DE2063734A1 - Wachse für ionogen/nichtionogene Selbstglanzemulsionen - Google Patents

Description

Wachse für ionogon/nlchtionogene Selbstglana»»

emulsionen.

Für die Herstellung von Selbetglanzetnulaionen auf Polyäthylen«· wachs basis benutzt »an oxydierte Polyäthylenwachse oder Copolymerisate von Äthylen und anderen Monomeren. Diese Wachse werden mit Olein und flüchtigen Aminen eraulgiert.

Die Nachteile der Verwendung von Olein und flüchtigen Aminen sind bekannt. Olein erweicht die Waohsfilme und verschlechtert damit deren Begeheigenschafton. Amine sind verhältnismäßig teuer und tragen mitunter «ur Verfärbung der Filme beil ihre Flüchtigkeit stört bei der Herstellung. ;

In der Literatur finden sich Hinweise, wonach die erwähnten Polyäthylenwachs« aber auch ohne Olein und ohne Amine eraulglert werden kennen ("Soap and Chemical Specialities'* Jahrgang 1970» Heft 3, Seite 128). Dia PolyUthylenwachse werden zu diesen Zwecke in dssr Schmelze mit Kaliumhydroxid umgesetzt ("verseift^w) und mit nichtionogenen Emulgatoren Vermischt. Die erhaltenen Waohaechiaelaen lassen eich dann auf Selbst» glänzemulsionen dea ionogon-niohtionogenen Typs nach dem Wachein-Wftβeer-Verfahren verarbeiten, wobei in bekannter Waise mit Polymerdisperaionen und ammoniakalischen Lösungen von Netz·· hareen sowie mit den üblichen sonatigen Zusatzstoffen rexseptiert wird» um Verkaufsfertige Pflegemlttelenulsionen «u erhalten.

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Das vorstehend dargestellte Verfahren sowie das daraus resultierende Wache 1st Jedoch mit einigen wesentlichen Mängeln behaftet. So ist es - wie eigene Versuche zeigten « nicht raüglioh, das Wachs aus der Schmelze heraus in technisch vernünftiger Weise au konfektionieren, da es wegen seiner starken Klebrigkeit weder in die handelsübliche Schuppenform gebracht werden kann, nooh in Gestalt von Brocken befriedigend lagerbar ist. Es kann somit nicht als fester Wachskörper zu einem beliebigen Zeitpunkt, sondern nur ale Schmelze direkt nach der Herstellung für die Bereitung der Selbstglanzemulsionen eingesetzt werden. Die Wachsschmelzen kann man weiterhin wegen ihrer hohen Schmelz« viskosität von über I500 cP/i20°C nur nach dem Wachs-in-Wasser-· Verfahren und auch dann nur unvollständig oder nicht ausreichend feindispers emulgieren. Das Wachs-ln-Waaser-Vorfahren ist aber bei vielen Emulsionsherstellern undurchführbar, weil ein gegenüber dem WaBser-in-Wachs-Verfahren größerer apparativer Aufwand erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil ist die in einigen Fällen bei der Reaktion von Polyäthylonwachs mit Kaliumhydroxid auftretende, starke Verfärbung dee Reaktionsprodukte·,

Ee wurde nun gefunden, daß die vorstehend geschilderten Nachteile vermieden werden können bzw. nicht mehr bestehen, wenn anstelle von Polyäthylenwaeha allein, Wachsai schlingen zur Verseifung eingesetzt werden»

Die Erfindung betrifft daher Wachse mit Schmelssviskositäten von kO bie 7OO üP/i2O°C für ionogon-niohtlonogene Selbstglanzemulsionen, welche aus mit 0,8 bi» 3,2 Gew.i» Kalium·«· hydroxid verseiften Mischungen aus

a) 10 ble 63 Gew.ji eines wachsartigen Äthylenpolymeren- oder »Co·

polyraeron Mit einem Tropfpunkt von 93-115⁰C und einer Säurezahl von 3 bis 90

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b) IO bie 65 Gew. % eines Esterwachses der Säurezahl k bie 80 und

ο) 15 bis 65 Gew. $ eines Kohlenwasserstoffwachsea vom Schmelzpunkt 80 bis 90 ⁰C der Dichte 0,93 bis 0,95 (bei 20 ⁰C) und der Psnetrationszahl von k bis 10,

denen entweder vor der Verseifung oder nach der Verseifung, oder

in Teilmengen vor und nach der Verseifung·

5 bis 25 Gew. $ bezogen auf obige Wachnmiechung eines nicht-

ionogenen Emulgators auf Basis von Äthoxylierungsprodulcton aus Fettalkoholen und/oder Fettaminen mit 8 bis 2k C-Atomen im Molekül und/oder Alkylphenole!! mit 3 bis 16 C-Atomen in der Seitenkette, und k bis 30 Mol Äthylenoxid

zugefügt worden waren, zusammengesetzt sind.

Die erfindungsgemäßen Vachsmischungen stollen harte, helle Produkte dar, die sich aufgrund ihrer niedrigen Schraelzviskositäten von 40-700, vorzugsweise 7Ο-5ΟΟ cP/120 ⁰C ohne jegliche Zusätze sowohl nach dom Wachs-in-Wasser- als auch besondere nach dem Vasser-in-Wache-Verfahren zu feindispersen, stabilen Emulsionen verarbeiten lassen.

Unter wachsartigen Äthylen-Polymeren bzw. -Capolymeren werden solche Polyäthylene oder Copolymerisate des Äthylens mit ungesättigten Fettsäuren, wie Crotonsäure, Acrylsäure oder Methacrylsäure verstanden, die eine wachsartige Struktur besitzen, einen Tropfpunkt von 95-115 ⁰C zeigen und eine Säurezahl zwischen 3 und 90, vorzugsweise 10-5O aufweisen. Ihr Molekulargewicht liegt zwischen etwa I500 und 4000| sie sind nach bekannten Methoden durch Oxydation von Aufbau- oder Abbaupolyolefin-Wachsen bzw. wie vorstehend erwähnt, durch Mischpolymerisation von Äthylen und ungesättigten Fettsäuren erhältlich und solion in den Wachsen mit 10 bie 65 Gew. $ enthalten sein.

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Geeignete Esterwachse sind bevorzugt die durch Veresterung von Oxydaten des entharzten oder nicht entharzten Rohmontanwachses mit ein·» oder mehrwertigen aliphatischen Alkoholen erhältlichen sogenannten "teilsynthetischen Esterwach·«" mit Säurezahlen von 4-80, vorzugsweise 20-40. Ee können aber auch Naturwachse wie Carnaubawachs, eingesetzt werden. Ihr Gehalt in der Mischung beträgt 10 bis 65 Gew. $>,

Unter Kohlenwasserstoffwachsen werden harte» nichtoxydierte, aus Erdöl gewonnene Wachse, a. B. Mikrowachse vom Schmelzpunkt 80-90 ⁰C verstanden» deren Dichten, gemessen bei 20 ⁰C, 0,93-0,95 und deren Penetrationeseahlen (nach Richardeon) fe 4-10 betragen. In den Wachsen sollen 15 Die 65 Gew. $ davon enthalten sein.

Als nichtionogene Emulgatoren in den erfindungsgemäßen Wachsen dienen Polyäthylenglycoläther von Alkylphenolen mit 3 bis 16 C-Atomen in der Seitenkette, von Pettaminen mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen im Molekül und von Fettalkoholen mit ebenfalls 8 bis 24 C-Atomen pro Molekül, die durch Xthoxylierung der genannten Amine, Alkohole und Phenole erhältlich sind. Bevorzugt werden Ums et asungsprodukte verwendet, die pro Mol Alkylphenole, Fettalkohol- bzw· Fettaminkomponente k bis 30 Mol Äthylenoxid enthalten. Als phenolische Komponente seien beispielsweise Nonylphonol und Tributylphonol, als Fettamin- * komponenten Stearylamin, Oleylamin und Cocoafettamin, und als Alkoholkomponenten Stearylalkohol« Talgfettalkohol und Ieotridecylalkohol genannt«

Di· vor dar Verseifung, naoh der Verseifung, oder in Teilmengen vor und naoh der Verseifung den Wachsen zususetsende Eaulgatoreenge beträgt 5 bia 25 G«w. i», be sogen auf die Wachseischung. £· kann «in «insiger der genannten Emulgatoren gewählt werden, •benao wie auoh «in· Miaohung au· Mehreren der aufgeführten Typen»

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Die erfindungsgeinäßen Wachse werden in der Weise erhalten» daß man Esterwachs, Äthylenpolymerisat baw. Copolymerlsat, Mikrowacha und gegebenenfalls auoh den nlchtionogenen Emulgator, oder eine Teilmenge desselben, im Schmelzfluß bei 105 bis 120 C unter Rühren miteinander vermischt, sodann Kaliumhydroxyd zu· fügt und in Verlauf von etwa 30 Minuten die Temperatur bie auf ca. I25 C steigert, wobei da· gebildet· sowie das mit den Kaliumhydroxyd eingebrachte Wasser gegebenenfalls unter Anlegen von Vakuum entfernt wird. Falle vor der Verseifung noch nicht geschehen, gibt man dann den Emulgator oder die noch fehlende Teilmenge desselben au.

Die erforderlich· Kaliueihydroxydmenge beträgt 0,8-3,2 Gew.^, bezogen auf die Mischung der Wachekomponenten, Xm allgemeinen verwendet »an Jedoch Kalilauge In einer in der Teohnik üblichen Konzentration. Gebräuchlich ist z.B. eine 43#lge Kalilauge, von welcher dementsprechend 2-7 Gew»# eingesetzt werden«

Die Wachse gemäß der Erfindung werden in Emulsionen, bevorzugt in Selbetglanssesmlaionen eingesetzt, die entsprechend . dem Stand der Technik Polymardisporsionen, z.B. solche auf Styrol-Acrylat-Basie, Netz· und Verlaufmittel wie Kolophonium-, baw. Styrol-· Maleinat-Harze und Fluorcarbonaäuren, Plastiflka«* toron wie Dibutylphthalat, TributoxyäthyIphosphat, Methyl» oder Äthyldiglykol und Äthylenglykol» Konservierungsmittel, Metallsalze, Korrosions- und Frostschutzmittel, und ggf. wasch* aktive Substanzen enthalten können.

Neben den bereite erwähnten vorteilhaften Eigenschaften zeichnen eich die Wachse besondere dadurch aus, daß sie mühelos in die anwendungetechnisch bevorzugte Schuppenform gebraoht werden können.

Die nachstehenden Beispiele sollen da· Verfahren näher erläutern.

In Beispiel 1 und 2 1st der Stand der Teohnik dargestellt. Die Beispiele 3 und k «eigen die erfindungsgemlißen Wachse und die Vorteile ihrer Anwendung in Salbetglanzemulsionen für die

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Fußbodenpflege. In der Tabelle sind schließlich die Eigenschäften der Wachse und der aus ihnen bereiteten Emulsionen zusammengestellt,

Beispiel 11

76,0 Gew.T. eines Copolymerieatee von Äthylen »it Acryl*

säure, Säuresahl 48
18,5 Gow.T. Nonylphenol oxäthyliert (10 Mol Äthylenoxyd pro

Mol Nonylphenol) wurden auf t1Q~120°C erhitat und mit 5»5 Gew.T. Obiger Kalilauge verseift.

Die resultierende Wachsschmelze wurde nach dem Wasser-in-Waohs· Verfahren emulgiert.

Dabei gelang es nicht, das Wachs vollständig zu emulgieren, so daß auf die Messung von Selbstglans* und Lichtdurchlässigkelt verzichtet werden mußte.

Beiβpiel 21 Es wurden

71»5 Gew.T. eines oxydierten Polyäthylenwachsee mit einer Säureaahl von 15 und einoat Molgewicht von 2000-3000 und

21,5 Gew.T. Nonylphenol oxäthyliert (9 Mol Äthylenoxyd pro Mol Nowylphenol) auf 110»120°C erhitat und mit einem Gemisch aus
1,5 Gew.T. Ätakali und
5»5 Gew.^C. Äthylenglykol verseift.

Die resultierende Wachsschaelste wurde nach deaj Waseer-in-¥acha-Verfahren eomlgiert.

Dabei gelang oa .nicht, das Wachs vollständig zu emulgieren_f 60 daß auf die Messung von Selbstglana und Lichtdurchlässig«* keit versichtet werden mußte.

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Beispiel 3»

23,0 Gew.T. Esterwachs auf Rohmontanwaohebaais mit einer Säur·· eahl von 28 (HOECIIST-Wachs KSL)

27,0 Gew.T. Copolymerieat aus Äthylen und Acrylsäure der Säure« eahl k&

32,5 Gew.T. hartes nichtoxydiertos Mikrowaohs mit einer PZ von 7, einen Schmelzpunkt von 82°C und einer Dichte von 0,9^0 bei 2O⁰C (Petrolite C 700) und

10,5 Gew.T. Nonylphenol «it 6 Mol Äthylenoxyd oxäthyliert, werden bei 110°C im Schmelzfluß Miteinander vermischt. Die Mischung wird sodann mit

3,5 Gew.T. Obiger Kalilauge vorsichtig unter Rühren verseift und anschließend noch 30 Minuten bei 125°C gerührt.

Dann werden

3,5 Gew.T. Stearylainin-Öxäthylat (iO Mol Xthylenoxyd pro Mol Amin) eingerührt, Die Mischung wird auf einer Schuppenwalsse in verkauf·fertige Form überführt.

Das so hergestellt» Vache kann nach dem Vasser-in· Wachs-Verfahren emulgiert werden, indem nan

β5,0 Gew.T. Wasser von 95°C in

15,0 Gew.T. einer auf 115°C erhitaten Schmelse de· Vacheos allmählich unter Rühren einlaufen läßt.

Die Lichtdurohläsaigkeit der mit entsalztem Wasser im Verhält*· nie I1IOO verdünnten Wachsemuleion wurde mit dem Spektralphotometer ElXJO ZI der Firma Zeisa gegen Wasaer bei einer Wellenlänge von 633 *"· ^u^d einer Schichtdick· von 1,00 cm bsi einer Temperatur von 20⁰C gemeasen. Si· betrug 80,2

Zur Beatitamung d·· S«lbetglan«e· wurden 85 Oaw.T. dar Wachsemulaion Kit 15 Gew.T* einer 15#iß*n »mmoniakaliachen Lösung »ine· Kolophonium-Malainat^Harsea g^mlacht. Dann wurde

. #j

auf ·1η· ecbwaree Vinylaab«at*Fußbod«nbelacfli*se 0,2 nl/100 «m dieser Mischung aufg*traff«n· Xur Messung d·· Selbetfjlans·· diente •in UlanemeOgerttt nach Dr» 8· Lan«·. Der Selbstglans wurde gegen eine schwaree Glasplatte (100 £ Olims) gerneaaen. Er !»etrug kB £.

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PUr die Herstellung einer in der Praxis einsehbaren Belbstglanzemuleion wird die Wacheemulsion wie folgt abgemischtt

^0,0 Gew.T. Waohsemulsiott

10,0 Oew.T. einer ammoniakalisehen Lösung eine· Kolophonium«

Maloinat-Haraes von 15 # FestkÖrpergehalt 60,0 Gew.T. einer Styrol-Acrylat-Copolymer-Dispereion Bit 15 $ FeetJ'tirper und einer minimalen Filwbildetemperatur von etwa ^0⁰C 1,1 Oew.T» Tributoxyäthyl phosphat 1,5 Oew.T. Methyldiglykol 0,5 Oew.T. Pyrrolidon*2

1,0 Oew.T. einer wäßrigen I7&igen Lösung einer fluorierten Carbonsäure

114,1 Gew.T. Selbstglaneeauleion.

Die einsteinen Hezeptbostandteile werden in der angegebenen Reihenfolge unter Rühren geeisoht. 01· Plastifikatoren werden 30 Minuten lang eingerührt.

Selbetglanz de· Vaohsflln·· 83 jC.

Vünecht man ein· Solbetglanzemulsion mit hühsrets Gehalt an Polywor-Diepereion, so kann nan die Wachsemulsion wie folgt ab· toi schont

I 20,0 Oew.T. Vacheomulsion

10,0 Gew.T. einer amtaoniakalIschen Lösung eines Kolophonium·

Maleinat-Harses von 15 $ Festkörpergehalt

80,0 Gew.T. einer Styrol-Aorylat-Copolymer-Dispersion alt 15 ^ Festkörpergehalt und einer Minimalen Filnbllde« temperatur von etwa 40°C. 1,7 Gew.T. Tributoxyäthylphosphat 2,0 Gew.T. Methyldißlykol 0,5 Gew.T. Pyrrolidon»2

1,0 Oew.T. einer wäßrigen 1^1gen Lösung »iner fluorierten ^_mtmmmmmm^_mmammmmmm Carbonsäure 115*0 Gew.T. Selbetgianeeftulsion Selbstglanst des ¥aohsfil··· 80 %,

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Eine metallsalzhaltige Selbstglanzemulsion, die detergentienfeste, mit amtnoniakhaltigen Reinigern leicht entfernbare, strapazierfähige Filme liefert, kann nach folgendem Rezept hergestellt werden)

20,0 Gew.T. Waohaomulsion

10,0 Gew.T. einer ammoniakalischen Lösung eines Kolophonium-

Haleinat»Harzes von 15 # FestkBrpergehalt

80,0 Gew.T. einer metallsalsshaltlgen Styrol-Acrylat-Copolymer-Diepersion mit 15 $> Festkör par gehalt und einer minimalen Fllpbildotemperatur von etwa 40 C 1,1 Gew.T. Tributoxyäthylphosphat 2,0 Gew.T. Möthyldiglykol 0,5 Gew.T. Pyrrolldon~2

1,0 Gew.T. einer wäßrigen tilgen Lösung einer fluorierten Carbonsäure

114,6 Gew.T. metallsalzhaltige Selbstglanzeraulsinn Selbstglans des Vaohefilmes 88 $>.

Beispiel kl

28,0 Gew.T. helles Esterwachs auf RohmontanwachsbasIs mit

einer Säurezahl von 30 (HOECHST-Vachs KSL) 29,0 Gew.T· Polyäthylenwaohs-Oxydat mit einer Säurezahl von

und einem Tropfpunkt von 101⁰C (IIOECHST-Vachs PAD 521) 26,0 Gew.T. hartes nicht oxydiertes Hikrowachs mit einer PZ von 6,5» einem Schmelzpunkt von 83⁰C und einer

Dichte von 0,9^1 bei 20⁰C und 10,0 Gew.T. Nonylphenol mit 6 Mol Äthylenoxyd oxäthyliert,

werden mit 3,5 Gew.T. 43#ige Kalilauge wie in Beispiel 3 verseift. In die

Schmelze werden 3i5 Gew.T. Stearylarain-Oxäthylat (10 Mol Äthylenoxyd pro Mol AmIn

zugesetzt.

Wie in Beispiel 3 beschrieben, wird sodann eine Wachsemuleion bereitet, abgetalscht und untersucht* Selbstglanzt 43 ^. Liohtdurohläeeigkeiti 80,0 ^.

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Eigenschaften der Wachse nach Baispiel 1-4

NJ ο co OO Ki CO

CD CO

5-

O O

Q. ζ

Wachsmiechung nach Beispiel	t	2	3	k
Farbe	fast weiß	braun	gelblich	gelblich
Säurezahl	9	5	2	3
Verseifungszahl	9	17	31	34
Dichte	0,966	0,973	0,974	0,980
Viskosität 120°C cP	2000	2100	110	150
S c huppharke it	nicht vorlianden	nicht vorhanden	vorhanden	vorhanden
Enmlgierung nach decs ^asser-in-WacliS-Verfaliren	schlecht	schlecht	gut	gut
Eaiul gier barkeit	120-125	120-125	115-120	115-120
Verarbeitungstesnperatur °C	stippig	stippig	fein dispers	fein- dispers
Aussehen der Emulsion	niclit bestirasibar	nicht bestimmbar	80,2	80,0
Lichtdurchlässiglceit i»	nicht bestimsbar	nicht bestiinnibar	, 48	43
Seibatgiaaz ^

CD CD

CO

Claims (1)

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   1.) Wacheo mit Schmelzviskositäten von kO bis 700 oP/120 ⁰C für ionogen-nichtionogeno Selbstglanzemulsioncn» bestehend au· mit 0,8 bis 3,2 Gew. % Kaliumhydroxid verseiften Mischungen aus

   a) 10 bis 65 Gew. $ eines wachsartigon Äthylenpolymeren«

   oder -Copolymeren mit einem Tropfpunkt von 95*115 ⁰C und einer Säurezahl von 3 bis 90

   b) 10 big 65 Gew. fj eines ßeterwachses der Säure zahl k bis

   und
   o) 15 bie 65 Gew. ήο eines Kohlenwassoratoffwachsee vom

   Schmelzpunkt 80 bis 90 ⁰C, der Dichte 0,93 bie 0,95 (bei 20 ⁰C) und der Penetrations zahl von k bis 10,

   denen entwedor vor der Verseifung, oder nach der Verseifung,

   oder in Teilmengen vor und nach der Verseifung

   5 bis 25 Gew. i* bezogen auf obige Wachsmiechung eines

   niohtionogenen Emulgators auf Basis von Xthoxylierungsprodukten aus Fettalkoholon und/oder Pettaminen mit 8 bis Zk C-Atomen im Molekül und/oder Alkylphenolen mit 3 bis 16 C-Atomen in der Seitenkette, und k bis 30 Mol Äthylenoxid.

   zugefügt worden waren.

   2·) Verfahren zur Herstellung von Wachsen mit Schmelzviskositäten von *»0 bis 700 cP/120 ⁰C für ionogen-nichtionogene Selbetglanzemuleionen, durch Verseifen von Wachsmisohungen mit Kaiiurahydroxid, wobei diesen Vachemlschungen entweder vor der Vernoifung, oder nach der Verseifung, oder in Teilmengen vor und nach der Verseifung ein nichtionogener Emulgator auf Basis von Athoxylierungsprodukten aus Fettalkoholen und/oder Fettaminen mit 8 bis 2k C-Atomen in Molekül und/ oder Alkylphenolen Mit 3 bis 16 C-Atomen in der Seitenkette und k bip 30 Mol

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   Ethylenoxid ssugcoetzt wird» dadurch gekennzeichnet, daß eich die Wachetnischungen aus

   a) 10 bis 65 Gew. % eines wach-eax'tigon jCthylenpolymeren- oder

   •Copolyraeren mit einem Tropfpunkt von 95*115 °C und einer Säurezahl von 3 bis

   b) 10 bis 65 Gew. $ eines Eaterwachses der Säureaahi k bis

   und

   o) 15 bie 65 Gew. $ einen Kohlenv/asseretoffwachaee vom Schmelzpunkt 80 bis 90 ⁰C der Dichte 0,93 bis 0,95 (bei 20 ⁰C) und der Penotrationesahl von k bis 10,

   EUB&mmensetssen und die Menge dee nichtionogenen Emulgatore 5 bis 25 Gew. $, beisogen auf die Wacheraiachung, beträft.

   3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß rait 0,8 biß 3j2 Gew. ^ Kaliumhydroxid, bcssogen auf Ge ε ata t meng g der Vachökompononten» voreoift wird.

   k,) Verfahren nach Anspruch ? und 3# dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliuuihydroxid als wäßrige Lösung angewandt wird.

   5.) Verfahren naoh Anspruch 2 bie 4, dadurch gekennzeichnet» daß man die Verseifung bei ca. I05 bia 120 ⁰C vornimmt.

   6») Verfahren naoh Anspruch 2 biß 5» dadurch gekennzeichnet, daß man das gebildete und das durch die Kaliumhydroxidloeung eingebrachte Wasser nach Beendigung der Verseifung durch Erhitzen dex« Reaktionsmiachung auf ca« 1 if5 °C oder/und durch Anlegen von Vakuum entfernt.

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