DE2258365C3

DE2258365C3 - Unter Treibmittel stehendes Oberflächenbehandlungsmittel

Info

Publication number: DE2258365C3
Application number: DE2258365A
Authority: DE
Inventors: Francis E. Chapman; Robert F. Grant
Original assignee: SC Johnson and Son Inc
Current assignee: SC Johnson and Son Inc
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1972-11-24
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2161068A1; IT974490B; GB1366593A; US3929492A; AU474867B2; CA986255A; JPS5523875B2; NL7215873A; DE2258365A1; DE2265378C2; JPS4875487A; AU4922172A; DE2258365B2; FR2161068B1

Description

Die Erfindung betrifft ein unter Treibmittel stehendes Oberflächenbehandlungsmittel auf Basis einer Emulsion von Wachs und organischen Polysiloxanen in Wasser, das gegebenenfalls übliche Zusätze enthält.

Es ist üblich, für die Reinigung und Erhaltung des Aussehens harter Oberflächen, wie z. B. von Möbeln, Reinigungsmittel auf Wachs- oder Ölbasis zu verwenden. Derartige Oberflächenbehandlungsmittel sind im Handel erhältlich in Form von Pasten, Lösungen, Cremes und Emulsionen. Für viele Anwendungszwecke hat es sich jedoch als wünschenswert erwiesen, versprühbare Oberflächenbehandlungsmittel, d. h. Reinigungsmittel, die in einem unter Eigendruck stehenden Behälter vorliegen, zu entwickeln.

Aus diesem Bedürfnis heraus wurden unter Eigendruck stehende Oberflächenbehandlungsmittel auf Basis einer Emulsion von Wachs in Wasser entwickelt, die organische Polysiloxane und gegebenenfalls noch übliche Zusätze enthalten (vgl. z. B. die US-PS 25 24 590. 31 59 535, 33 95 028, 35 53 123, 29 07 664, die französischen Patentschriften 10 33 555, 15 43 398, die russische Patentschrift 2 64 575, die kanadische Patentschrift 7 04 385 sowie die deutsche Auslegeschrift 11 64 009 und die deutsche Offenlegungsschrift 16 69 128). Insbesondere in der zuletzt genannten deutscher· Offenlegungsschrift ist ein Poliermittel auf Wachsgrundlage beschrieben, das Silicone und übliche Zusätze enthält und das bei Zugabe von Treibmitteln auch in Form eines Aerosols versprüht werden kann.

Bei allen diesen bekannten Oberflächenbehandlungsm'itteln treten jedoch verschiedene Probleme auf. Ein Problem besteht darin, daß der wachsarlige Aufbau des auf die zu behandelnde Oberfläche aufzubringenden Mittels deutlich sichtbar ist und der zu behandelnden Oberfläche ein trübes oder schmieriges Aussehen verleiht. Außerdem ist es mit den bisher bekannten Mitteln nur schwer möglich, einen befriedigenden Glanz auf der Oberfläche zu erzeugen und zu erhalten. Ein besonderer Nachteil der auf dem Markt befindlichen, ein Treibmittel enthaltenden und unter Eigendruck stehenden versprühbaren Oberfläehenbehandlungsmittel ist der, daß sie ausnahmslos mindestens ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise ein Naphtha-, Kerosin- oder !fioparaffin-tösungsmittel, enthalten, das bisher als wesentlich zur Verhinderung der Agglomeration und Sedimentation der in dem Oberflächenbehandlungsmittel enthaltenen Wachsteilchen angesehen wurde. Die Verwendung eines organischen Lösungsmittels ist aber nicht nur bei der Herstellung gefährlich, weil diese organischen Lösungsmittel in der Regel leicht brennbar sind und giftige Dämpfe entwickeln, allgemein einen unerwünschten Geruch haben und die Erzeugung eines befriedigenden Glanzes verhindern, sondern auch unerwünscht, weil die vollständige Verdampfung des organischen Lösungsmittels nach dem Aufbringen des Oberflächenbehandlungsmittels auf die zu behandelnde Oberfläche einen langen Zeitraum in Anspruch nimmt und weil das organische Lösungsmittel bewirkt, daß ein Großteil des Oberflächenbehandlungsmittels nicht auf der zu behandelnden Oberfläche abgelagert wird, sondern in das Poliertuch eindringt. Ferner haben diese bekannten Oberflächenbehandlungsmittel den Nachteil, daß die damit behandelten Oberflächen gegen Wasserfleckenbildung äußerst empfindlich sind.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Oberflächenbehandlungsmittel zu entwickeln, das die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist, das sich insbesondere leicht, wirtschaftlich und gefahrlos herstellen und auf die zu behandelnde Oberfläche auftragen läßt und in bezug auf die erwünschte Glanzbildung keine Probleme aufwirft.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe mit einem unter Treibmittel stehenden Oberflächenbehandlungsmittel auf Basis einer Emulsion von Wachs und organischen Polysiloxanen in Wasser das gegebenenfalls übliche Zusätze enthält, gelöst werden kann, das gekennzeichnet ist durch eine Wasser-in-ÖI-Emulsion, die aus etwa 0,1 bis 5% Wachs, etwa 0,5 bis 10% eines organischen Polysiloxans, etwa 7,5 bis 10% mindestens eines verflüssigten, normalerweise gasförmigen Treibmittels und Wassers besteht.

■li Das den Gegenstand der Erfindung bildende neue Oberflächenbehandlungsmittel läßt sich leicht auf die zu behandelnde Oberfläche aufbringen, es scheidet sich gut darauf ab und ergibt einen langanhaltenden schützenden Überzug, der leicht auf Hochglanz gebracht werden

μ kann. Da es kein organisches Lösungsmittel enthält, ist es weder feuergefährlich noch entwickelt es toxische Dämpfe, die beim Auftragen auf die zu behandelnde Oberfläche, insbesondere in geschlossenen Räumen nicht nur störend, sondern auch gesundheitsgefährdend

υ sind. Die damit behandelte Oberfläche läßt sich mühelo.« und sofort auf Hochglanz bringen, weil nicht erst die Verdampfung eines organischen Lösungsmittels abgewartet zu werden braucht. Die damit behandelte Oberfläche ist gegen Wasserflcckenbildung völlig unempfindlich und kann jederzeit nachpoliert werden um nach Entfernung unerwünschter Ablagerungen der ursprünglichen Glanz wieder herzustellen, wodurch die Notwendigkeit eines mehrfachen Auftrags des Oberflä chcnbehandlungsmittels auf die zu behandelnde Ober

(,-, fläche vermieden wird.

Das wesentliche Merkmal des beanspruchten Ober flächenbehandlungsmittels ist die Tatsache, daß c; neben einem Wachs und einem organischen Polysiloxar

in aufeinander abgestimmten Mengenverhältnissen ein verflüssigtes, normalerweise gasförmiges Treibmittel enthält, das sowohl als Treibmittel als auch als kontinuierliche Phase der Emulsion dient, so daß auf die Verwendung eines organischen Lösungsmittels verzichtet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält das Oberflächenbehandlungsmittel etwa 0,5 bis 2,5% Wachs, etwa 1,0 bis 6,0% Polysiloxan und etwa 12 bis 20% des gasförmigen Treibmittels. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung enthält es als Polysiloxan ein Polydialkylsiloxan mit einer Viskosität von etwa 5 bis 50 000 cSt und ein besonders vorteilhaftes Oberflächenbehandlungsmittel erhält man dann, wenn es zusätzlich noch einen Wasser-in-öl-Emulgator enthält, der aus der Gruppe Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonopalmitat, äthoxylierte Stearinsäure, Polyglycerinoleat und Mischungen davon ausgewählt wird.

Die organischen Polysiloxane, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind z. B. Polydülkylsiloxane und Polyalkylarylsiloxane, insbesondere Poiydimethyisiioxan,

Polydiäthylsiloxan, Polymethyl-äthylsiloxan,

Polymethyl-phenylsiloxan und Copolymere aus zwei oder mehreren solcher Polysiloxane. Polydimethyhiloxan ist besonders bevorzugt. Es können Polysiloxare mit Viskositäten im Bereich von etwa 5 bis etwa 50 000 Centistokes (cSt) verwendet werden, wobei Viskositäten in der Größenordnung von 100 bis lOOOcSt besonders bevorzugt sind. Die Gesamtmenge der verwendeten Polysiloxane beträgt etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 6 Gew.-%, insbesondere 2 bis 4 Gew.-%, jeweils bezogen auf -hs Gewicht des Oberflächenbehandlungsmittels.

Das erfindungsgemäß verwendbare Wachs kann irgendein Wachs, vorwiegend ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Material von hohem Molekulargewicht sein, einschließlich Natur- und synthetischer Wachse, esterartiger Wachse, mikrokristalliner Wachse, Petroleumwachse und synthetischer harzartiger Materialien, wie Polyäthylen und Polypropylen. Von den esterartigen Wachsen sind die am meisten bevorzugten beispielsweise Candelillawachs und Carnaubawachs. Es kann auch eine Kombination aus zwei oder mehreren der vorerwähnten Wachse innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 2,5%, bezogen auf das Gewicht des Oberflächenbehandlungsmittels, verwendet werden. Zur Erzielung einer guten Beständigkeit gegenüber Wasserflecken sollte das erfindungsgemäß verwendete Wachs einen Schmelzpunkt unter 93,3°C haben, und in bevorzugten Ausführungsformen wird ein Mikrowachs mit einem Schmelzpunkt zwischen 65 und 80⁰C verwendet.

Es können anionische, kationische und nichtionische Emulgiermittel bei der praktischen Ausführung der Erfindung mit Erfolg verwendet werden, solange das Emulgiermittel mit den anderen Bestandteilen verträglich ist und man eine Wasser-in-ÖI-Emulsion erhält.

Emulgiermittel des nichtionischen Typs haben sich als besonders geeignet hinsichtlich der Förderung einer Emulgierung der öl- und Wasserphasen und der Vermeidung des Brechens der Emulsion in dem fertigen Oberflächenbehandlungsmittel erwiesen. Emulgiermittel, die sich als besonders geeignet für die praktische Ausführung dieser Erfindung erwiesen haben, sind langkettige Fettsäureester von Polyhydroxyverbindungen, wie Glykol-, Glycerin- und Sorbitanester von öl-, Stearin-, Palmitin- und Laurinsäure. Äthoxylierte Fettsäuren und Amide sind ebenfalls brauchbar. Zu repräsentativen Beispielen solcher Emulgiermittel zählen Sorbitan-monooleat, Sorbitan-monopalmitat, äth-

5 oxylierte Stearinsäure, Polyglycerin-oleat und ähnliche. Gemische der obigen Emulgiermittel können gegebenenfalls ebenfalls verwendet werden.

Zur weiteren Verbesserung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmittel zur

ίο Erzeugung einer stabileren Emulsion ist es häufig erwünscht, einen kleinen Anteil eines wasserlöslichen Allzweck-Emulgiermittels eiazuarbeiten. Die Menge des wasserlöslichen Emulgiermittels sollte etwa 1 bis 12% der Menge der zuvor erwähnten öllöslichen Emulgiermittel betragen. Auf diese Weise ergibt die Wechselwirkung der beiden Emulgiermittel eine stabilere Emulsion. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das wasserlösliche Emulgiermittel ein nichtionisches Polyäthylenoxid-Addukt. Die Gesamtmenge des in den erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlungsmitteln verwendeten Emulgiermittels sollte 0,1 bis 3 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung, je nach der Menge des zu emuigierenden Materials, betragen. Es ist allgemein erwünscht, die niedrigste wirksame Menge Emulgiermittel zu verwenden, da überschüssiges Emulgiermittel trübe oder streifige Filme auf der behandelten Oberfläche ergeben kann.

In den Oberflächenbehandlungsmitteln det vorliegenden Erfindung hat das Treibmittel eine Doppelfunktion.

Es dient sowohl als Mittel zum Heraustreiben des Mittels aus dem Behälter als auch als Hauptkomponente der kontinuierlichen Phase der Emulsion. Es wird angenommen, daß nachdem das Oberflächenbehandlungsmittel aus seinem Behälter herausgetrieben wurde, ein Teil des Treibmittels überraschenderweise eine ausreichende Zeitlang enthalten bleibt, um die Auftragung der Masse zu erleichtern und öllösliche Flecken von der behandelten Oberfläche zu entfernen. Dieses Resttreibmittel verdampft dann schnell, was zum Brechen der Emulsion und zu einer Ablagerung der Oberflächenbehandlungs-Komponenten, z. B. des Wachses und der Polysiloxane, führt. Dies ergibt einen sich schnell bildenden erwünschten Glanz, der lange anhält und durch Polieren zwischen dem Auftragen aufgefrischt werden kann. Außerdem wird, da das Treibmittel viel schneller verdampft als die herkömmlichen, bisher verwendeten naphthaartigen organischen Lösungsmittel, ein hoher Prozentsatz des Wachses und Polysiloxans auf der Oberfläche abgelagert, anstatt in

das Poliertuch mit restlichem Lösungsmittel einzudringen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Treibmittel sind verflüssigte, normalerweise gasförmige Treibmittel, bevorzugte Treibmittel sind die flüssigen, normalerweise gasförmigen Kohlenwasserstofftreibmittel, wie Propan, Isopropan, Butan, Isobutan und Gemische davon. Die bevorzugten Kohlenwasserstoff-Treibmittel sind Butan und Isobutan. Halogenierte Kohlenwasserstoffe als Treibmittel, wie Chlordifluormethan. Difluoräthan.

bo Dichlordifluoräthan und ähnliche, können ebenfalls verwendet werden. Homogene Gemische aus zwei oder mehreren Treibmitteln können auch verwendet werden. Die Treibmittel sollten in ausreichender Menge zugegen sein, um den gesamten Inhalt des Behälters auszutreiben und auch als Lösungsmittel in der Emulsion zu fungieren; daher sollte es in einer Menge von etwa 7,5 bis etwa 80%. vorzugsweise von 12 bis 20%, vorhanden

Das erfindungsgemäße Oberflächenbehandlungsmiite| enthält auch Wasser als Hauptbestandteil der emulgierien Phase. Das Wasser unterstützt die »Planierung« des Films und entfernt wasserlöslichen Schmutz., welcher auf der zu behandelnden Oberfläche vorliegt, ί Allgemein macht Wasser den Rest des Oberflächenbehandlungsmittels aus, wenn man die genannten aktiven Bestandteile in Rechnung stellt. Es kann auch erwünscht sein, in kleineren Mengen bestimmte Komponenten einzuverleiben, welche die Eigenschaften und Vorzüge u> des Oberflächenbehandlungsmittels verbessern. Spezielle Beispiele sind kleine Mengen von Duftstoffen, um der Masse eine angenehme Duftrichtung zu verleihen, Schutzmittel, in der Regel Formaldehyd, um das Bakterien wachstum in dem Behälter zu verzögern und die Lagerbeständigkeit des Produktes zu verlängern.

Die erfindungsgemäßen, unter Eigendruck stehenden Oberflächenbehandlungsmittel können in üblicher Weise nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden:

Ein oder mehrere Wachse, Polysiloxan(e), die Emulgiermittel und ein Duftstoff v/erden zusammengemischt und auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Wachses erwärmt. Γ-ieses Gemisch wird dann in einen geeigneten Druckkessel oder direkt in Aerosolbehälter überführt und versiegelt. Ein Teil oder das gesamte verflüssigte, normalerweise gasförmige Treibmittel oder Treibmittelgemisch wird dann zu diesem Gemisch unter gutem Rühren zugegeben. Die wäßrigen Komponenten und eventuelle weitere Zusätze werden dann auf eine Temperatur von etwa 60 bis 7TC erhitzt und unter fortgesetztem Rühren zugegeben, was zur Bildung einer Emulsion führt. Das erhaltene Gemisch wird dann durch geeignete Mittel auf Raumtemperatur abgekühlt, und gegebenenfalls wird zusätzliches Treibmittel zugegeben.

Eine andere Arbeitsweise zur Herstellung der Oberflächenbehandlungsmittel der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man ein oder mehrere Wachse, Polysiloxan(e), Emulgiermittel, irgendeinen Duftstoff und das Wasser homogen vormischt und dann dieses Gemisch in einen geeigneten Druckkessel oder -behälter gibt.

Das verflüssigte, normalerweise gasförmige Treibmittel oder Treibmittelgemisch wird dann unter Rühren zugegeben, was zur Bildung einer Emulsion führt. Das erhaltene Gemisch wird dann durch geeignete Mittel auf Raumtemperatur abgeküMt und gegebenenfalls zusätzliches Treibmittel zugegeben.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein unter Eigendruck stehendes Oberflächenbehandlungsmittel wird hergestellt durch Erwärmen von Polysiloxan, Wachsen und Emulgiermitteln auf eine Temperatur von 74°C sowie Rühren, bis alles vorhandene Wachs schmilzt. Auf eine Temperatur von 74°C vorerhitztes Wasser und Formaldehyd werden dann zugegeben und das Gemisch wird in einen Aerosol-Behälter mit einem herkömmlichen Ventil überführt und'dieser Behälter wird dann unter Druck mit verflüssigtem, normalerweise gasförmigem n-Butan gefüllt, was die folgende Zusammensetzung ergibt:

Sorbitanmonooleat
Nichlionisches Emulgiermittel Formaldehyd (37%ig)
Polysiloxan (50OcSt)

Gcw.-°/o 0,80 0,06 0,20 2,35

55

	Beispiel 2	Gew.-%
Polysiloxan (1000 cSt)	0,25
n-Butan	30,00
Paraffinwachs	0,I¹)
Lemonwachs	0,05
Mikrowachs	0,66
Wasser	ad. 100

Ein Zwischenprodukt wird hergestellt durch Erwärmen von Wachsen, Polysiloxanen, Emulgiermitteln und 10% des Wassers auf eine Temperatur von 66^CC in einem geschlossenen Druckkessel.

Verflüssigtes, normalerweise gasförmiges n-Butan wird dann langsam unter Druck in den Kessel gefüllt, wobei man eine Temperatur von 6O⁰C einhält. Auf eine Temperatur von 6O'C vorerhitztes' Wasser und Formaldehyd werden dann unter Rühren zugegeben. Der Kessel wird schnell auf eine Temperatur von 15,6°C abgekühlt, was zu der folgenden Zusammensetzung der Zwischenstufe führt:

Gew.-%

Sorbitanmonooleat	0.80
Nichtionisches Emulgiermittel	0,06
Formaldehyd	0.50
Polysiloxan (500 cSt)	2,35
Polysiloxan (1000 cSt)	0.25
n-Butan	30,00
Paraffinwachs	0.15
Lemonwachs	0.05
Mikrowachs	0.66
Wasser	ad. 100

90 Teile der oben hergestellten Zwischenstufenmasse werden dann mit 10 Teilen eines Propan/Isobutan-Gemisches (70 : 30) gemischt, um ein Oberflächenbehandlungsmittel herzustellen, das durch eine gute Oberflächenabscheidbarkeit und einen langwährenden Glanz ausgezeichnet ist, durch Polieren aufgefrischt werden kann und wasserfleckenfest ist.

Durch Mischen von 88 Teilen des oben hergestellten Zwischenprodukts mit 12 Teilen eines Propan/Isobutan-Gemisches (70:30) und von 85 Teilen des oben hergestellten Zwischenprodukts mit 15 Teilen eines Propan/Isobutan-Gemisches (70 :30) erhält man praktisch die gleichen Ergebnisse.

Beispiel 3

Ein Zwischenprodukt wird hergestellt durch Erwärmen der Wachse, Polysiloxane, Emulgiermittel und eines Duftstoffes auf eine Temperatur von 82,2⁰C in einem Druckkessel. Nachdem die Wachse geschmolzen sind, werden auf 76,7°C vorerwärmtes Wasser und Formaldehyd unter Rühren zugegeben. Der Rest des Wassers und Verdickungsmittels wird zugefügt, um die folgende Zusammensetzung der Zwischenstufe zu bilden:

	Gcw.-
Sorbitanmonooleat	0,885
Nichtionisches Emulgiermittel	0.115
Polysiloxan (50OcSt)	2,150
Polysiloxan (5 cSt)	0,150
Mikrowachs	0.700
Gereinigtes Paraffin	0,250
Duftstoff	0,150
Formaldehyd	0.200
Verdickungsmittel
(kolloidales Carboxy viny !polymer)	3.000
Wasser	ad. 100

85 Teile des oben hcrgesiclltcn Zwischenprodukts uciden dann mit 15 Teilen eines I'ropan/Isobutan-Cjcmisches (70 : 30) gemischt unter Bildung eines Oberfl« ehenbehiindlungsmittcls.

Das mich dein obigen Beispiel erhaltene /wischen produkt kann mit variierenden Mengen und Typen von Treibmitteln verwendet werden, wie durch die folgen den Beispiele veranschaulicht wird.

	Gew.·"/"	Treibmittel
	Zwischen
	produkt	7.5 CF2CI2
Beispiel 4	92.5	ISCFjClj/lsobutan-
Beispiel 5	85	(Jemisch (10 :90)
		40 Isobutan
Beispiel 6	M)	80 η-Butan
Beispiel 7	20

Claims

Patentansprüche:

1. Unter Treibmittel stehendes Oberflächenbehandlungsmittel auf Basis einer Emulsion von Wachs und organischen Polysiloxanen in Wasser, das gegebenenfalls übliche Zusätze enthält, gekennzeichnet durch eine Wasser-in-öl-Emulsion, die aus etwa 0,1 bis 5% Wachs, etwa 0,5 bis 10% eines organischen Polysiloxans, etwa 7,5 bis 80% mindestens eines verflüssigten, normalerweise gasförmigen Treibmittels und Wasser besteht

2. Oberflächenbehandlungsmittel nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß es ein Wasser-in-öl-Emulgiermittel enthält das aus der Gruppe Sorbitanmonooleat Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonopalmitat, äthoxylierte Stearinsäure, Polyglycerinoleat und Mischungen davon ausgewählt wird.

3. Oberflächenbehandlungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Polysiloxan ein Polydialkylsiloxan mit einer Viskosität von etwa 5 bis 50 000 cSt enthält.

4. Oberflächenbehandlungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 0,5 bis 2,5% Wachs, 1,0 bis 6,0% Polysiloxan und etwa 12 bis 20% des gasförmigen Treibmittels enthält.