DE2311344A1 - Verfahren zur herstellung kaeltebestaendiger, fluessiger fettsaeureester - Google Patents
Verfahren zur herstellung kaeltebestaendiger, fluessiger fettsaeureesterInfo
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Description
Dr. Bz/Et
Patentanmeldung
D 4531
D 4531
Verfahren zur Herstellung kältebeständiger, flüssiger Fettsäureester
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kältebeständiger
flüssiger Fettsäureester, die insbesondere anstelle natürlicher Trane oder Spermöl als Fettungsmittel für die Lederindustrie
Verwendung finden können.
Die Lederindustrie benötigt als Fettungsmittel große Mengen
an gut weichmachenden Fettsäureestern, die gegebenenfalls in teilweise sulfatierter Form angewendet werden und einen weichen
schmalzigen Ledergriff ergeben sollen. Man hat für diesen Zweck bisher in erster Linie natürliche Fettstoffe, wie z. B. hochwertige
Fisch- oder Waltrane oder Spermöl verwendet. Diese Fettstoffe sind jedoch nicht immer in ausreichender Menge verfügbar
bzw. müssen durch umständliche Raffinationsverfahren, wie z. B. Kaltfiltration oder Destillation aus den natürlichen Rohstoffen
gewonnen werden. Insbesondere die Trane sind vielfach nicht einheitlich in ihrer Zusammensetzung; sie können außerdem teilweise
in Fettsäuren aufgespalten und durch Salzabscheidungen verunreinigt sein. Man hat daher bereits versucht, Trane in die entsprechenden
Tranfettsäuren aufzuspalten und daraus durch Rückveresterung einheitliche und qualitativ hochwertigere Produkte herzustellen.
Das Verfahren ist jedoch umständlich und führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung kältebeständiger, flüssiger Fettsäureester mit
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Henkel Λ CIe GmbH μ. 2 „rf D 4531
einem Anteil an höher ungesättigten Fettsäuren,dadurch gekennzeichnet,
daß man
(A) Addukte von 1 bis Io Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid
an Tranfettsäuren oder Tranfettsäuren enthaltende flüssige. Fettsäuregemische mit einem Gehalt von Io bis 6o Gewichtsprozent
an höher ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen Cp bis Cpfc,mit flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemischen
mit einem Gehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent an einfach oder zweifach ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen
C1 bis C22, die im wesentlichen keine höher ungesättigten
Tranfettsäuren enthalten, oder
(B) Addukte von 1 bis Io Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid
an flüssige Fettsäuren oder Fettsäuregemische mit einem Gehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent an einfach oder zweifach
ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C1 Q bis C22,
die im wesentlichen keine höher ungesättigten Tranfettsäuren enthalten, mit Tranfettsäuren oder Tranfettsäuren enthaltenden
Gemischen mit einem Gehalt von Io bis 6o Gewichtsprozent an höher ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C2- bis
Hl·
verestert.
Bei der Herstellung der Fettsäurealkylenoxidaddukte geht man
im Falle (A) von Tranfettsäuren aus, insbesondere Fischtranfettsäuren, wie sie beispielsweise aus Heringsöl, Menhadenöl oder
Sardinenöl gewonnen werden. Derartige Tranfettsäuren weisen einen
Gehalt von Io bis 6o Gewichtsprozent an höher ungesättigten Fettsäuren
der Kettenlängen C2 bis C2^, vorzugsweise C- bis C22
auf. Die Zahl der Doppelbindungen in diesen Fettsäuren richtet sich nach der Herkunft des Tranes und beträgt im Durchschnitt
2,1 bis 5*3 Doppelbindungen pro Fettsäurekette. Die restlichen Fettsäuren des Gemisches bestehen zum überwiegenden Teil aus
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ein- oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C, j, bis C, ο sowie aus einem geringeren Anteil an gesättigten
Fettsäuren der Kettenlängen ClQ bis Cg2. Sofern Endprodukte
mit hoher Kältebeständigkeit gewünscht werden, sollte der Anteil an gesättigten Fettsäuren möglichst gering sein und 35
Gewichtsprozent der Gesamtfettsäuren nicht überschreiten. Gegebenenfalls kann der Anteil an festen Fettsäuren durch
Destillation oder andere bekannte Raffinationsverfahren verringert werden.
Bei der Alkylenoxidanlagerung kann man auch von Mischungen aus Tranfettsäuren und anderen flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemischen,
beispielsweise den aus pflanzlichen oder tierischen ölen gewonnenen Fettsäuregemischen "ausgehen, sofern
die Zusammensetzung des gesamten Fettsäuregemisches innerhalb der angegebenen Grenzen bleibt.
Die vorgenannten Tranfettsäuren werden mit 1 bis Io Mol, vorzugsweise
2 bis 4 Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid pro Mol Fettsäure umgesetzt. Die Anlagerung erfolgt in bekannter
Weise mittels alkalischer Katalysatoren, vorzugsweise unter Druck und bei erhöhten Temperaturen.
Die Tranfettsäure-Alkylenoxidaddukte werden mit flüssigen
Fettsäuren oder Fettsäuregemischen mit einem Gehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent an einfach oder zweifach ungesättigten
Fettsäuren der Kettenlängen C1 bis Cg2, die im wesentlichen
keine höher ungesättigten Tranfettsäuren enthalten, welter
verestert. Bevorzugt werden Fettsäuregemische mit überwiegenden Anteilen an ölsäure, Linolsäure, Gadoleinsäure und/oder Erucasäure,
wie sie aus natürlich vorkommenden Fettstoffen, wie Rindertalg, Schweinefett, Erdnußöl, Palmkernöl, RUböl, Tallöl
usw. gewonnen werden. Auch hier ist es zweckmäßig, die Anteile an gesättigten Fettsäuren möglichst niedrig zu halten, wenn
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eine gute Kältebeständigkeit der Endprodukte gewünscht wird. Gegebenenfalls können die gesättigten Fettsäure-Anteile durch
Kaltfiltration, Abpressen, Destillation oder Umnetzverfahren von den flüssigen Fettsäuren abgetrennt werden, wobei der Restanteil
an gesättigten Fettsäuren weniger als 2o Gewichtsprozent betragen soll.
Die Veresterung erfolgt in üblicher Weise mittels bekannter Katalysatoren, wie Isopropyltitanat, Zinn-II-Chlorid, Zinkstaub,
Trinatriumphosphat, Zinnschliff oder dergleichen, vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen im Vakuum unter Abdestillieren
des bei der Reaktion entstehenden Wassers. Die Molverhältnisse der Komponenten betragen etwa o,8 : 1 bis 1,2 : 1, vorzugsweise
etwa 1 : 1, so daß ein Veresterungsprodukt mit einer OH-Zahl von unter Jo resultiert.
Im Falle (B) erfolgt die Herstellung der Produkte in der Weise, daß man zunächst 1 bis Io Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid
an die im wesentlichen von Tranfettsäuren freien flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemische anlagert und die Veresterung anschließend
mit den Tranfettsäuren durchführt. Der Verfahrensablauf und das Ergebnis entsprechen den gemäß (A) hergestellten
Produkten.
Nach dem Verfahren (A) oder (B) entstehen einheitlich aufgebaute Fettsäurediester von Polyglykolen, die sich dadurch auszeichnen,
daß sie verschiedene Fettsäurekomponenten innerhalb eines Moleküls enthalten. Sie unterscheiden sich damit in
charakteristischer Weise von solchen Polyglykol-Fettsäureestern, die man durch Veresterung von 1 Mol eines Polyglykols mit 2 Mol
eines Gemisches entsprechender Fettsäuren erhält. Derartige Mischester, die die Fettsäurereste in statistischer Verteilung
enthalten, weisen andere und für viele Anwendungsgebiete weniger vorteilhafte Eigenschaften auf.
Die beanspruchten Estergemische stellen klare gelbliche bis braune öle dar, die eine gute Kältebeständigkeit besitzen.
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. — 5 ~
Infolge ihres hohen Gehaltes an langkettigen Fettsäuren stellen sie hervorragende Fettungsmittel für die Lederfettung dar, wo
sie anstelle des nicht immer in gleichbleibender Qualität und
Zusammensetzung vorliegenden Fisch- oder Waltrans bzw. des relativ teuren und nicht in ausreichender Menge zugänglichen
Spermöls verwendet werden können.
Die Anwendung als Lederfettungsmittel kann in einem organischen Lösungsmittel, wie Benzin, Chlorkohlenwasserstoff oder dergleichen
oder als wäßrige Emulsion unter Zusatz von anionaktiven oder nichtionogenen Emulgatoren erfolgen. Als Emulgatoren
kommen beispielsweise höhere Fettalkoholsulfate oder Fettalkoholpolyglykoläthersulfate oder Äthylenoxidaddukte an
höhere Fettalkohole, Alkylphenole, Fettamine, Fettsäureäthanolamide
oder dergleichen in Betracht. Die beanspruchten Veresterungsprodukte können auch in teilweise sulfatierter oder
sulfitierter Form angewendet werden, wozu sie in bekannter Weise mit technischer Schwefelsäure, Oleum oder mit einem Luft-Bisulf
it-Gemisch umgesetzt werden. Es wird ein Sulfierungsgrad
von etwa 15 bis 6o % angestrebt. Die ansulfierten Ester können
ohne weiteren Zusatz von Emulgiermitteln in Wasser eraulgiert
und in dieser Form zum Lickern von Leder verwendet werden.
Die mit den erfindungsgemäßen Produkten gelieferten Leder
weisen einen angenehmen schmalzigen Griff auf und sind relativ hellfarbig. Die Produkte übertreffen damit hinsichtlich ihrer
Qualität und Eigenschaften die natürlichen Trane und deren Raffinationsprodukte und entsprechen weitgehend dem Spermöl,
für das sie ein hervorragend geeignetes Austauschprodukt darstellen. . -
Die Produkte lassen sich auch auf anderen Gebieten als Fettungsund Schmiermittel mit Vorteil verwenden, z. B. als Schmälzmittel
für Textilfasern oder zur Erzielung spezieller Schmiereffekte auf Metalloberflächen.
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Ein Gemisch, bestehend aus 28oo g flüssiger Anteile aus Talgfettsäure
(technisches Olein, SZ: 2o2; VZ: 2o5; JZ: 92) und 4ljjo g eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an ein.
Mol Fischtranfettsäure (SZ:o,9; VZ: 121; JZ: 73; OHZ: 142) wurde mit 7 g Isopropyltitanat unter Röhren in einem Rundkolben
mit Destillataufsatz innerhalb 8 Stunden von l4o° C auf 235° C
unter Vakuum erhitzt, wobei das Vakuum mit steigender Temperatur von loo Torr auf Jo Torr erniedrigt wurde. Nach Abdestillieren
von insgesamt l8o g Reaktionswasser war die Veresterung beendet. Es verblieben 674o g eines hellbraunen
flüssigen Esters (SZ: 2,1; VZ: 168; JZs 8?; OHZ: 8). Der Trübungspunkt
betrug -2° C.
Bei einer Reaktionstemperatur von loo° C bis 2οο° C, innerhalb
von 6 Stunden ansteigend, wurden bei einem Vakuum von 4 Torr 5oo g eines Gemisches von Tallolein und Destillatfettsäure aus
Rüböl im Verhältnis 1 : 1 (SZ: 192;,VZ: 195; JZ: 115; Harzsäure
o,6 J6) und 6oo g eines Anlagerungsproduktes von 2 Mol
Äthylenoxid an Destillatfettsäure aus Menhadenöl (SZ: o,3; VZ: 155; JZ: 153; OHZ: 161) in Gegenwart von 2 g Zinnsehllff
verestert. Nach Abdestillieren von 32 g Reaktionswasser und
Abfiltrieren des Katalysators verblieben I065 g des hellbraunen flüssigen Esters (SZ: 1,9; VZ: I76; JZs I38; OHZ: 17)- Der
Trübungspunkt betrug ca« 00C'
Wie in Beispiel 2 beschrieben wurden 3oo g flüssige Anteile aus
einen technischen Palmöl (SZ: 2ol; VZ: 2oji; JZ: 94; Trübungspunkt: 6,5° C) mit 395 g eines Anlagerungsproduktes von 2 Mol
Propylenoxid pro Mol eines Pettsäuregeeisches, das zu 3o % aus
einer Destillatfettsäure aus Menhadenöl und zu 7o ^ aus einem technischen Olein (SZ: 1,4; VZs 117; JZ:92; OHZ: 157) bestand
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in Gegenwart von 2 g Zinkoxid verestert. Nach Abdestillieren von 19 g Reaktionswasser wurden rd. 670 g eines flüssigen
Esters (SZ: o,7j VZ: 165; JZ: 92) erhalten. Der Trübungspunkt
lag bei -lo° C.
Ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Estergemisch wurde in bekannter
Weise bei 7o bis 8o° C unter Einblasen von Luft mit 14 Gewichtsprozent Natriumhydrogensulfit sulfitiert, bis
Wasseremulgierbarkeit eingetreten war. Der Sulfitierungsgrad
betrug etwa 25 #.
Chromgegerbtes, mit synthetischen Gerbstoffen in üblicher Weise nachgegerbtes Bekleidungsveloursleder wurde mit
6 - 8 % eines Gemisches aus
95 # des Sulfitierungsproduktes, und
5 % eines Adduktes von 8 Mol Äthylenoxid an ein
Fettalkoholgemisch der Kettenlängen C12 bis Cjo
in loo Ji Flotte in üblicher Weise bei 6o° C 45 Minuten gelickert,
getrocknet und fertiggestellt.
Es wurde ein tuchartig weiches, volles und griffiges Bekleidungsleder
erhalten.
Ein nach Beispiel 2 hergestelltes Estergemisch wurde in üblicher
Weise mit l8 % Oleum sulfatiert und mit 5 $6igem Ammoniakwasser
neutralisiert. Nach Abtrennen des Salzwassers wurde mit Wasser auf einen Gehalt an fettender Substanz von ca. 80 Gewichtsprozent
eingestellt.
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Chrotngegerbte und vegetabilisch nachgegerbte Oberleder wurden
mit 5 bis 6 # fettender Substanz des Gemisches aus
7o Ji des Sulfatierungsproduktes und
Jo Ji des entsprechenden nicht sulfatierten Esters
in loo % Flotte bei 5o bis 6o° C 45 Minuten gelickert und in
üblicher Weise getrocknet und fertiggestellt. Es wurde ein volles weiches, griffiges Oberleder erhalten.
Ein nach Beispiel 3 hergestelltes Veresterungsprodukt wurde,
wie in Beispiel 5 beschrieben, sulfatiert, mit Ammoniakwasser neutralisiert und auf ca. 8o Gewichtsprozent fettende Substanz
eingestellt.
Chromgegerbte und synthetisch nachgegerbte Oberleder wurden mit 5 bis 6 % fettender Substanz des Gemisches aus
7o % des vorstehenden Sulfatierungsproduktes und
JfO % des entsprechenden nicht sulfatierten Esters
in loo % Flotte bei 6o° G 45 Minuten gelickert, getrocknet und
fertiggestellt. Es wurde ein volles, griffiges und weiches Oberleder erhalten.
Wie in Beispiel 1 beschrieben wurden 560 g einer Fischtran-Destillations-Fettsäure
(SZ: 197; VZ: 2oo; JZ: l4o) mit 850 g eines Anlagerungsproduktes von 3 Mol Propylenoxid an ein Mol
der flüssigen Anteile einer Erdnußöl-Destillations-Fettsäure • (SZ: O; VZ: 12o; JZ: 59; OHZ: I31) in Gegenwart von 4 g Zinn-(II)
Chlorid verestert. Nach Abdestillieren von yj g Reaktionswasser
wurden I370 g flüssiger Ester erhalten (SZ: 1,2; VZ: 155;
JZ: 71; OHZ: I9), der auch bei 0° C noch keine festen Anteile
ausschied.
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Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung kältebeständiger flüssiger Fettsäureester, dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) Addukte von 1 bis Io Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid
an Tranfettsäuren oder Tranfettsäure enthaltende flüssige Fettsäuregemische mit einem Gehalt von Io bis 6o Gewichtsprozent
an höher ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen Cp bis Cpj.,mit flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemischen
mit einem Gehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent an einfach oder zweifach ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen
C, bis Cpo* die im wesentlichen keine höher ungesättigten
Tranfettsäuren enthalten, oder
(B) Addukte von 1 bis Io Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid
an flüssige Fettsäuren oder Fettsäuregeinische mit einem Gehalt von mehr als 75 Gewichtsprozent an einfach oder zweifach
ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C1 bis Cg2,
die im wesentlichen keine höher ungesättigten Tranfettsäuren enthalten, mit Tranfettsäuren oder Tranfettsäuren enthaltenden
Gemischen mit einem Gehalt von Io bis 6o Gewichtsprozent an höher ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C2o bis
verestert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
Addukte von 2 bis 4 Mol Äthylenoxid und/oder Propylenoxid im
Verfahren (A) oder (B) verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höher ungesättigten Tranfettsäuren im Durchschnitt
2,1 bis 5,3 Doppelbindungen pro Fettsäurekette enthalten.
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4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, .
daß die Tranfettsäuren außer den höher ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen Cp bis Cp^ einen weiteren Anteil an
einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C1^ bis Cjo und einen Anteil von höchstens 35 Gewichtsprozent
an gesättigten Fettsäuren der Kettenlängen C1 bis C_p
enthalten.
5· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemische einen überwiegenden
Anteil von ölsäure, Linolsäure, Gadoleinsäure und/oder
Erucasäure enthalten.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, da
die flüssigen Fettsäuren oder Fettsäuregemische weniger als 2o Gewichtsprozent an gesättigten Fettsäuren der Kettenlängen
C, bis Cp2 enthalten.
7» Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein
Molverhältnis der Veresterungskomponenten wie 0,8 : 1 bis 1,2 :
1, vorzugsweise etwa 1:1.
8. Verwendung der nach Ansprüchen 1 bis 7 hergestellten Veresterungsprodukte
als Fettungsmittel für die Lederfettung.
9. Verwendung der nach Ansprüchen 1 bis 7 hergestellten Estergemische
in teilweise sulfatierter oder sulfitierter Form zum
Lickern von Leder in wäßriger Flotte.
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