 liegt, erhält, wenn man die Oxydation bei Temperaturen zwischen 130 und 250 0 C soweit führt, bis Je 100 kg des Polyolefins 0,5 bis 10 kg Sauerstoff aufgenommen habensund die Oxydation unter intensivem Rohren mit einer RUhrleistung von 1 bis 15 Kilowatt pro 100 kg Polyolefin vornimmt.
Als Ausgangsmaterial eignen sich z. B. Homopolymerisate der angegebenen durchschnittlichen Molekulargewichte aus l-Butylen, Isobutylen und Propylen, Copolymerisate aus diesen Monomeren und Xthylen als weiteren Comonomeren, sowie Mischungen der genannten Polymerisate untereinander und/oder mit Polyäthylen. Technisch besonders wichtig für das Verfahren dieser Erfindung ist Polypropylen, das auf bekannte Weise durch thermischen ARau von hochmolekularem Polypropylen erhältlich ist, und das eine Dichte von mindestens 0,90 hat.
4) Bei Verwendung von Luft arbeitet man im allgemeinen bei Drücken zwischen 2 und 20 Atm, vorzgsweise zwischen 5 und 15 Atm. Verwendet man Sauerstoff, so reichen Drücke von etwa 1,5 bis 5 Atm, vorzugsweise 2 bis 3 Atm, aus. Man oxydiert bei Temperaturen zwischen 130 und 180 ° C.
+) Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist die hohe Oxydationsgeschwindigkeit, die etwa dreimal gröber ist als bei den bisher bekannten Verfahren.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß es in vielen Fällen, insbesondere beim Polypropylen, vorteilhaft ist, die Reaktionstemperatur bis auf 250 ° C zu steigern.
Für das Verfahren sind die üblichen Rührer, wie Blattrührer, Propellerrührer und Misch-Schnecken geeignet. Vorteilhaft verwendet man Turbinenrührer. Je nach Höhe des Reaktionsgefäßes kann man einen oder mehrere Rührer dieser Art in vertikaler Anordnung verwenden.
Das Verhältnis von Durchmesser des Reaktionsgefäßes zu Gesamtdurchmesser des Rührersw ist bei gleicher Energiezufuhr besonders auf die Farbe der erhaltenen Wachse von Einfluß. Zweckmäßig liegt dieses Verhältnis zwischen 6 : 5 und 12,5 : 5. Ein Verhältnis zwischen 7 : 5 und 2 : 1 wird vorgezogen, da hierbei besonders geringfügig gefärbte Wachse erhalten werden.
Die Mitverwendung, von Katalysatoren ist überflüssig. Man gelangt schnell und auf technisch elegante Weise zu hochwertigen emulgierbaren Wachsen, deren Schmelzviskosität unter der des Ausgangsmaterials liegt.
Die Produkte lassen sich unter Verwendung der üblichen ionogenen Emulgataen, wie Morpholin und 3,-Methoxypropylamin, leicht in Wasser emulgieren und bilden. sehr stabile, Emul$ioRen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten Wachse ist, daß sie auch unter Verwendung nichtionogener Dispergiermittel emulgiert werden können. Sie eignen sich zur Herstellung von Selbstglanzwachs-Emulsionen und Bohnermassen.
Die in den Beispielen genannten Leistungen in Kilowatt sind Nettoleistungen, d. h. diejenigen Leistungen, die tatsächlich als mechanische Leistungn auf die Schmelze übertragen werden. Die in den Beispielen angegebenen Schmelzviskositäten wurden bei 120 ° C nach Ubbelohde ("O1 und Kohle", Band 12, Seite 949 (1936)) gemessen.
Beispiel 1 In ein Druckgefäß aus korrosionsbestän@gem Stahl mit 10 Liter Fasungsvermögen, das mit Strömungßbreohern, Turbinenrührer, Kühler und Wasserabscheider ausgestattet ist, gibt man 4 kg Polypropylen vom Molekulargewicht 40 000, das bei 190 ° C die Schmelzviskosität 13 000 hat, und das durch thermischen Abbau eines Polypropylens, de@@n Molekulargewicht großer als 106 ist, in üblicher Weise hergestellt worden ist. Das Verhältnis von freiem Durchmesser des Druckgefäßes zu Durchmesser des verwendeten Turbinenrührers, der 6 Flügel hat, beträgt 20 : 13. Man erhitzt aur 185 ° C und leitet dann unter Rühren (450, U/@in) bei einem Druck von 11 at Je Stunde 1 800 Liter Luft, gemessen bei Normaldruck und 20 ° C, in das geschmolzene Polypropylen ; Nach wenigen Minu,,-ten setzt die Reaktion ein. Man rührt 30 Minuten bei etwa 195 O mit einer Rührleistung von 1 kW pro 100 kg. Insgesamt werden dabei 0,12 kg Sauerstoff absorbiert. Als Reaktionsprodukt erhält man ein praktisch farbloses Wachs der Säurezahl 1,1 und der Verseifungszahl 5,2, das bei 190 ° C die Schmelzviskosität 700 cST hat und gut emulgierbar ist.
Unterbricht man die Oxydation erst nach 50 Minuten, so erhält man als Reaktionsprodukt ein emulgierbares Wachs der Säurezahl 1,3 und der Verseifungszahl 5,6, das bei 155 ° C die Schmelzviskosität 196 cST hat.
Beispiel 2 Auf die in Beispiel 1 beschriebene WeMs oxydiert man 4 kg Polypropylen vom Molekulargewicht 34 500 unter 15 at bei 205°C innerhalb von 1 Stunde durch Einleiten von 1 500 Litern Luft.
Das so erhaltene Wachs hat die Säurezahl 1,4 und die Verseirungszahl 7,0 und bei 155 ° C die Schmelzviskosität 154 cST; dieses Wachs ist gut emulgierbar.
Beispiel 3 Nach den Angaben des Beispiels 1 oxydiert man 4 kg Polypropylen vom Molekulargewicht 40 000 in zweieinhalbstündiger Oxydationszeit mit 2 000 Litern Luft. Man erhält als Oxydattnßprodukt ein gut e@@ulgierbares Wachs der Säurezahl 15,4 und der Verseifungszahl 35,8 und der Sch@3lzviskosität 57 cST bei 155 ° c.

Claims

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von emulgierbaren Wachsen durch Oxydation von geschmolzenen Polyolefinen mit Ausnahme des Polyäthylens, deren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 50 000 liegt, mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen unter erhöhtem Druck bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Polyolefine, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation bei Temperaturen zwischen 130 und 250 ° C so weit führt, bis Je 100 kg des Polyolefins 0,5 bis 10 kg Sauerstoff aufgenommen haben, und daß man die Oxydation unter intensivem Rühren mit einer Rührleistung von 1 bis 15 Kilowatt wo 100 kg Polyolefin vornimmt.

2-fach