DE2314184A1 - Kobaltseifen - Google Patents
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Classifications
-
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- C09F—NATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
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Description
dr. hans-gunther eggert, diplomchemiker
2 31A1 8 A
5 KULN 51, OBERLANDER UFER ΘΟ
Köln, den 21. März 1973
Eg /Ax
Produits Chiraiques Ugine Kuhlmann, 25, Blvd. de l'Amiral Bruix, Paris, Frankreich
Kobaltseifen
Die Erfindung betrifft neue Kobaltseifen, die insbesondere zur Gewährleistung der Haftfestigkeit von Kautschukmischungen
auf ihrer Unterlage und als Trockenmittel oder Sikkative in der Lack- und Anstriohmittelinduetrie geeignet
sind.
Zahlreiche Metallseifen werden bereits in der Technik verwendet. Gewisse Kobalt3eifen erwiesen sich als besonders
vorteilhaft zur Gewährleistung der Haftfesti£keit von Gummi auf Metallunterlagen, wie sie beispielsweise
für die Herstellung von Luftreifen mit Radialkarkassen und Förderbändern verwendet werden. Die Kobaltseifen
werden ferner in der Lack- und Anstrichmittelindustrie als Sikkative für den gleichen Zweck wie die Kangan-,
Blei-, Calcium- und Zirkonseifen verwendet.
Je nach ihren Anwendungen werden die Metallseifen in ?orn
von Pasten, Pulvern oder Lösungen verwendet. Die zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Kautschuk verwendeten
Kobaltseifen, die im allgemeinen in Pulverform verwendet werden, müssen gleichzeitig einen konstanten Kobaltgebalt,
eine Kohlenstoffkette, die die Aufrechterhaltung der
mechanischen Eigenschaften des Gummis ermöglicht, und einen Erweichungsbereich von 85° bis 1600C aufweisen·
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Die Erweichungstemperatur darf nicht zu niedrig sein,
damit die Seife in Pulverform gelagert, eingesetzt und im Kautschuk dispergiert werden kann. Sie darf, nicht zu
hoch sein, damit sie im Kautschuk schmilzt und mit ihm ein homogenes Gemisch bildete
Unter diesen Voraussetzungen ist es nicht erstaunlich, daß zahlreiche Kobaltseifen für diesen Zweck nicht gut
geeignet sind. Gewisse Kobaltseifen lassen sich schwierig mahlen. Dies gilt beispielsweise für die Kobaltnaphthenate,
die in Pulverform nur während einer mehr oder weniger kurzen Zeit, die von ihrem Ursprung, ihrem Erweichungspunkt
und von der Umgebungstemperatur abhängt, gelagert werden können. Andere Seifen in Pulverform
haben geeignete Fließeigenschaften, aber sie verändern die mechanischen Eigenschaften des Kautschuks auf Grund
der Art der in ihnen enthaltenen Fettsäure. Dies ist beispielsweise der Fall bei Kobaltstearat, das im Laufe
der Zeit in der Gummimasse kristallisiert.
Auch für die Verwendung der Kübaltseifen als Sikkative
in Anstrichmitteln ist es notwendig, daß sie in den verwendeten Lösungsmitteln leicht löslich und mit dem Bindemittel
des Anstrichmittels gut verträglich sind«
Gegenstand der Erfindung sind neue, besonders vorteilhafte
Kobaltseifen, die aus Gemischen eine? neutralen Salzes und eines basischen Salzes von gesättigten aliphatischen
Carbonsäuren mit 6 bis 15 C-Atomen oder Gemischen dieser Carbonsäuren bestehen und eine Basizitätszahl
zwischen 1,001 und 2,000, vorzugsweise zwischen
1,020 und 1,200 haben.
Unter dem Ausdruck "BasiEitätszahl" ist das Verhältnis
m/a zu verstehen, worin m die Zahl der Milliäquivalente
Metall pro Gramm Produkt und a die 2 '._. uer Milliäquivalente
an Säure pro Gramm Produkt ;s; Unter .fliest;! Ie
dingungen hat eine neutrale Seife eine Sasizitatazahl
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Die Produkte gemäß der Erfindung sind auf Kobaltaalze
von gesättigten aliphatischen Carbonsäuren mit 6 "bis 15 C-Atomen begrenzt, da außerhalb dieses Bereichs die
Kohlenstoffketten keine genügende Verträglichkeit mit den Produkten haben, in die sie in Form von Metallsalzen
eingearbeitet werden. Langkettige Fettsäuren schwitzen aus oder kristallisieren im Laufe der Zeit unter Veränderung
der Eigenschaften der Gemische, in denen sie enthalten sind.
Als Beispiele geeigneter Säuren für die Herstellung der Produkte gemäß der Erfindung sind zu nennen: Capronsäure,
Heptansäure, 2-Äthylhexansäure, Caprylsäure, 3,5,5-Trimethylhexansäure,
Pelargonsäure, Caprinsäure, Laurinsäure und die CQ- und C10-11CEKANOIC-SaUrBn11. Die beiden
letztgenannten Säuren sind synthetische Fettsäuren mit 8 und 10 C-Atomen und sind im Handel unter der Bezeichnung
11CEKANOIC" erhältlich (hergestellt von der Anmelderin).
Sie sind gekennzeichnet durch die Anwesenheit eines Kohlenstoffatoms in α-Stellung der Säurefunktion
und eines endständigen, nicht substituierten Kohlenstoffatoms und von zwei seitenständigen Methylgruppen am Rest
der Kette.
Die Kobaltseifen mit hohem Metallgehalt sind auf Grund ihres hohen Metallgehalts und ihrer zwischen 85 und
1600C liegenden Erweichungstemperatur sehr wirksam und vorteilhaft bei ihren verschiedenen Anwendungen Auf
Grund ihrer guten Verträglichkeit mit Kautschukmischungen, deren mechanische Eigenschaften sie nicht verändern,
sind sie besonders vorteilhaft in Mischung mit Kautschukmischungen, um die Haftfestigkeit des Kautschuks an
den'Metallunterlagen, die für die Herstellung von Luftreifen mit Radialkarkasse und Förderbändern verwendet
werden, zu gewährleisten.
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Die Metallseifen gemäß der Erfindung werden in an sich "bekannter Weise durch Umsetzung der Fettsäure mit einem
Kobaltderivat, z.B. dem Oxyd, Hydroxyd und basischen Carbonat, hergestellt. Wenn eine der Bildung eines neutralen
Salzes entsprechende Menge des Xobaltderivats eingesetzt wird, verläuft die Reaktion beispielsweise
im Falle des Kobalthydroxyäs nach dem folgenden Schema:
2 R - COOH + Co (CH)2 3» (RCuO)2Co + 2 H2O
Bei Verwendung des Metallderivats in einer Menge, die über der für die neutralisation der Fettsäure erforderlichen
Menge liegt, werden erfindungsgemäße Produkte erhalten, die aus einem Gemisch der neutralen Seife
(RCOO)2Co und der basischen Seife bestehen, der die theoretische
Formel (RCOO Co)0C zugeschrieben werden kann.
Das zweckmäßigste Verfahren zur Herstellung dieser Seifen besteht darin, ämä man die Fettsäure in einem organischen
Lösungsmittel, z.B. Lackbenzin., das mit dem bei der Reaktion
gebildeten Wasser ein azectropes Gemisch su bilden vermag, löst, das Kobaltderivat anschließend der Lösung
der Fettsäure zumischt und das G-emisch nur Entfernung
des Reaktionswassers durch azeotr^pe Destillation am Rückflußkühler erhitzt, bis sich eine homogene Masse gebildet
hat.
Die erhaltene Metallseife kann in Lösung gelagert oder
durch Abdampfen des Lösungsmittels in die feste Form
überführt werden.
Beispiel 1 ; Kobalt-2-äth;yIhexanoat
Für die Versuche, die in diesem Beispiel und in den folgenden Beispielen beschrieben werden, wird sin
Grignard-Reaktor verwendet, der mit einem Kühler und Wasserabscheider versehen ist.
140 g 2-Äthylhexansäure mit einer Säurezahl von 585 309840/ 12 19
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werden in einem Gemisch von Lackbenzin und Butanol (10:1) gelöst und in der Kälte mit 55 g Kobalthydroxyd,
das 61$ Kobalt enthält, angeteigt. Das Gemisch wird allmählich
unter Rühren auf 130° bis 1400C gebracht. Anschließend wird am Rückflußkühler erhitzt, bis das durch
die Reaktion gebildete gesamte Wasser entfernt ist. Um Das Salz zu Verstücken, wird das Lösungsmittel unter
einem Druck von 730 mm Hg abgedampft, worauf die Seife vor der Abkühlung gegossen wird. Die hierbei erreichte
maximale Temperatur beträgt 1500C. Die erhaltene Seifenmasse
enthält 19,5# Kobalt und hat einen Erweichungspunkt von 135°C, gemessen nach der Methode ASTM E 2-851Tj
und eine Basizitätszahl von 1,171.
Beispiel 2: Kobalt-Cg-Cekanoat
140 g Cg-CEKANOIC-Säure mit einer Säurezahl von 385 und
50 g Kobalthydroxyd mit 61$ Kobalt werden auf die in
Beispiel 1 beschriebene Weise umgesetzt, wobei die bei der Herstellung der stückigen Seife erreichte maximale
Temperatur 170°C beträgt. Die erhaltene Stückseife enthält 18$ Kobalt. Sie hat einen Erweichungspunkt von
1500C und eine Basizitätszahl von 1,065.
155 g 3,5,5-Trimethylhexansäure mit einer Säurezahl von
351 und 50 g Kobalthydroxyd mit 619ε Kobalt werden auf
die in Beispiel 1 beschriebene Weise umgesetzt. Die bei der Herstellung der Seife erreichte maximale Temperatur
beträgt 1800C. Das erhaltene Produkt enthält 16,6?i
Kobalt und hat einen Erweichungspunkt von 1600C und eine
Basizitätszahl von 1,055.
Beispiel 4: Kobalt-CjQ-Cekanoat
340 g CjQ-CEKANOIC-Säure mit einer Säurezahl von 322 und
100 g Kobalthydroxyd mit 61# Kobalt werden auf die in
Beispiel 1 beschriebene Weise umgesetzt. Die bei der
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Bildung der stückigen Seife erreichte maximale Temperatur beträgt 150°C. Das erhaltene Produkt enthält 1556 Kobalt
und hat einen Erweichungspunkt von 1200C und eine Basizitätszahl
von 1,047.
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Claims (7)
1) Kobaltseifen mit hohem Kobaltgehalt, die aus Gemischen eines neutralen Salzes und eines basischen Salzes
von gesättigten aliphatischen Cg-C. c-Carbonsäuren
oder Gemischen solcher Säuren bestehen und eine Basizitätszahl von 1,001 bis 2,000 und einen Erweichungspunkt von 85 bis 1600C haben.
oder Gemischen solcher Säuren bestehen und eine Basizitätszahl von 1,001 bis 2,000 und einen Erweichungspunkt von 85 bis 1600C haben.
2) Kobaltseifen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Basizitätszahl von 1,020 bis 1,200.
eine Basizitätszahl von 1,020 bis 1,200.
3) Kobaltseifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 2-Ätbylhexansäure als gesättigte
aliphatische Carbonsäure enthalten.
aliphatische Carbonsäure enthalten.
4) Kobaltseifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Cg-CEKANOIC-Säure als gesättigte
aliphatische Carbonsäure enthalten.
aliphatische Carbonsäure enthalten.
5) Kobaltseifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie C^-CEKANOIC-Säure als gesättigte aliphatische Carbonsäure enthalten.
6) Kobaltseifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 3,5,5-Trimethylhexansäure als gesättigte
aliphatische Carbonsäure enthalten.
7) Verfahren zur Herstellung von Kobaltseifen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine
gesättigte aliphatische Carbonsäure mit 6 bis 15 C-Atomen oder ein Gemisch solcher Säuren mit einem
Kobaltderivat in einer solchen Menge umsetzt, daß die erhaltenen Seifen eine Basizitätszahl von 1,001 bis 2,000 haben.
Kobaltderivat in einer solchen Menge umsetzt, daß die erhaltenen Seifen eine Basizitätszahl von 1,001 bis 2,000 haben.
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