DE166563C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezweckt, aus den beiden Rohstoffen Wollfett und Harz unter Zuhilfenahme von geeigneten Metalloxyden, sowie eines Lösungsmittels eine Grundmasse für wetterfeste Farbenanstriche herzustellen. Diese neue Grundmasse hat nicht nur den Zweck, als Ersatzmittel für Leinöl und Leinölfirnis zu dienen, sondern sie besitzt noch darüber hinaus Eigenschaften, welche sie zu

ίο außerordentlich vielseitiger Verwendung geeignet machen, in erster Linie die absolute Widerstandsfähigkeit gegen verseifende Agentien, so daß also Anstriche mit dieser Grundmasse sowohl auf stark alkalische, frische Kalk- und Zementwände gebracht werden können, wie auch ein Reinigen der fertigen Anstriche mit stark alkalischen Stoffen, Schmierseife, Soda usw., ohne weiteres zulässig ist, was bekanntlich bei Leinölanstrichen nicht angeht.

Erreicht wird dieses Resultat dadurch, daß nicht Harz im gewöhnlichen Zustande, sondern statt dessen mit geeigneten Metalloxyden verseiftes Harz verwendet wird, und daß andererseits auch das Wollfett in einer Form gebraucht wird, welche gerade für den vorliegenden Zweck besonders vorteilhaft, ja unumgänglich notwendig ist; dieses Wollfett ist nämlich neutrales Wollfett mit einem geringen Gehalt an Magnesiaseifen, und zwar an Magnesiaseifen der Wollfettsäuren. Die genaue Präparation dieser Bestandteile wird weiter unten ausführlich beschrieben werden.

Es hat bislang nicht an Versuchen gefehlt, sowohl vom Harz (Kolophonium) wie vom Wollfett aus zu brauchbaren Anstrichmassen zu gelangen. So ist allgemein bekannt, daß man Harz durch Verseifen mit alkalischen Erden für die Lackfabrikation geeigneter machen kann, und daß ferner durch Verestern der freien Harzsäuren des Kolophoniums sehr gute Hartharze gewonnen werden können, welche in der Lackfabrikation bereits ausgedehnte Anwendung finden. Dies letztere Vefedlungsverfahren für Kolophonium scheidet indes ohne weiteres aus, sobald billigere Anstrichmassen in Frage kommen. Ferner konnten die mit alkalischen Erden gehärteten Harze im vorliegenden Falle nicht in Betracht kommen, weil sie mit Neutralwollfett und Lösungsmitteln keine homogenen Mischungen bilden und weil sie ferner an Luftbeständigkeit viel zu wünschen übrig lassen.

Die Verwendung von unverändertem Harz, d. h. Harz mit dem vollen Säuregehalt, bot von vornherein wenig Aussicht auf Erfolg. Denn solches Harz ist — auch in Mischung mit Wollfett und anderen Stoffen — auf KaIk- und Zementwänden der Verseifung ausgesetzt. Auch hat das unveränderte Harz zu wenig Reibfestigkeit, es bewahrt diese Eigenschaft auch in Mischung mit Wollfett und ähnlichen Stoffen. Mischungen von Kolophonium, Neutral wollfett und Lösungsmitteln, wie sie z. B. aus dem österreichischen Patent 1955 bekannt: geworden sind, können daher nur als Teilmischungen komplizierter Anstrichmethoden in Frage kommen, aber niemals als

Grundlage zu einer allgemein verwendbaren, wetterfesten Anstrichmasse, welche mit allen mineralischen Farbstoffen angerieben werden kann. Gerade letztere Forderung muß vor allen Dingen erfüllt werden.

Freie Harzsäure bildet bekanntlich mit mehreren Farbstoffen, die bestimmte Metalloxyde enthalten —z. B. Bleiweiß, Mennige —, trockene, nichtplastische Verbindungen, die

ίο sich nicht verdünnen und streichfähig machen, lassen. Deshalb muß die freie Harzsäure zunächst durch ein geeignetes Oxyd verseift werden, wie es in vorliegendem Verfahren geschieht.

Schmilzt man das z. B. mit Zinkoxyd verseifte Harz mit Wollfett (Neutralwollfett) zusammen, so bildet sich eine klare Schmelze. Löst man diese Schmelze noch warm in Steinkohlenteeröl, so bildet sich eine klare Lösung. Diese Lösung scheidet aber beim Abkühlen einen Teil des Wollfettes wieder aus, und.zwar in sehr feinen Flocken, die sich durch Filtrieren oder Dekantieren nicht beseitigen lassen. Die Ausscheidung dieser Wollfettflocken läßt sich verhindern, wenn man für die Gegenwart einer geringen Menge von Magnesiaseifen aus Wollfettfettsäuren sorgt. Es ist bereits aus D. R. P. 95902 bekannt, daß die Seifen der alkalischen Erden und auch der Alkalien, sofern sie mit Fettsäuren des Wollfetts hergestellt sind, sich in Petroleumdestillaten klar auflösen. Es sei hier ferner auf die Untersuchungen Donaths in der Chemiker-Ztg. 1899, Nr. 7, S. 63 verwiesen, in welchen nähere Mitteilungen über die Löslichkeit solcher Seifen in Mineralölen gemacht werden.

Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren übertreffen nun in ihrer Wirkung die Seifen der alkalischen Erden und der Alkalien noch um ein ganz bedeutendes, so daß man Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren nicht allein in Teerölen für sich klar auflösen kann, sondern daß sich noch große Quantitäten Neutralwollfett hinzufügen lassen, welche ebenfalls neben den Magnesiaseifen dauernd klar gelöst bleiben. Diese Wirkung geht so weit, daß ein Neutral wollfett mit nur 5 bis 6 Prozent Magnesiaseifengehalt sich dauernd klar in Teerölen und ähnlichen Lösungsmitteln löst.

Der Fabrikationsgang ist im nachstehenden beschrieben. Als Ausgangsmaterial für das präparierte Wollfett dienen einerseits Neutralwollfett, andererseits Rohwollfett oder Wollfettsäure oder — am besten — Wollwaschwasser. Um aus Rohwollfett bezw. Wollfettfettsäure die Magnesiaseifen zu gewinnen, muß die Verseifung mit gebrannter Magnesia unter Druck erfolgen, also im Autoklaven bei etwa 10 Atm. Die hierbei entstehenden Produkte sind zwar brauchbar, aber kostspielig herzustellen und infolge ihres Wassergehaltes meist nicht ganz klar löslich. Man geht vorteilhaft vom Wollwaschwasser aus, welches in bekannter Weise mit Magnesiasalzen unter Zusatz von sehr wenig Kalk gefällt wird. Der entstandene Niederschlag wird in üblichen Extraktoren mit Benzin extrahiert, die Lösung geklärt und durch Abdestillieren vom Benzin befreit. Es resultiert ein sehr dunkles Wollfett, welches sämtliche Wollfettfettsäuren, die im Wollwaschwasser als Kali- oder Natronseifen vorhanden waren, als Magnesiaseifen enthält. Man fügt so viel helles Neutralwollfett hinzu, daß das Gemisch 5 bis 6 Prozent Magnesiaseifen enthält, und erreicht hierdurch zugleich die wünschenswerte Verbesserung der Farbe des Fettgemisches.

Zu diesem präparierten Wollfett wird nun die erforderliche Menge Harz hinzugefügt, ' und zwar variiert die Menge des Harzes je nach dem Verwendungszweck in dem Verhältnis von ι Teil Wollfett zu 1 Teil Harz bis ι Teil Wollfett zu Y₃ Teil Harz. Dies Gemisch wird geschmolzen und auf ungefähr 130⁰ erhitzt. Es erfolgt hierauf die Verseifung mit dem geeigneten Metalloxyd, z. B. Zinkoxyd oder einem Gemische von Zinkoxyd und Magnesia. Es ist hierbei unbedingt erforderlich, daß das Harz durch das Metalloxyd bis zum Maximum verseift wird. Harz (Kolophonium) bildet beim Erhitzen mit Zinkoxyd zwei verschiedene Verbindungen, je nachdem man das maximal erforderliche Zinkoxyd in kleinen Portionen oder auf einmal in das auf 130⁰ erhitzte Harz einträgt. Trägt man das Zinkoxyd in kleinen Portionen ein, so bildet sich eine in Wollfett nicht klar lösliche weiße Zinkverbindung, und ungefähr die Hälfte des Zinkoxydes verbleibt unverändert in dem Gemisch, selbst wenn man längere Zeit erhitzt. Trägt man aber das maximal erforderliche Zinkoxyd auf einmal unter heftigem Umrühren in das 130⁰ warme Harz-Wollfettgemisch ein, so löst es sich unter starkem Aufschäumen sofort klar auf; es tritt zunächst infolge der Reaktionswärme eine Temperatursteigerung auf, gleich darauf erfolgt ein Temperaturabfall, da das entstandene Wasser verdampft werden muß. Auf 100 Teile Harz sind bei diesem Arbeiten 12,5 Teile Zinkoxyd erforderlich. Mit Zinkkarbonat ist diese Verbindung nicht herstellbar, wohl aber läßt sich ein Teil des Zinkoxyds durch Magnesia ersetzen. Das Neutralwollfett in dem Harz-Wollfettgemisch bleibt beim Erhitzen mit den Oxyden unverändert.

Es resultiert bei dieser Arbeit eine vollständig klare, gelbbraune Schmelze, welche vollkommen homogen ist und bleibt, und

welche sich in den verschiedensten Lösungsmitteln leicht und klar löst. Um zu einer allgemein verwendbaren Grundlage zu wetterfesten Farbenanstrichen zu gelangen, löst man 5 obige Schmelze z. B. in ³/₄ bis ⁴/₅ ihrer Gewichtsmenge schweren Steinkohlenteeröls auf. Es entsteht hierbei eine braungelbe, ölige Flüssigkeit, welche sich ganz wie Leinöl zum Anreiben von Mineralfarben verwenden läßt

ίο und welche die bereits geschilderten Vorzüge besitzt. Sie unterscheidet sich außerdem vorteilhaft vom Leinöl dadurch, daß sie nicht durch Oxydation zu erhärten braucht, sondern lediglich durch Verdunstung des Lösungs-

mittels. Sie gibt einen lackartigen Überzug, der mit beigemengten Farben eine vorzüglich deckende, harte und zähe Haut bildet.

Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist erstens die beschriebene Maximalverseifung des Harzes mit Zinkoxyd bezw. Magnesia, zweitens die Verwendung des Neutralwollfettes mit einem geringen Gehalte an Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren. Obwohl bekannt ist (vergl. Benedikt & Lewkowitsch, Chem. Analysis of oils, fads and waxes 1895, S. 188, Zeile 17), daß Abietinsäure — der Hauptbestandteil des benutzten Harzes — zweibasisch ist, konnte aus dieser Angabe ein Schluß auf das Verhalten des Harzes gegen Zinkoxyd nicht gezogen werden.· Denn gerade das Verhalten gegen Zinkoxyd zeigt als neue Tatsache, daß die beiden Basizitäten ungleichwertig sind, und daß demnach vielleicht eine einbasische Oxysäure vorliegt. Ist die Karboxylgruppe dieser einbasischen Oxysäure mit Zinkoxyd einfach neutralisiert, so nimmt die Säure kein Zinkoxyd weiter auf, weil die saure Eigenschaft der Hydroxylgruppe zu schwach geworden ist. Verseift man aber momentan mit dem maximal anwendbaren Zinkoxyd, so bildet sich das basische Zinksalz der Harzsäure, wahrscheinlich unter gleichzeitiger Verseifung etwa vorhandener Ester, so daß dann mehr als die doppelte Menge Zinkoxyd gebunden wird. Gerade diese Zinkverbindung ist die einzige für das beschriebene Verfahren anwendbare.

Auch die Verwendung des Neutralwollfettes mit einem geringen Gehalt an Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren ist als neu zu bezeichnen. Wenn auch bekannt war, daß sich Erdalkaliseifen der Wollfettfettsäure allein in Petroleumdestillaten klar lösen, so war damit keineswegs die Tatsache wahrscheinlich gemacht, daß nun auch Neutralwollfett in Lösungsmitteln klar gelöst bleibt, wenn man einen winzigen Bruchteil von Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren hinzufügt. Denn gerade das klare Auflösen von Wollfett in kalten Lösungsmitteln macht ungeheure Schwierigkeiten, während Erdalkaliseifen leicht in Lösungsmitteln klar aufzulösen sind. Es waren erst zahlreiche Versuche notwendig, ehe das beschriebene Verfahren aufgefunden wurde, und erschwert wurden diese Versuche noch dadurch, daß die Magnesiaseifen erst zuletzt probiert wurden, weil Magnesium bekanntlich nicht zu den eigentlichen Erdalkalimetallen gehört. Daß schließlich nur eine so kleine Menge Magnesiaseifen der Wollfettfettsäuren nötig war, um fast die zwanzigfache Menge Neutralwollfett in Lösungsmitteln zur klaren Lösung zu bringen, war ein besonderer Erfolg, der in keiner Weise aus dem bis dahin Bekannten vorausgesagt werden konnte. Stellen sich so die Einzelphasen des vorliegenden Verfahrens bereits als neu dar, so ist es die Zusammenfassung zum Gesamtverfahren um so mehr, wie ja auch das fertige Produkt einen neuen Körper darstellt, der bisher weder vorgeschlagen, noch fabriziert wurde.

Claims (1)

1. Patent-An SPRU cn:

   Verfahren zur Herstellung einer klaren, homogenen, flüssigen und flüssig bleibenden Anstrichmasse, dadurch gekennzeichnet, daß man einerseits Kolophonium mit _go der maximalen Menge eines geeigneten Metalloxydes, besonders Zinkoxyd, unter eventuellem teilweisen Ersatz des Zinkoxyds durch Magnesia verseift, andererseits ein Neutralwollfett mit Gehalt an geringen Mengen von Magnesiaseife der Wollfettfettsäuren herstellt und das Gemisch der so gewonnenen Körper in geeigneten Lösungsmitteln, z. B. schwerem Steinkohlenteeröl, auflöst.