DE2730175A1 - Diamidwachse und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

• Diamidwachse und Verfahren zu ihrer Herstellung
• Die Erfindung bezieht sich auf Diamidwachse, insbesondere solche mit hohem Schmelzpunkt, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
• Gewöhnliche Diamidwachse lassen sich durch die Formel R - COHN - CH2 - CH2 - NH - C0R (1) darstellen und werden durch Umsetzen von Äthylendiamin mit langkettigen Fettsäuren hergestellt.
• Während sich diese Diamide für viele Zweclxe eignen, macht sie die Tatsache, daß sie im allgemeinen bei Temperaturen unter etwa 150°C schmelzen, zur Verwendung auf bestimmten Anwendungsbereichen unpraktisch, z.B. zur Venlendung in hochschmelzenden Hasticharzen und Asphalten sowie Hochtemperatur-Einbrennüberzügen. Es bestand daher schon lange ein Bedarf an Wachsen, die bei einer Temperatur über 1400C, insbesondere im Bereich von 150 bis 2200C schmelzen.
• Versuche zur ITerstellung hochschmelzender llachse der Formel (I) durch Umsetzen von Äthylendiamin mit einer Anzahl monofunktioneller Fettsäuren alleine oder in Combination führten nicht zur Herstellung von Wachsen mit einem Schmelzpunkt über etwa 1500C.
• Es wurde gefunden, daß die Einführung einiger polymerer Stoffe in die Diamidwachse deren Schmelzpunkte erhöhte, sondern zugleich dazu führte, die üblichen "wachsähnlichen" Eigenschaften zu zerstören.
• Das Problem amide nun dadurch gelöst, daß das Diamin mit einem Gemisch aus tJono- und Dicarbonsäuren umgesetzt wird, um den begrenzten Polymerisationsgrad während der tatsächlichen Umsetzung zu fördern.
• Die Erfindung liefert folglich in einem Aspekt hochschmelzende Diamidwachse, die das Reaktionsprodukt eines Diarnins und eines Gemischs einer oder mehrerer zweibasiger Carbonsäuren mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen und einer oder mehrerer einbasiger Carbonsäuren mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen umfassen, wobei die Dicarbonsäure(n) 5 bis 95 IJolprozent des Sauregemischs ausmacht bzw. ausmachen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung hochschmelzender Diamidwachse angegeben, wonach (a) ein Säuregemisch mit 5 bis 95 Molprozent einer oder mehrerer zweibasiger Carbonsäuren mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen und entsprechend 95 bis 5 Molprozent einer oder mehrerer einbasiger Carbonsäuren mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen in einen Reaktionsbehälter gebracht und auf eine vorgewählte Temperatur im Bereich von 110 bis 1900C unter Stickstoff erhitzt, (b) das Erhitzen beendet und, wenn die gewählte Temperatur einmal erreicht ist, mit dem Rühren unter langsamem Zusatz eines Diamins während wenigstens 10 min, vorzugsweise unter 60 min,begonnen und das bei der Reaktion gebildete Wasser abdestilliert, (c) das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von 230 bis 290°C erhitzt und diese Temperatur wenigstens 1 h, vorzugsweise 1 bis 3 h gehalten sowie (d) das Produkt gewonnen wird.
• Die Schmelzpunkte der erfindungsgemäßen Wachse bestimmen sich nach dem Verhältnis der verwendeten Mono- und Dicarbonsäure, und so können die Schmelzpunkte beliebig innerhalb des Bereichs von 140 bis 2200C, vorzugsweise 150 bis 2200C, einfach durch Einstellen des Verhältnisses von Slonocarbonsäure zu Dicarbonsäure variiert werden.
• Das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte vervJendete Diamin ist bevorzugt Äthylendiamin, wenngleich andere, wie Propylendiamin, Butylen- und Hexainethylendiamin in Betracht kommen. Das Diamin wird bevorzugt in der für die Reaktion erforderlichen Menge oder etwas darüber verwendet Der überschub destilliert ab. Die Verwendung von Carbonsäure im Überschuß senkt normalerv,eise den Schmelzpunkt des Wachses.
• Die bevorzugten Dicarbonsäuren sind Adipinsäure und Sebacinsäure, aber auch andere Dicarbonsäuren kommen in Betracht, wobei der Hauptfaktor gegen ihre Verwendung im Ilangel ihrer handelsmäßigen Verfügbarkeit liegt. Auch aromatische Dicarbonsäuren, z.B. Terephthalsäuren, kommen in Betracht.
• Die bevorzugten lionocarbonsäuren sind C12- bis C18-Säuren, einschließlich Stearinsäure, ijyristinsäure, Palmitinsäure und Laurinsäure. Wachse mit interessanten Eigenschaften können unter Verwendung von Nontansäure, Naphthensäure oder Oleinsäure oder von Gemischen einer oder mehrerer dieser Säuren mit Stearinsäure oder Laurinsäure hergestellt werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele weiter erläutert.
• Beispiel 1 Stearinsäure (134 Gewichtsteile) und Sebacinsäure (25 Gewichtsteile) rurden in einen gasbeheizten Reaktionsbehälter aus rostfreiem Stahl, ausgestattet mit einem Paddelrührer und verbunden mit einem Skrubber und unter Stickstoff auf 1600C erhitzt, gebracht. Bei 160°C tsurde mit den Rühren begonnen und das Erhitzen eingestellt. Athylendiamin (26 Gewichtsteile) wurden langsam über etwa 30 min zugesetzt, das gebildete Wasser wurae abdestilliert und alle DamDfe dem Skrubber zugeführt.
• Nach Zusatz des gesamten Ilnins wurde wieder erwärmt und die Temperatur auf 260 0C erhöht und 2 h auf diesem Wert gehalten. Nun wurde nicht mehr weiter erhitzt, und das Wachs konnte sich auf 210 bis 2200C abkühlen, in flache Formen auslaufen und unter Stickstoff erkalten.
• Das so erhaltene Produkt war ein nahezu weißes bis hellgelbes Wachs mit einem Schmelzpunkt von 208°C.
• Beispiel 2 Stearinsäure (148 Gewichtsteile), Sebacinsäure (15 Gewichtsteile) und Äthylendiamin (26 Gewichtsteile) wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einem vlachs mit einem Schmelzpunkt von 1880C ungesetzt.
• Beispiel 3 Laurinsäure (100 Gewichtsteile), Sebacinsäure (23 Gewichtsteile) und Äthylendiamin (26 Gewichtsteile) wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, zu einem Wachs mit einem Schmelzpunkt von 200 bis 210°C umgesetzt.
• Die Wachse dieser Beispiele mit Schmelzpunkten in der Größenordnung von 2000C sind nahezu weiß bis dunkelgelb oder hellbraun. Sie haben Entzündungspunkte (ohne Weiterbrennen) von ca. 2800 c; Flanrpunkte(nit Weiterbrennen) von ca. 320 C; eine Eindringhärte von ca. 4 bis 6 (5 sec/200 g/200C) und sind tatsächlich unlöslich in niederen Alkoholen, aliphatischen und aromatischen Kohlemsasserstoffen und chlorierten Kohlenwasserstoffen. Sie eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen hochschmelzende Wachse erforderlich sind, z.B. bei hochschmelzenden Asphalten und Mastixharzen und beim Hochtemperatur-Einbrennen.
• Beispiel 4 Adipinsäure (0,25 Moläquivalente), Stearinsäure (0,4 Moläquivalente), Montansäure (0,08 Moläquivalente) und Athylendiamin (0,6 Moläquivalente) wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 zu einem Wachs erzeugnis mit einem Schmelzpunkt von 201 0C umgesetzt.
• Beispiel 5 Laurinsäure (5,0 Gewichtsteile), Sebacinsäuren (48,0 Gewichtsteile) und Hexamethylendiamin (31,3 Gewichtsteile) wurden nach dem Verfahren des Beispiels 1 zu einem lachs mit einem Schmelzpunkt von etwa 2050C umgesetzt.
• Die erfindungsgemäßen Wachse können im geschmolzenen Zustand erfolgreich auf einer Stanschneidemaschine behandelt werden. Andererseits und vorzugsweise kann das Wachs in Gußformen gegossen werden, worauf zum nachfolgenden Zerl*-leinern geschrotet und vermahlen wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Hochschmelzende Diamidwachse mit dem Diamin/Garbonsäure-Reaktionsprodukt, gekennzeichnet durch das Reartionsprodiikt eines Gemischs aus einer oder mehreren zweibasigen Carbonsäure(n) mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen oder einer oder mehreren einbasigen Carbonsäure(n) mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen, wobei die Dicarbonsäure(n) 5 bis 95 Molprozent des Säuregemischs ausmacht.
2. 2. Hochschmelzende Diamidwachse nach Anspruch 1 mit einem Schmelzpunkt von 150 bis 220°C.
3. 3. Hochschmelzende Diamidwachse nach Anspruch 1 oder 2 mit Äthylendiamin als dem Diamin.
4. 4. Hochschmelzsnde Diamidwachse nach einem der Ansprüche 1 ois 3 mit Adipinsäure und/oder Sebacinsäure als Dicarbonsäure.
5. 5. Hochschmelzende Diamidwachse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer 012 bis C18-Monocarborsäure.
6. 6. Verfahren zur Herstellung der hochschmelzenden Diamins wachse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei den (a) Carbonsäure in einen Reaktionsbehälter gebracht und dieser auf eine vorgewählte Temperatur im Bereich von 110 bis 1900C unter Stickstoff erhitzt, (b) das Erhitzen beendet und, wenn die gewhlte Temperatur erreicht ist, mit dem Rühren unter langsamem susatz eines Diamins über wenigstens 10 min, vorzugsweise unter 60 min, begonnen und das bei der Realtion gebildete Wasser abdestilliert, (c) das Re£tionsgemison auf eine Temperatur von 230 bis 290 0C erhitzt und diese Temperatur wenigstens 1 h, vorzugsweise 1 bis 3 h gehalten sowie (d) die Produkte gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) ein Gemisch von Säuren mit 5 bis 95 Molprozent einer oder mehrerer zweibasiger Carbonsäuren mit wenigstens 6 Kohlenstoffabomen und entsprechend 95 bis 5 Molprozent einer oder mehrerer einbasiger Carbonsäuren mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen verwendet wird.