DE1570065A1 - Erdoelwachs und Polybuten-1 enthaltende Massen - Google Patents

Erdoelwachs und Polybuten-1 enthaltende Massen

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DE1570065A1
DE1570065A1 DE19651570065 DE1570065A DE1570065A1 DE 1570065 A1 DE1570065 A1 DE 1570065A1 DE 19651570065 DE19651570065 DE 19651570065 DE 1570065 A DE1570065 A DE 1570065A DE 1570065 A1 DE1570065 A1 DE 1570065A1
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DE
Germany
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polybutene
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molecular weight
wax
polymer
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Signorelli Richard Alexander
Wrozina Joseph Ignatius
Kaufman John Joseph
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Allied Chemical Corp
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    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B43/00Washers or equivalent devices; Other devices for supporting bolt-heads or nuts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D191/00Coating compositions based on oils, fats or waxes; Coating compositions based on derivatives thereof
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Description

Aiii ed Chemical Corporation« 2fow York 6. H.Y., PSA
Erdölwachs und Polybutert-1 enthaltende Maaaen
Bio Erfindung betrifft Brdölwaohs enthaltende Massen, die sioh insbesondere für die Herstellung von Schutzüberzügen, beispielsweise für Einwiokelpapier und Pappe für die Herateilung billiger Pappbehälter für KLtiasigkeiten eignen.
BrdölwaoiiBe werden im allgemeinen in drei Hauptklaescn unterteilt! 1) Paraffimiachse, 2) Zwisohenwachse (intermediate waxes) und 3) mikrokristalline Wachse. Andere VJaohse sind die ale "scale waxes" und "slack waxes" bekannten minderwertigen Rohwachse» Die Paraffinwachse bestehen vorwiegend aus Hormalparaffinen, d.h. aus gerad»
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BAD ORIGINAL
W P —
kettigen gesättigten Kohlenwasserstoffen mit geringen Mengen an Isoparaffinen. Die mikrokristallinen Wachse sind vorwiegend cyclische gesättigte Kohlenwasserstoffe (Naphthene) und Isoparaffine. Die ZwischBnwaohse sind Gemische von Paraffinwachsen und mikrokristallinen Wachsen. In der folgenden i'abelle I sind Bereiche für einige physikalische und chemische Eigenschaften dieser drei Klassen^von Wachsen zusammengestellt?
label IeI mikrokristaiii
nes V/achs
Paraffin Zwisohen-
wachs
54-82
Schmelzpunkta
bereich, 0O
(ASEM D127)
49-71 54-71 500-600
Molβkulargew,-
bereich
340-400 360-550 0,89-0,94
Dichtebereich 0,80-0,917 0,85-0,93 30-50
0API 990O
(AS!DM D287)
35-60 30-55 510-566
Vakuumdestilla
tion, korrigiert
auf 760 mmHg. 5$
Punkt,0O '
399-432 441-482
Ein typisches Paraffinwachs hat die folgenden Eigenschaften:
0API (AS2M D287) 41,3
Schmelzpunkt, 0O (ASiDM D87)
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60,05
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Erstarrungspunkt, 0O (ASTM D938) 58,39 Eindringungsvermögen (ASOM D 1321)
bei 250O
bei 37»80C "Hash Point", 0C Ultraviolettabsorption
bei 280 nyu (ASHi D2008) Jodzahl
Molekulargewi ent Brechungsindex Destillation ia Vakuum, korrigiert
auf 760 mm Hg, 5# Punkt, 0C 411,1
14 »0
40 ,0
255 ,0
0 ,01
0
442 ,0
1 »4359
Es ist schon versucht worden, die Qualität von Wachsen und insbesondere den Widerstand gekniffter, mit den Yfeohsen überzogener Materialien gegen den Durchtritt Ton feuchtigkeit durch Zusätze zu dem Wachs au verbessern, Die Fähigkeit eines beispielsweise für die Herstellung von Überzügen auf Papier und Pappe für die Verpackung und Abfüllung von Nahrungsmitteln und Getränken hergestellte?! Überzuges, den Durchtritt von Wasser durch das gekniclrce oder gefaltete, mit dem Überzug versehene Material herabzusetzen ist für den technischen Wert eines solchen Wachses von gröester Bedeutung» Ein vielfach für die
BADOBlGiNAL 909830/1281
Prüfung von Y/ao ha überzügen auf diese ^igensohaft angewandter NormtoBt ist die Messung der Dampfdurohtritts- geschwindigkeit duroh das gefaltete Material, wie er in TAPPI 465 (creased WYIR) beschrieben ist. Diese Prüfung beruht auf der Bestimmung der Menge an Wasserdampf in
2 ■
Gramm, die in 24 Stunden duroh 645 f2 cm einer harmonikaartig gefalteten Probe, die das angegebene Gewicht an Überzugsmasse enthält, hindurohtritt« Alle hier angegebenen Werte für die Dampfdurchtrlttsgeschwindiekeit wurden nach diesem Prüfverfahren bei einer Temperatur von 37,80O und 95 $> relativer Feuchtigkeit bestimmt und ermöglichen einen guten Vergleioh, weil auf alle Prüfstücke die gleiche Gewichtemenge an Wachs (6,80 kg/
2787 dm ) aufgebracht war» Die Werte bedeuten Gramm je
645t2 cm bei einer Prüf dauer von 24 Stunden.
Zu den übrigen Eigenschaften, die duroh Zueätze zu dem Wachs verbessert werden sollen, gehören das Heißsiegelvermögen des Wachses und seine Fettbeständlgkeit. Das Hei β si eg el vermögen wird mit dem wSooony-Vacuum Saal Tester" bestimmt: Zwei mit Überzügen versehene Prüfstücke werden bei bestiiimttr Temperatur und bestimmt em Druck für btrfc lernt· Seit aneinaad«rg«pre**t und dann bei einer ' - BelftirttUMt *·* 100 f Mit »law feMfaVtadlikeit von
fOttft/1?f1 ' BADORtGiNAt
7,62 cm/min auaeinandergezogen, Gemessen wird das Gewicht in Gramm, daa ©rforderIieh ist ρ um die beiden Prüfstücke au8einanderzuziehen* Die hier angegebenen Werte wurden mit rechteckigen Prüfstücken von 30?48 χ 5?08 cm9 die übereinandergelegt und über 2,54 om bei einer -Temperatur von 93s2«-121,10O und einem Druck von 0,42«-09 70 kg/cm 1/4 bia 1 1/2 Miaqfcea. versehweiaat waren, bestimmt,
Die lettbestäMigkeit ist ein Mass für di© 3eit9 die erforderlich ist» damit ein Tropfen dea angegebenen fettes durch das mit dem Überzug versehen© s Bieht gekniffte Prüfstück dringt. Al© Fett wurde "Wesson Oil" verwendet j das bei der Seiaperatua? des1 TSmgebmig aufgebracht und bei 41»0°ö gehalten wnröe.» bis der Überzug versagtee
Gegenstand der Erfindung ist ein© Hasse aus einem Paraffinwachs mit einer Zumisehung-von 10 bis 30 ffew»~?S eines Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 100 000 bia 200 000 und einem Gehalt an isotaktischeia Material von 50 bie 70 $
Überraschenderweise wurde gefunden, dass das Zumischen von Polybuten-1 mit einem Gehalt an isotaktieehern Material von 50 bis 70 <fo und einem Molekulargewicht von 100000
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bis 200 000 zu Paraffinvachaen eine beträchtliche und unerwartete Verbesserung der Dampfdurchdri/igungsgeschwindigkeit und des Hei s siege !Vermögens sowie der lettbeständigkeit zur Folge hat. Polybuten-1 mit einisin höheren Gehalt an isotaktisehem Polymerisat als 70$S ergibt dagegen eine wesentlich schlechtere Dampfdurchdringungsgesehwindigkeit als die gemäss der Erfindung verwendeten Polymerisate«
Die Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht* worin die Werte für die Dampfdurchdringungggeschwin&lß-· keit auf der vertikalen Achse gegen die Konzentration an Polybuten-1 für Polybuten-1 mit dem angegebenen Gehalt an isotaktischem Material aufgetragen ist. Kurve A zeigt die Dampfdurchdringungsgeeohwindigkeiten des Wachses allein, das ein typisches Paraffinwachs mit den oben für ein solches Wachs angegebenen Eigenschaften ist3 Kurve S zeigt die entsprechenden Werte für ein Semis oh dieses Paraffinwachsos mit einem Polybuten-1 mit eir. m Molekulargewicht von 186 000 und einem Gehalt an isotaktischem Polymerisat von 51^« Kurve 0 zeigt die entsprechenden'Werte für dieses Wachs mit einor Zumischung an Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 14-5 00) und einem Gehalt an iaotaktischem Polymerisat von 5'7'jl Kurve D zeigt die entsprechenden Werte für dieses ¥a,)3.vo
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BAD ORIGINAL
mit einer Zumisehung an Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 151 000 und einem Gehalt an isotaktisehen ' Polymerisat von 64$ ο Kurve E zeigt die entsprechenden Vierte für ein Gemisch dieses Paraffinwachse β mit einem Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 190 000 und einem Gehalt an isotaktischem Polymerisat von 68$ s und Kurve F zeigt die entsprechenden Werte für ein Gemisch dieses Paraffinwachses mit einem Polybuten-I mit einem Molekulsirgewicht von 67 000 und einem Gehalt an isotaktie ohem Polymerisat von 92$.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich3 "beträgt der Vfert für die Dampfdurchdringungsgesü&mnü.;.i;"'-;it für das Pei - '■' ■ wachs allein 15 1 5. Durch Zumischen von Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 186 000 und einem Gehalt an isotaktischem Polymerisat von 51 i* werden die Werte für die Dampfdurohdringungsgesohwindigkeit wesentlich verbessert» Bei einer Konzentration von 20$ an diesem Polybuten-1 beträgt der Wert für die Dampfdurchdringungsgeschwindigkeit 1,9 und bei einer Konzentration von 2S# nur noch 1.0. Bei Zumischung eines Polybuten-1 mit einem Gehalt an isotaktisehem Polymerisat von 57# und einem Molekulargewicht von 145 000 beträgt der Wert für die Dampfdurchdringungegeechwindigfeeit bei 20ji 7t0 und bei 25$ nur 2,5» Bei Zumischen von Polybuten-1 mit einen
BAD ORMNAL ««130/12It
Molekulargewicht von 151 000 und einem Gehalt an isotaktischem Polymerisat von 64# beträgt dieser Wert bei einer Konzentration von 2Oj6 10 und bei einer Konzentration von 3O# nur 2,7.
! Wenn ale 2umleohung Polybuten-1 mit einem Gehalt an isotaktiechem Polymerisat von 68j6 verwendet wird, so beträgt der Vfert für die Dampfdurchdringungsgeechwindigkeit bei einer Konzentration von 1OjS 16,8» bei einer Konzentration von 20# 12^6 und bei einer Konzentration von 305ε 2,7, «ie bei Zumieckung eines Polybuten-1 mit einem Gehalt an i so taktischem Polymerisat von 64$.
Wenn als Zumiechung Polybuten-1 mit einem Gehalt an isotaktischem Polymerisat über 70Ji, beispielsweise 9256, wie durch Kurve 3? veranschaulicht, verwendet wird, so . liegt der Wert für die Dampfdurohdringungsgesohwindigkeit in dem ganzen Konaentrationsbereioh von 10 bis 50^ über dem des Paraffinwachses allein« Er beträgt bei einer Konsentration von 10Ji an dem Polybuten-1 mit 9256 an isotaktisohem Polymerisat 21,1, bei einer Konzentration von 20,4 und bei einer Konzentration von 30^ 17,6.
Sie Entdeckung, dass bei Zumieohen eines Polybuten-1 mi*u
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einem Molekulargewicht von 100 000 bis 200 000 und einem Gehalt aa. isotaktischem Polymerisat von 50 Ms 70$ in einer Menge von 10 Ms. 30 Gew„-$ zu einem Paraffinwachs eine Masse mit besserer Eampfdurchdringungsgeschwindigkeit und besserem Heissiegelvermögen als bei Zumischen eines Polybuten-1 mit höherem Gehalt an isotaktischem Polymerisat erhalten wird, ist überraschend und unerwartet und gilt ausserdem nur für Paraffinwachse. Bei Yerweii&ung anderer Wachse,wie der Zwisehenwachse und der mikrokristallinen Wachse9 werden, wenn der Gehalt des zugemischten Polybuten-1 an isotaktischem Polymerisat auf über 7Qfo steigt,, im allgemeinen die Dampfdurchdringungsgeschwindigkeit und das .Heissiegelvermögen des Produkts verbessert»
In Tabelle II sind die Werte für die Dampfdurchdringungsgeschwindigkeit und das Heissiegelvermögen für Gemische aus einem typischen Paraffinwachs (Atlantic Oil Company's Paraffin 1116) mit Polybuten-1 gemäss der Erfindung zusammengestellt:
BAD ORlGSN
BAD 909830/1281
Tabelle II
I Mol ekul argewieht Konsen- Dampf- Hei ss ±eß öb-
186 000, isotak tration an durchdrin- Yermögen 3
Polybuten-I tisches Polymerisat Polybuten-1, gungsver- g/cm Breite
Gew.-$ mößen
0 15,5 86?4
MolekulargevJieht
145 00O9 57$ iso~
taktisches Poly 10 8,5 127
merisat 20· 1*9 254
25 1.0 424,2
Molekulargewicht
151 000. 64# iso
taktisches Poly 10 • 15,4 119,9
merisat 20 7,0 210,8
25 2,5 3S1
MolekulargevJicht
190 00O9 68$ iso-
taktisch.es Poly
merisat 20 10,0 287
30 2,7 353
Mol ekula3?gewi cht
67 000, 92$ iBO«
taktisches Poly- 10 16,8 157,5
merisat 20 12*6 1529.4
30 . 2i7 254
10 21,1 88,9
20 20,4 96,5
30 17,6 142,2
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BAD ORIGINAL
Das isotaktifcche Polymerisat ist derjenige Teil des Polybuten~i, der nicht mit Diäthjääther extrahiert werden kann. Das isotaktische Material ist in Hexan und Benzin praktisch unlöslich. Durch die Extraktion mit Diäthyläther wird das amorphe oder ataktische Material, d.h. daß in Hexan und Benzin lösliche Material, entfernt, während das isotaktische Polymerisat zurückbleibt.
Das für die Herstellung der Massen der Erfindung verwendete Polybuten-1 kann hergestellt werden, indem man Buten-1 mit einem Ziegler-Eatalysator polymerisiert und die Polymerisation unter solchen Bedingungen durchführt, dass ein Polymerisat mit dem gewünschten Gehalt an ißotaktischem Material von 50 bis 70$ und dem gewünschten Molekulargewicht von 100 000 bis 200 000 erhalten wird. Als Katalysator kann jeder der.bekannten Ziegler-Katalysatoren verwendet werden. Beispiele dafür sind Katalysatoren 3 die durch Umsetzen von Verbindungen von Metallen der Gruppe IVA (Titanium, Zirkonium, Hafnium oder Thorium), VA (Vanadium, Columbium oder Tantal), VIA (Chrom, Molybdän, VJoIfram, Uran) mit Aikylverbindungen von Aluminium oder einem Metall der Gruppe II (Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink oder Cadmium) erhalten werden«.
BAD OBlGlNAU 9 09830/1281
- 12 -
Auch Polybuten, das durch Polymerisation unter Verwendung stereospessifisoher Katalysatoren, wie OrC^ auf einem SiOg/Al^Öj-iPräger oder eine» Katalysator aus einem aktivierten MoO» erhalten ist, kann verwendet werden. In allen Fallen müssen Zeit und Geschwindigkeit der Polymerisation so Gemessen werden, dass ein Polymerisat mit dem gewünschten Gehalt an isotaktiechem Haterial und dem gewünschten Molekulargewicht erhalten, wird, TJm den Gehalt an iaotaktischem Material und das Molekulargewicht eu steuernf kann Wasserstoff in das Polymer!aationsgemisch eingeleitet werden* Grundsätzlich kann jedes Polybuten-1 mit dem gewünschten Gehalt an isotaktisoheo Material von 50 Mb 70jG und dem gewünschten Molekulargewicht von 100 000 tie 200 000, unaWiöjigig van dem für «eine Herstellung angewandten Verfahren, verwendet werden·
Polybuten-1 nit dem erforderlichen Gehalt an ieot aktischem "fttsrial und de» gewUnachten Molekulargewicht lässt sich leicht alt dem Paraf finwaoh· Vtmdeohen, und das Sin-■iechen kann in jeder bekannten oder erwünschten Weise erfolgen. Bin vorteilhaftes Verfahren ist das folgende:
Sin Dreihalekolben mit elektrisch betriebenem Bührer, thermometer und Stickstoffeinlass wird mit einer bestimmten
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8AD
Menge des Wachses beschickt» Das Wachs wird unter Stickstoff unter massigem Rühren erwärmt, bis ea eine klare !Flüssigkeit ist. Dem geschmolzenen Wachs wird das PoIybuten-1 mit dem angegebenen Molekulargewicht und dem angegebenen Gehalt an isotaktisehem Material zugesetzt <> Das Gemisch wird bis über den Schmelzpunkt des Wachses erwärmt und gerührt, um die Auflösung zu unterstützen«, Das Gemisch kann während des Erwärmens und Rührens unter einer Schutzschicht aus Stickstoff gehalten werden$ insbesondere wenn es auf Temperaturen über 1500C erhitzt wird. Das Polybuten-! löst sich in etwa 1/2 Stunde völlig in dem Wachs, wie sich visuell festeteilen lässt. Sweckmäsaig wird jedoch noch 1/4 Stunde weiter erhitzt, um die Vollständigkeit der Auflösung zu gewährleisten,, Dann lässt man das Gemisch auf die !Temperatur der Umgebung, abkühlen.
In Tabelle III ist die fettbeständigkeit von Gemischen aus Paraffinwachs und Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von 150 000 und einem Gehalt an isotaktischem Material von 64$ in Konzentrationen von 20 bis 30$ zusammen» gestellt« Die Prüfung erfolgte mit "Wesson 0il"9 das bei der lemperatur der "Umgebung aufgebracht und bei 41 »0 C auf dem nicht geknifften Papier gehalten wurde.
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tabelle III
Zumisohüng an Zeit bis zum Durchdringen Polybuten-1 des Fettes, d.h. Versagen des
^^mm_^mm^m^m^mmm Überzugs, Stunden .___
205ε 3
3Ο9& 5
Die Zeit bis zum Versagen betrug bei dem reinen Wachs eine Stunde. Die Vierte der Tabelle III veranschaulichen also die Verbesserung der Fettbeständigkeit, die durch die erfindungsgemässe Zumisehung eines Polybuten-1 mit den angegebenen Eigenschaften zu einem Paraffinwachs erzielt wird.
Die Massen der Erfindung eignen sich hervorragend für die Herstellung von Überzügen mit den derzeit hierfür zur Verfügung stehenden Maschinen« Sie können überall dort verwendet werden, wo Überzüge mit überlegener Faltbarkeit s gutem Heissiegelvermögen und guter Fettbeständigkeit benötigt werden. Sie können in geschmolzenem Zustand auf Folien Pergamentpapier, Kraft-Papier, Pergamin, Spanplatten oder anderes Material aufgebracht werden und ergeben dabei Verpackungsmaterialien mit anspreohendem Glanz und guter Beständigkeit gegen das Durchdringen von Dampf.
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Claims (1)

1670065
Patentansprüche
1·._ Haese auf der Grundlage eines Paraffinwachaeo, daduroh gekennBelohnet, daee ei· 10 Ms 30 Gew.-# an einem Polybuten-1 alt einem Molekulargewicht von 100 000 bis 200 000 und einem Gehalt an ieotaktisohem Polymerisat von 50 bis 70 Gew.-* enthält.
2« Masse nach Anspruch 1, dadurch gekenBeeichnei;, daee sie Polybaten-1 Bit «inen Holekolargewieht von etwa 186 000 waA eine» Gehalt an leetsktieoheia Material von •tva>1£ «stMlt.
$* Masse aaeh JmepYwsto. 1S
daee elt Polybuten--} adt tine» Rclökulargewioht von 149 000 und einen Gehalt en iaotaktlschw Material von etwa 5? £ enthält.
4β Masaa nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, dass sie Polybuten-1 mit einem Molekulargewicht von etwa 151 000 und einem Gehalt an isotaktisohem Polymerisat von etwa 64£ enthält.
5. "Papier oder Pappe mit einem Überzug aus einem Paraffin vaohageoieeh, daduroh gekennzeichnet, daee das Gemisch eine Masse gemäss einem der vorhergehenden ^naprtiehe ist.
9O9Ö3Q/12I1
BAD ORlGiMAL
•Al·
Leerseite
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GB1062855A (en) 1967-03-22
NL6511754A (de) 1966-03-10
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