DE19952563A1 - Wachscompound - Google Patents

Wachscompound

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wachscompound, das als Zuschlagstoff bei der Einarbeitung in ein Trägerstoffsystem zu dessen Hydrophobierung vorgesehen ist. Als Trägestoffe werden hauptsächlich mineralische und auf Fasern bzw. nachwachsenden Rohstoffen basierende Bau- oder Füllstoffe wie auch Pigmente angesehen. DOLLAR A Gegenstand der Erfindung ist ein Compound aus natürlichen und/oder synthetischen Wachsen, Montanwachsinhaltsstoffen, Harz, vorzugsweise natürlichen Ursprungs, und Paraffinwachsen und/oder Fetten bzw. Fettsäuren. Das Compound wird außerdem chemisch modifiziert. Es enthält zusätzlich zu den vorgenannten Bestandteilen, die gesamtheitlich oder alternativ vorhanden sein können, geringe Mengen härtender oder elastizitätsverbessernder Substanzen, oberflächenaktiver und/oder wirksamkeitssteigernder Stoffe sowie Mahlhilfsmittel bzw. solche Substanzen, die die Reagglomeration verhindern. Die konkrete Stoffzusammensetzung des erfindungsgemäßen Compounds richtet sich nach der Stoffmatrix, in der es wirken soll. DOLLAR A Das Wachscompound ist in seinen Eigenschaften so eingestellt, dass es durch geeignete Zerkleinerungsverfahren, z. B. Mahlung in gekühlten schnallaufenden Mühlen mit hoher Prallbeanspruchung, zu einem staubförmigen Produkt verarbeitet ist und in dieser Form zu einem deutlich verbesserten Masse-Wirkungsverhältnis führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wachscompound, das als Zuschlagstoff bei der Einarbeitung in ein Trägerstoffsystem zu dessen Hydrophobierung vorgesehen ist. Als Trägerstoffe werden hauptsächlich mineralische und auf Fasern bzw. nachwachsenden Rohstoffen basierende Bau- oder Füllstoffe, wie auch Pigmente angesehen.
Der Stand der Technik in Bezug auf die Hydrophobierung von Trägerstoffsystemen ist wie folgt gekennzeichnet:
  • - Imprägnierung mit Polymersystemen, Wachsen oder Harzen entweder durch Zugabe als Schmelze, nachträgliches Aufschmelzen des Hydrophobierungssystems bei der Verarbeitung des Anwendungsstoffsystems oder Aushärtung ursprünglich flüssiger Komponenten;
  • - Einsatz von flüssigen lösemittelhaltigen Systemen und Trocknung;
  • - Verwendung von wässrigen, tensidgestützten Emulsionen oder Dispersionen, z. B. auf Paraffin- oder Paraffin/Montanwachsbasis, und nachfolgende Trocknung;
  • - Dispergierung des Wirkstoffs auf einen vorzugsweise mineralischen Träger.
Hierzu sind verschiedene Veröffentlichungen bekannt. Beispielhaft wird auf folgende Dokumente verwiesen: WO 99/35103, EP 0 669 377, DE 195 32 583, DE 196 28 749, DE 196 28 750, DE 197 32 507, DE 198 05 344 und DD 229 106.
Die Verwendung von Montanwachs zu Hydrophobierungszwecken ist seit langem bekannt. Durch Kombination mit Paraffinen wird die Effektivität noch deutlich erhöht. Solche Systeme wurden als Prills direkt oder als Dispersionen zur Anwendung gebracht.
Auch die Vermahlung mit mineralischen Trägern und damit die Erzeugung eines feinteiligen Produkts ist im Stand der Technik beschrieben.
Durch die Verwendung von Dispersionen oder Trockenmahlprodukten wird das Wachs gleichmässiger und in wesentlich grösserer Feinheit als prilliertes Wachs im Anwendungsstoffgemisch vorverteilt. Dadurch wird die durchgehende Imprägnierung infolge Wärmeeinwirkung insofern begünstigt, dass kleinere Partikel erstens schneller und vollständiger schmelzen und die Wachsschmelze zweitens kürzere Wege überwinden muss, um den Anwendungsstoff ohne Fehlstellen zu durchsetzen. Die erforderliche Aufwandsmenge und die Temperaturhaltezeit sinken.
Die beschriebenen Anwendungen haben jedoch den Nachteil, dass ein bedeutender Teil entweder Wasser oder Trägersubstanz als wirkungsloser Ballast in allen Phasen der Herstellung und Verwendung mit bewältigt werden muss.
Ein wesentliches Ziel der Erfindung ist daher die Weiterentwicklung des Standes der Technik auf dem in Rede stehenden Fachgebiet im Hinblick auf die weitere Reduzierung der Aufwandsmengen des Anwendungsstoffs im Trägerstoffsystem.
Dazu war aufgabengemäss ein hochdisperses Hydrophobierungsmittel auf Basis eines Esterwachscompounds zu entwickeln, das folgenden Anforderungen gerecht wird:
  • - Der Schmelzpunkt soll unterhalb der bei der Verarbeitung auftretenden Temperatur liegen;
  • - Das Compound soll feindispers verarbeitbar sein und einen hohen Wirkstoffgehalt aufweisen;
  • - Das Produkt soll gut zu festen wie auch fliessfähigen Trägerstoffen dosierbar sein;
  • - Ein gutes Verteilungsverhalten sowie gute Haftung auf dem Trägerstoffsystem ist zu sichern;
  • - Bei minimaler Aufwandsmenge ist eine entsprechend den Anforderungen ausreichende Hydrophobierungswirkung zu realisieren.
Die gestellte Aufgabe ist nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst worden.
In den abhängigen Ansprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen beschrieben. Die Unteransprüche enthalten auch Beispielrezepturen für erfindungsgemässe Wachscompounds.
Gegenstand der Erfindung ist ein Compound aus natürlichen und/oder synthetischen Wachsen, Montanwachsinhaltsstoffen, Harz, vorzugsweise natürlichen Ursprungs, und Paraffinwachsen und/oder Fetten bzw. Fettsäuren. Das Compound wird ausserdem chemisch modifiziert. Es enthält zusätzlich zu den vorgenannten Bestandteilen, die gesamtheitlich oder alternativ vorhanden sein können, geringe Mengen härtender oder elastizitätsverbessernder Substanzen, oberflächenaktiver und/oder wirksamkeitssteigernder Stoffe sowie Mahlhilfsmittel bzw. solche Substanzen, die die Reagglomeration verhindern. Die konkrete Stoffzusammensetzung des erfindungsgemässen Compounds richtet sich nach der Stoffmatrix, in der es wirken soll.
Das Wachscompound ist in seinen Eigenschaften so eingestellt, dass es durch geeignete Zerkleinerungsverfahren, z. B. Mahlung in gekühlten schnelllaufenden Mühlen mit hoher Prallbeanspruchung, zu einem staubförmigen Produkt verarbeitbar ist und in dieser Form zu einem deutlich verbesserten Masse- Wirkungsverhältnis führt.
Im Einzelnen ist der Gegenstand der Erfindung durch die folgend beschriebenen Merkmale definiert.
Es handelt sich um ein Wachscompound, dass Montanwachs, chemisch modifizierte Montanwachsinhaltsstoffe, paraffinische Kohlenwasserstoffe und weitere wirksamkeitssteigernde und härtende Zusätze enthält.
Neben der Montanwachskomponente sind bis zu 40% veresterte Wachsfraktionen und bis zu 60% Paraffine enthalten sind.
Nachfolgend ist im Bedarfsfall eine Anverseifung mit 0,1-5% Alkalien und/oder Erdalkalien, bezogen auf Wachs, vorgesehen.
Die Veresterung wird mit 10-40% längerkettigen Alkoholen ab C8 oder 3-10% oder mit mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise Glykolen oder Polyvinylalkohol, jeweils bezogen auf Wachs, realisiert.
Die erwähnten Montanwachsinhaltsstoffe sind eine aus aliphatischen Wachssäuren und Estern konzentrierte Fraktion oder hauptsächlich nichtgeradkettige Bestandteile des Montanwachses, die durch Sauerstoffoxidation vorbehandelt und dann verestert sein können.
Die besagte Montanwachsfraktion kann durch andere langkettige Esterwachse auf Naturbasis, wie Carnauba, modifizierte Fette oder synthetische Ester, ganz oder teilweise ersetzt und durch bis zu 80% thermoplastische Harze auf Natur- oder Kohlenwasserstoffbasis, bezogen auf die Wachsfraktion, verstärkt werden kann.
Die Paraffinanteile sind durch bis zu 30% härtende Zusätze, beispielsweise PE-Wachs oder Hartparaffin, bzw. durch bis zu 30% elastizitätsverbessernde Elastomere, jeweils bezogen auf Paraffin, ergänzbar.
Weiterhin enthält das erfindungsgemässe Compound geringe Mengen wirksamkeitssteigernder Zusätze in Form von Silikonöl. Bezogen auf das Gesamtcompound sind davon maximal 15% enthalten.
Schliesslich sind die Vermahlung unterstützende Stoffe und Verbindungsstoffe zwischen dem Wachscompound und den Oberflächen der Anwendungsstoffe zugesetzt und eingearbeitet. Beide Aufgaben erfüllen bis zu 30% Ligninprodukte, insbesondere Ligninsulfonate, sowie bis 25% Zellulosederivate, wie deren Ether und Ester, jeweils bezogen auf das Gesamtcompound.
Das beschriebene Wachscompound ist im Hinblick auf seine Verwendung zur direkten Feinstvermahlung, wie auch zur Mahlung mit Trägerstoffen mineralischer und/oder anderer Natur, wie Kohlenstoffprodukten oder Fasern, geeignet. Weiterhin eignet sich das Produkt zur tensidgestützten Dispergierung. Es ist damit für viele Anwendungsbereiche einsetzbar. Die Eignung zur Feinstvermahlung ermöglicht eine weitere Minimierung der Aufwandsmengen ohne negative Auswirkung auf die Hydrophobierungseigenschaften im Anwendungsprodukt.
Nachfolgend werden einige Rezepturbeispiele angegeben:
Beispiel 1
  • - 40% Montanwachs mit selektiv aufkonzentrierten Wachssäuren und Estern, das in bekannter Weise mit maximal 10% Fettalkohol, bezogen auf Wachs, verestert ist;
  • - 15% bei Normaltemperatur sprödes Tallharz mit niedrigem Erweichungsbereich;
  • - 40% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Verseifungsmittel, CaCO3;
  • - 3% Polyvinylalkohol mit Restacetatgehalt.
Beispiel 2
  • - 20% Montanwachs mit selektiv reduzierten Wachssäuren und Estern, das in bekannter Weise mit Luftsauerstoff anoxidiert sind;
  • - 15% Montanwachs oder einem anoxidierten Paraffinwachs EP < 50°C oder Carnaubawachs;
  • - 5% hydrophobierendes Silikonöl;
  • - 40% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C.
Beispiel 3
  • - 30% Montanwachs;
  • - 6% bei Normaltemperatur sprödes Tallharz mit niedrigem Erweichungsbereich;
  • - 2% Fettamin C 16/18;
  • - 60% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Polyethylenwachs mit ca. 100°C Erstarrungspunkt und möglichst geringer Viskosität.
Beispiel 4
  • - 30% Carnaubawachs oder Montanwachs;
  • - 2-5% Zelluloseacetat;
  • - 60-63% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Polyethylenglykol;
- 3% Hartparaffin, Erstarrungspunkt ca. 100°C.
Beispiel 5
  • - 20% Estherwachs aus Fettsäuregemisch und Wachsalkohol;
  • - 10% Montanwachs, anverseift mit 1% Al(OH)3;
  • - 65% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 5% Hartparaffin, Erstarrungspunkt ca. 100°C.
Beispiel 6
- 60% Montanwachs;
- 5% Ligninsulfonat;
  • - 30% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-65°C;
  • - 5% Stearinsäure.

Claims (10)

1. Wachscompound, gekennzeichnet durch seine Bestandteile Montanwachs, chemisch modifizierte Montanwachsinhaltsstoffe, paraffinische Kohlenwasserstoffe und weitere wirksamkeitssteigernde und härtende Zusätze, und durch seine Verwendung zur Vermahlung, wobei das Compound bzw. dessen Bestandteile im einzelnen dadurch charakterisiert sind,
  • - dass neben der Montanwachskomponente bis zu 40% veresterte Wachsfraktionen und bis zu 60% Paraffine enthalten sind, wobei eine Anverseifung nachfolgend möglich ist;
  • - dass die Veresterung mit 10-40% längerkettigen Alkoholen ab C 8 oder 3-10% oder mehrwertigen Alkoholen, beispielsweise Glykolen oder Polyvinylalkohol, jeweils bezogen auf Wachs, vorgesehen ist;
  • - dass die Anverseifung mit 0,1-5% Alkalien und/oder Erdalkalien, bezogen auf Wachs, durchführbar ist.
  • - dass die Montanwachsinhaltsstoffe eine aus aliphatischen Wachssäuren und Estern konzentrierte Fraktion oder hauptsächlich nichtgeradkettige Bestandteile des Montanwachses sind, die durch Sauerstoffoxidation vorbehandelt und dann verestert sein können;
  • - dass die Montanwachsfraktion durch andere langkettige Esterwachse auf Naturbasis, wie Carnauba, modifizierte Fette oder synthetische Ester, ganz oder teilweise ersetzbar ist und durch bis zu 80% thermoplastische Harze auf Natur- oder Kohlenwasserstoffbasis, bezogen auf die Wachsfraktion, verstärkt werden kann;
  • - dass die Paraffinanteile durch bis zu 30% härtende Zusätze, beispielsweise PE-Wachs oder Hartparaffin, bzw. durch bis zu 30% elastizitätsverbessernde Elastomere, jeweils bezogen auf Paraffin, ergänzbar sind.
  • - dass als wirksamkeitssteigernde Zusätze geringe Mengen Silikonöl, d. h. maximal 15%, bezogen auf das Gesamtcompound, enthalten sind;
  • - dass bis zu 30% Ligninprodukte, insbesondere Ligninsulfonate, sowie bis 25% Zellulosederivate, wie deren Ether und Ester, bezogen auf das Gesamtcompound, eingearbeitet sind.
2. Wachscompound nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur direkten Feinstvermahlung.
3. Wachscompound nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Mahlung mit Trägerstoffen mineralischer und/oder anderer Natur, wie Kohlenstoffprodukte oder Fasern.
4. Wachscompound nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung zur tensidgestützten Dispergierung.
5. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 40% Montanwachs mit selektiv aufkonzentrierten Wachssäuren und Estern, das in bekannter Weise mit maximal 10% Fettalkohol, bezogen auf Wachs, verestert ist;
  • - 15% bei Normaltemperatur sprödes Tallharz mit niedrigem Erweichungsbereich;
  • - 40% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Verseifungsmittel, CaCO3;
  • - 3% Polyvinylalkohol mit Restacetatgehalt.
6. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 20% Montanwachs mit selektiv reduzierten Wachssäuren und Estern, das in bekannter Weise mit Luftsauerstoff anoxidiert sind;
  • - 15% Montanwachs oder einem anoxidierten Paraffinwachs EP < 50°C oder Carnaubawachs;
  • - 5% hydrophobierendes Silikonöl;
  • - 40% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C.
7. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 30% Montanwachs;
  • - 6% bei Normaltemperatur sprödes Tallharz mit niedrigem Erweichungsbereich;
  • - 2% Fettamin C 16/18;
  • - 60% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Polyethylenwachs mit ca. 100°C Erstarrungspunkt und möglichst geringer Viskosität.
8. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 30% Carnaubawachs oder Montanwachs;
  • - 2-5% Zelluloseacetat;
  • - 60-63% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 2% Polyethylenglykol;
  • - 3% Hartparaffin, Erstarrungspunkt ca. 100°C.
9. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 20% Estherwachs aus Fettsäuregemisch und Wachsalkohol;
  • - 10% Montanwachs, anverseift mit 1% Al(OH)3;
  • - 65% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-80°C;
  • - 5% Hartparaffin, Erstarrungspunkt ca. 100°C.
10. Wachscompound nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Rezeptur:
  • - 60% Montanwachs;
  • - 5% Ligninsulfonat;
  • - 30% Hartparaffin, Erstarrungspunkt 50-65°C;
  • - 5% Stearinsäure.
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