DE1668854A1

DE1668854A1 - Schnell loesliche Aluminium-Carboxymethylcellulose,A1-CMC,ihre Herstellung und ihre Verwendung zur Bereitung von Leimund Dispersionsfarben od.dgl.

Info

Publication number: DE1668854A1
Application number: DE19681668854
Authority: DE
Inventors: Werner Heinzel; Martin Dipl-Chem Iseringhausen; Dieter Dr Kudera
Original assignee: Wolff Walsrode AG
Current assignee: Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
Priority date: 1968-01-02
Filing date: 1968-01-02
Publication date: 1971-06-16

Description

Schnell lösliche Aluminium-Carboxymethylcellulose (imfolgenden Al-CMC genannt), ihre Herstellung und ihre Verwendung zur Bereitung von Leim-und Dispersionsfarben oder dergilichen.
Die Erfindung betrifft eine schnell lösliche Al-CMC, ihre Herstellung und ihre Verwendung zur Bereitung von Leim-und Dispersionsfarben oder dergleichen.
Es ist bekannt, CMC in fein verteilter Form durch Behandlung mit Glyoxal derart zu vernetzen, daß das erzeugte Produkt sich besonders rasch in Wasser löst(DBP 1 051 836).
Es ist auch bekannt, Alkali-CMC durch Behandlung mit Aluminiumsalien in A1-CMC umzuwandeln. Diese als weißes Pulver vorliegende Substanz lässt sich mit Wasser unter Anfeuchtung mischen, ist jedoch praktisch'' wasserunlöslich. Macht man das Wasser jedoch alkalisch, låsst sich die Mischung unter Umrühren nach einiger Zeit vollständig lösen (WURZ,0.: Celluloseäther, Herstellung und Anwendung, Darmstadt 1961, S.47).
Die bisher bekannten Al-CMC Produkte weisen den Nachteil auf, daß sie zu ihrer vollständigen Lösung in verdünnten Alkalien mehrere Stunden benötigen. Zur Erzielung einer gelfreien, homogenen und glatten Lösung muß das zu lösende Produkt ständig bewegt bzw. gerührt werden.
Da für die Verwendung derartiger Al-CMC-Lösmngen zur Herstellung von Leim-und. Dispersionsfarben eine vollständige Lösung der AL-OMO Voraussetzung ist, ergibt sich die Aufgabe, eine Al-CMC mit gegenüber den bisher bekannten Produkten wesentlich verbesserten Löseeigenschaften zu schaffen, wobei ein möglichst einfaches Herstellungsverfahren aufzufinden bzw. anzuwenden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst , daß man die in bekannter-Weise hergestellte Alkali-CMC in Form der sog. Roh-CMC, d. h. mit mindestens 30 % Wasser durch Vermischen mit Al-Salzen z. B. Alumini umsulfat, im sauren pH-Bereich zu Al-CMC umsetzt und das erhaltene Feuchtprodukt einer auflockernden Mahlung unterzieht und dann in bekann ter Weise trocknet und siebt.
Es war überraschend, daß allein durch die vorbeschriebene Herstellungsweise, nämlich lediglich dadurch, daß statt einer Mahlung des bereits getrockneten Produkts nunmehr bereits das Produkt in noch feuchtem Zustand einer auflockernden mahlung unterzogen wird, ein Pro (lukt erzeugt wird, das sich im Gegensatz zu den herkömmlich hergestellten Produktenschlagartig, d. h. in 1 bis 2 Sekunden in alkalisch eingestelltem Wasser auflost.
Hierbei kann man entweder das erfindungsgemäße Produkt in Wasser diepergieren und dann durch Erhöhung des pH-Wertes mittels Alkalizugabe schlagartig infolge Ruckverwandlung der Al-CMC in Alkali-CMC in Lösung bringen. oder das getrocknete erfindungsgemäße Produkt sogleich in ein durch Alkalizugabe alkalisch eingestelltes Wasser unter intensivem RUhren eintragen und dabei augenblicklich auflösen.
Das erstgenannte Auflösungsverfahren hat. den Vorteil, da-j man ; tden Zeitpunkt der Alkalizugabe und damit der schlagartigen Auflösung @ des erfindungsgemäßen Produktes beliebig wählen kann.
Dies ist besonders wichtig bei Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes zur Herstellung von Leim-oder Dispersionsfarben, weil man hierbei die Suspension des erf. gem. Produktes in Wasser gleichzeitig oder auch in beliebiger Reihenfolge-nacheinander mit der Eintragung der zu lösenden, dispergierenden oder emulgierenden Zweitstoffe vornehmen kann, ohne Rührwerk und Anlage, wie bisher, einer durch langsame und oft mehrere Stunden dauernden nach Alkalizugabe steigenden Belastung durch kontinuierliche Viskositätszunahme aussetzen zumüssen und überdies einen großen Zeitaufwand und damait hohe Peronalkosten hinnehmen zu müssen.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes entfallen diese Nach-te le vollständig, da sofort nach Ein-tragung und ausreicilender Homogenisierung der zuzusetzenden Zweitstoffe die vorher oder gleichzeitig zu gesetzte A1-CMC durch Alkalizugabe schlagartig aufgelöst wird und sic somit innerhalb weniger Sekunden die maximal erreichbare Viskositat der Lösung einstellt, wodurch das Produkt sofort verwendungsfähig ist und dabei eine ausgezeichnete Dickungskraft und @omogenität aufweist Neben den geschilderten Vorteilen einer schlagartigen Auflösung des erfindungsgemäßen Produktes sowie einer zeitlichen Steuerbarkeit eine Auflösung desselben erhält man noch besondere Verbesserungen, wenn man als Alkali NH4OH verwendet, weil mit Hilfe ammoniakalischer Lösungen Filme und Überzüge erzeugt werden können, die nach dem Verdamp@en des Ammoniaks sich wieder in die praktiscn wasserunlöslich A1-CMC zurückverwandeln und dadurch die Herstellung von besonders wasserfesten Anstrichen erlauben.*) Die Hers-tellung der erfindungagemäßen Al-C14IC und ihre gegenüber herkdmmlichen Produkten verbesserte Alkalilöslichkeit wird anhhnd der folgenden Beispiele erläutert, jedoch nicht amf diese beschrä@kt.
Beispiel 1 betrifft die Herstellung und das Verhalten üblicher Al-CMC und wird dem daran anschliess#enden Beispiel 2 gegenübergestellt, welches die Herstellung und das Verhalten der erfindunsgemäßen A1-CMC betrifft.
Beispiel 1 Eine in herkömmlicher Weise hergestellte Al-CMC wird mit Wasser ausgewaschen und getrocknet. Im Atlschluss daran wird das getrocknete Produkt in einer Trockengutmühle gemahlen und gesiebt(Siebgröße bis 0,3 mm). Es wird ein grießförmiges Produkt mit einem Schüttgewicht von 500 g/ltr erhalten. Dieses Produkt wird lufttrocken in eine 0,5 % NH4OH enthaltende wässrige Lösung eingetragen und die Viskosit@ des Lösung in bestimmten Zeitabständen in Centipoise(cP)gemessen.

Es wurden folgende Werte erhalten :-3-*) Verwendet man kein NH4OH, ist es zweckmässig, die alkalisch gestellte Lösung nach Auflösung der Al-CMC zu neutralisieren oder anzusäuern.

inuten (M) % CMC, gelost in Centipoise

tunden (Std) 0, 5 o NFiOH

5 M xx 3 ~

10"x 3

15"8 : 3 6300

30"3 7280

4. 5 3 8000

60"3 8750

90 3 9330

105 9800

mu 3 1020OX

10650

24 Std.,

eispiel 2 ) ie in gleicher Weise wie nach Beispiel 1 hergestellte Al-CMC mit iner Subst. Gr. v. 0, 7 wird nach der Auswaschung mit Wasser, aber @or der Trocknung mit der gleichen Trockengutmühle wiein Beispiel 1 emahlen und nach der Mahlung getrocknet und gesiebt(Siebgröße bis @,3 mm). Es wird nun ein flockiges Produkt mit einem Schüttgewicht von @ur 210 g/ltr erhalten. Dieses erfindungsgemäße Produkt wird luftrocken analog zu Beispiel 1 in eine 0, 5 % NH OH enthaltende wässrige jösung eingetragen und auch hier die Viskosität der Lösung in bestimmen Zeitabständen in Centipoise (cP) gemessen. Es werden folgende 'erte erhalten : linuten (M) % CMC,gelöst in Centipoise @tunden (Std) 0,5 % NH4OH 5 M 3 11750 10 " 3 11400 15"3 11260 30 10260 60 9930 90"3 9200 W------------'-us den in Beispiel 1 und 2 gegenübergestellten Werten ergibt sich, aß die handelsübliche Al-CMC selbst nach 24 Stunden noch nicht den öchstmöglichen Viskositätswert erhalten hat, während die erfindungsemäße A1-CMC bereits nach 5 Minuten ihren höchstmöglichen Viskositätswe @berschritten hat, wobei der nach 5 Minuten mit der erfindungsgemäßen @1-CMC erhaltene Viskositätssert ### 11750 Centipoise noch deutlich iber dem nach 24 Stunden mit der handelsüblichen A1-CMC erhaltenen "iskositätswert von 10650 Centipoise liegt.

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e Anspruch 1 (dadurch gekennzeichnet) Schnell lösliche Al-CMC, d.g., daß sie sich aufgrund ihrer Herstellung durch Vermischen von Alkali-CMC in Form sog.Roh-CMC, -d.h.mit mindestens 30 % Wasser- mit Aluminium-Salzen, z.B.Aluminiumsulfat im sauren pH-Bereich, und der damit erzielten Umsetzung zu Al-CMC, wobei diese als Feuchtprodukt auflockernd gemahlen und dann in bekannter Weise getrocknet und gesiebt wird, entweder nach Dispergierung in Wasser und anschliessende Erhöhung des pH-Wertes mit Alkali durch Rückverwandlung der Al-CMC in Alkali-CMC schlagartig auflöst oder nach vorgemnnter Trocknung und Siebung sogleich durch Eintragen unter intensivem Rühren in ein durch Alkalizugabe alkalisch eingestelltes Wasser schlagartig auflöst Anspruch 2 Schnell lösliche Al-CMC nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB ihr eine CMC mit einem Substitutionsgrad von 0, 4 bis 0, 9, z.B.

0, 5 bis 0, 7, zugrunde liegt.

Anspruch 3 Schnell lösliche AI-CMC nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei ihrer Verwendung zur Herstellung von Leim-und Dispersionsfarben oder dergleichen in Wasser suspendiert wird und die zu lösenden, dispergierenden und emulgierenden Zweitstoffe gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge zugesetzt werden, und daB man nach Durchmischung die erhaltene Dispersion alkalisch macht.

Anspruch 4 Schnell lösliche AI-CMC nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugesetzte Alkali Ammoniumhydroxyd ist.

Anspruch 5 Schnell lösliche A1-CMC nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenizeichnet, daß man die alkalisch gestellte Lösung nach-Auflösung der Al-CMC neutralisiert oder ansäuert.