DE3046214A1

DE3046214A1 - Wachsemulsion

Info

Publication number: DE3046214A1
Application number: DE19803046214
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Yokohama Kanagawa Kawabata; Nobuo Yokoyama
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1979-12-08
Filing date: 1980-12-08
Publication date: 1981-08-27
Also published as: JPS5682843A; US4339276A; DE3046214C2

Description

³ " 30462U

Die Erfindung betrifft eine Wachsemulsion und bezieht sich speziell auf eine Wachsernulsion, die als wesentliche Bestandteile ein Wachs einer Erdölfraktion und ein bestimmtes spezifisches sauerstoffhaltiges Wachs enthält.

Wachse, die aus Erdöl als schwere Fraktionen abgetrennt werden, sind wertvolle Materialien, die in roher Form oder nach der Reinigung mit Hilfe verschiedener Reinigungsstufen für vielfältige Anwendungszwecke verwendet werden. Diese Wachse werden insbesondere auf zahlreichen Gebieten der Technik in Form von Emulsionen verwendet, in denen sie dispergiert sind, um in Wasser emulgiert zu werden. Diese Wachsemulsionen werden im allgemeinen auf die Oberfläche von Papier, Fasern, Holz oder zahlreichen keramischen Produkten aufgetragen oder wässrigen Emulsionen von Zement, Anstrichmitteln oder anderen Materialien zugemischt. Eines der wesentlichen Ziele, das durch das Auftragen einer solchen Emulsion erreicht werden soll, ist es, das Material mit einem überzug des Wachses zu versehen, der nach Verdampfen des Wassergehalts der Emulsion zurückbleibt, wobei dieser Überzug stark wasserabweisende und wasserfeste Eigenschaften besitzt.

Da jedoch das Wachs als solches hohe wasserabweisende Eigenschaften besitzt, steht das Verfahren des Dispergierens und Emulgierens des Wachses im Widerspruch mit den Eigenschaften des Wachses. Um eine stabile Emulsion zu erreichen, sollten so hohe Mengen eines Emulgators zugesetzt werden, die mehr als 10 % betragen, und die wasserabweisenden und wasserbeständigen Eigenschaften des Wachses werden beträchtlich vermindert, wenn die Menge des Emulgators ansteigt, wodurch es nicht mehr möglich wird, das gewünschte Ziel zu erreichen.

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Im Hinblick auf den vorstehend genannten Widerspruch wurden zahlreiche Versuche unternommen, eine Zusammensetzung und Methode zur Herstellung einer verbesserten und stabilen Wachsemulsion aufzufinden, indem man die zugesetzte Menge des Emulgators so klein wie möglich machte oder im Extremfall überhaupt keinen Emulgator zusetzte. Als Ergebnis dieser Versuche wurden zahlreiche Methoden beschrieben, beispielsweise in der DE-AS 2 529 360 und der JA-OS (Kokai-Koho) Nr. 131979/1978. Die allgemein am häufigsten angewendete Methode zum Emulgieren der Wachse, die aus Erdölfraktionen stammen, unter Anwendung einer möglichst geringen Menge eines Emulgators, besteht darin, ein sauerstoffhaltiges Wachs zuzusetzen. Die zu diesem Zweck verwendeten, bekannten sauerstoffhaltigen Wachse sind natürliche Wachse, wie Montanwachse und Bienenwachs, und synthetische Wachse, wie oxydiertes Paraffin und oxydierte Polyäthylenwachse.

Die bekannten natürlichen Wachse sind jedoch nachteilig nicht nur darin, daß die Versorgung mit ihnen instabil ist, sondern auch darin, daß sie störenden Geruch haben und daß sie Verunreinigungen mit niedrigerem Molekulargewicht enthalten. Darüber hinaus besteht bei den bekannten sauerstoffhaltigen Wachsen nur in begrenztem Umfang Freiheit in der Variation ihrer Eigenschaften, wie der Härte, dem Schmelzpunkt, der Säurezahl und der öllöslichkeit, in Abhängigkeit von den vorgesehenen Anwendungszwecken. Insbesondere dann, wenn die Eigenschaften der bekannten sauerstoffhaltigen Wachse so variiert werden, daß die Emulgiereigenschaften und die Festigkeit des gebildeten Überzugs verbessert werden, können keine zufriedenstellenden Ergebnisse erreicht werden. Da ferner die Emulgiereigenschaften des Systems und die Eigenschaften der gebildeten Emulsion durch die Zugabe jedes dieser bekannten sauerstoffhaltigen .Wachse und durch die damit verbundene Verminderung der zugesetzten Menge eines Emulgators wesentlich verändert werden, ist es notwendig geworden, eine

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passende Zusammensetzung und ein geeignetes Emulgierverfahren zu entwicklen. Aus diesem Grund sind die Art und Menge des sauerstoffhaltigen Wachses, das der Emulsion zugesetzt werden soll, beschränkt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Wachsemulsion zur Verfügung zu stellen, in der das Wachs ausgezeichnete Emulgiereigenschaften besitzt und außerdem einen festen, beständigen überzug ausbilden kann. Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung, eine stabile Wachsemulsion zu schaffen, welche eine geeignete Viskosität hat. Erfindungsgemäß soll eine Wachsemulsion mit den gewünschten Eigenschaften durch Anwendung eines sauerstoffhaltigen Wachses geschaffen werden, welches Eigenschaften aufweist, die in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Anwendungszweck kontrolliert werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wachsemulsion zu schaffen, die ein Wachs enthält, das hart ist, eine: niederen Schmelzpunkt und eine hohe Säurezahl besitzt. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Wachsemulsion zu schaffen, die keinerlei störenden Geruch abgibt und einen verbesserten Farbton besitzt.

Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Wachsemulsion zu schaffen, die einen überzug mit ausgezeichneter Flexibilität oder Elastizität ausbildet.

Die vorstehenden und andere Aufgaben und Gegenstände der Erfindung sind aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung ersichtlich.

Gegenstand der Erfindung ist eine Wachsemulsion, die folgende wesentliche Bestandteile aufweist :

(A) 100 Gew.-Teile eines Wachses aus einer Erdölfraktion mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 90⁰C und

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(B) 3 bis 20 Gew.-Teile eines sauerstoffhaltigen Wachses, welches erhalten wurde durch Vermischen von 10 bis 80 Gew.-Teilen eines Wachses einer Erdölfraktion (I), dessen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 85°C liegt, mit 90 bis 20 Gew.-Teilen eines Polyolefinwachses (II), das einen Schmelzpunkt im Bereich von 36 bis 120⁰C, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 310 bis 1000 und 5 bis 50 Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome aufweist, und Umsetzen von 100 Gew,-Teilen des erhaltenen Gemisches mit 3 bis 25 Gew.-Teilen einer ungesättigten Polycarbonsäure oder deren Anhydrid unter Bedingungen, unter denen freie Radikale gebildet werden.

Die erfindungsgemäße Wachsemulsion wird nachstehend ausführlicher beschrieben.

Das erfindungsgemäße Erdölfraktion-Wachs (A) umfaßt die Wachse, die aus fraktionierten Erdöldestillaten stammen und Schmelzpunkte im Bereich von 40 bis 90⁰C haben. Spezifische Beispiele dafür sind Paraffinwachs und mikrokristallines Wachs. Auch ungereinigte oder rohe Paraffinwachse, wie Rohparaffin oder Schuppenparaffin, können verwendet werden.

Die erfindungsgemäß verwendete Komponente (B) ist ein sauerstof fhaltiges Wachs, welches durch Vermischen von 10 bis 80 Gew.-Teilen eines Wachses einer Erdölfraktion (I), das einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 85°C hat, mit 90 bis 20 Gew.-Teilen eines Polyolefinwachses (II) , das einen Schmelzpunkt im Bereich von 36 bis 120⁰C, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 310 bis 1000 sowie 5 bis 50 Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome aufweist, unter Bildung eines Gemisches, und anschließendes Umsetzen von 100 Gew.-Teilen dieses Gemisches mit 3 bis 25 Gew.-Teilen einer ungesättigten Polycarbonsäure oder deren Anhydrid unter Bedingungen, unter denen freie Radikale gebildet werden, erhalten

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wird.

Spezifische Beispiele für solche sauerstoffhaltige Wachse sind in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai-Patent-Veröffentlichung ) Nr. 81306/1979 beschrieben.

Das als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Komponente (B) verwendete Erdölfraktion-Wachs (I),d.h. das sauerstoffhaltige Wachs, ist ein Wachs, das aus fraktionierten Erdöldestillaten stammt und einen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 85⁰C, vorzugsweise 50 bis 70⁰C, aufweist. Zu diesen Wachsen gehören Wachse, wie sie als Komponente (A) verwendet werden, d.h. als Erdölfraktion-Wachs (A).

Das als das andere Ausgangsmaterial zur Herstellung der Komponente (B) eingesetzte Polyolefinwachs (II), d.h. das sauerstoffhaltige Wachs, umfaßt Polyäthylen, Polypropylen und Copolymere von Olefinen, die aus Olefingemischen, die Äthylen und Propylen als Monomere enthalten, hergestellt werden. Unter diesen Polymeren bzw. Copolymeren wird Polyäthylen am stärksten bevorzugt. Diese Polyolefinwachse haben Schmelzpunkte im Bereich von 36 bis 12O⁰C, vorzugsweise 36 bis 90⁰C, Zahlenmittel der Molekulargewichte von 310 bis 1000, vorzugsweise 310 bis 600 sowie 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 45 Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome.

Die Komponente (B), d.h. das sauerstoffhaltige Wachs, wird durch folgende Verfahrensstufen hergestellt : Vermischen des vorstehend definierten Wachses einer Erdölfraktion (I) mit dem vorstehend genannten Polyolefinwachs (II) in einem Verhältnis von 10 bis 80 Teilen auf 90 bis 20 Teile, vorzugsweise von 30 bis 70 Teilen auf 70 bis 30 Teilen (jeweils Gew.-Teile), unter Bildung eines Gemisches, und Umsetzen von 100 Gew.-Teilen des erwähnten Gemisches mit 3 bis 25 Gew.-Teilen, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-Teilen einer ungesättigten Polycarbonsäure oder deren Anhydrid unter Bedingungen zur Aust

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bildung von freien Radikalen.

Wenn die Menge des genannten Polyolefinwachses (II), welches zu dem Wachs der Erdölfraktionen (I) zugemischt wird, nicht den unteren Grenzwert des vorstehend definierten Bereiches erreicht, so wird die Säurezahl des gebildeten Reaktionsprodukts zu niedrig, um eine stabile Wachsemulsion auszubilden. Wenn im Gegensatz dazu die Menge dieses Polyolefinwachses (II) über dem oberen Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereiches liegt, wird der Farbton des gebildeten Produkts verschlechtert.

Bedingungen, unter denen freie Radikale gebildet werden, bedeuten Bedingungen, .unter denen freie Radikale gebildet werden, indem 0,2 bis 5 Gew.-Teile eines organischen Peroxids zu 100 Gew.-Teilen des Wachsgemisches zugesetzt werden. Zu geeigneten Beispielen für organische Peroxide zur Bildung von freien Radikalen gehören Di-tert-butylperoxid, tert-Butylhydroperoxid, Dicumylperoxid, tert-Butylcumylperoxid, Cumylhydroperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexin-3 und Methyläthylketon-peroxid. Beliebige der vorstehend erwähnten Peroxide können entweder einzeln oder in Kombination angewendet werden und das erfindungsgemäß am stärksten bevorzugte Peroxid ist Di-tert-butylperoxid.

Zu Beispielen für ungesättigte Polycarbonsäuren oder deren Anhydride gehören Maleinsäure, Itaconsäure, Citraconsäure und ihre Anhydride. Die am stärksten bevorzugte ungesättigte Polycarbonsäure ist Maleinsäure. Die Menge der ungesättigten Polycarbonsäure oder deren Anhydrid, die in das Gemisch eingemischt wird, übt einen starken Einfluß auf die Eigenschaften des gebildeten sauerstoffhaltigen Wachses aus. Wenn die zuge-

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setzte Menge unterhalb des definierten Bereiches liegt, wird die Säurezahl des Reaktionsprodukts zu niedrig, wodurch keine zufriedenstellenden Emulgiereigenschaften erreicht werden können. Wenn im Gegensatz dazu die Menge der ungesättigten Polycarbonsäure oberhalb des definierten Bereiches liegt, wird die Säurezahl des Reaktionsprodukts zu hoch und in manchen Fällen bleiben nicht umgesetzte Säuren zurück, was einen komplizierten Vorgang zur Entfernung der freien Säuren zur Folge hat. Obwohl die Reaktionsbedingungen keinen speziellen Beschränkungen unterliegen, kann die Reaktion beispielsweise bei einer Temperatur von 120 bis 220⁰C, vorzugsweise 140 bis 180⁰C während 0,5 bis 6,0, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden durchgeführt werden.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wachsemulsion wird das Wachs der Erdölfraktion (A) mit dem sauerstoffhaltigen Wachs (B) in einem Verhältnis von 100 Gew.-Teilen der Komponente (A) auf 3 bis 20 Gew.-Teile, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-Teile, der Komponente (B) vermischt. Wenn die Menge der Komponente (B) unterhalb des unteren Grenzwerts des vorstehend erwähnten Bereiches liegt, ist die Wirkung der Komponente (B) unzureichend, so daß die. Menge des erforderlichen Emulgators nicht vermindert wird. Wenn im Gegenteil die Menge der Komponente (B) den oberen Grenzwert des vorstehend genannten Bereiches überschreitet, werden die Wasserbeständigkeit, elektrischen Isoliereigenschaften und Bewitterungsbeständigkeitseigenschaften des Wachses verschlechtert.

Der erfindungsgemäßen Wachsemulsion kann ein Emulgator (C) zusätzlich zu den Komponenten (A) und (B) in einer Menge von weniger als 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise von weniger als 5 Gew.-Teilen, zugesetzt werden. Der Emulgator kann aus einer großen Vielfalt von allgemein zugänglichen Emulgatoren ausgewählt werden, einschließlich nichtionischen, kationischen

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und anionischen Emulgatoren- Wenn ein nichtionischer Emulgator verwendet wird, kann ein geeigneter Emulgator im Hinblick auf den HLB-Wert, errechnet aus dem Mischungsverhältnis des Wachses aus der Erdölfraktion (A), welches einen HLB-Wert von etwa 10 hat, zu dem sauerstoffhaltigen Wachs (B), das einen HLB-Wert von etwa 17 bis 18 hat, ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für geeignete nichtionische Emulgatoren sind die handelsüblichen Produkte Span 60 und 80, Tween 60 und 80 und Emuigen 420, hergestellt von der Kao-Atlas Co., Ltd. Zu konkreten Beispielen für nichtionische Emulgatoren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, gehören Polyoxyäthylen-alkylather, wie Polyoxyäthylenoleyläther oder Polyoxyäthylennonylphenyläther, Sorbitan-fettsäureester, wie Sorbitan-monolaurat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitan-monostearat, Sorbitan-tristearat, Sorbitan-monooleat oder Sorbitan-trioleat; Polyoxyäthylensorbitan-fettsäureester, wie Polyoxyäthylen-sorbitanmonolaurat, Polyoxyäthylen-sorbitan-monopalmitat, Polyoxyäthylen-sorbitan-monostearat, Polyoxyäthylen-sorbitantristearat, Polyoxyäthylen-sorbitan-monooleat oder Polyoxyäthylen-sorbitan-trioleat; sowie Polyoxyäthylen-fettsäureester, wie Polyäthylenglycol-monolaurat, Polyäthylenglycolmonostearat, Polyäthylenglycol-distearat oder Polyäthylenglycol-monooleat.

Ein kationischer Emulgator ist besonders wirksam, da er die in dem sauerstoffhaltigen Wachs (B) vorhandenen sauren Gruppen ionisiert und sie dadurch aktiviert. Bevorzugte Beispiele für kationische Emulgatoren sind Morpholin und Polyoxyäthylen-alky lamin. Die Wirksamkeit des kationischen Emulgators kann durch Zugabe eines anionischen Emulgators in einer kleineren äquivalenten Menge als der des zugesetzten kationischen Emulgators erhöht werden.

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Zu Beispielen für anionische Emulgatoren, die erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören Fettsäuren und deren Salze, wie ölsäure, Salze von Alkylschwefelsäureestern, wie das Natriumsalz von Laurylsulfat, und Salze von Alkylsulfonsäureestern, wie das Natriumsalz von Dodecylbenzolsulfonat oder das Natriumsalz von Dialkylsulfosuccinat.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher erläutert.

Beispiel 1

(i) Herstellung eines sauerstoffhaltigen Wachses : Gleiche Mengen eines Wachses aus einer Erdölfraktion (I) und eines Polyolefinwachses (II) wurden miteinander vermischt, um sie als Ausgangsmaterial einzusetzen. Das verwendete Wachs aus der Erdölfraktion war 63°C-Paraffinwachs (Schmelzpunkt : 63⁰C), das mit Hilfe der üblichen Raffinationsstufen gereinigt worden war. Das verwendete Polyolefinwachs war ein Äthylenpolymeres mit niederem Molekulargewicht in weißer wachsartiger Form, das einen Schmelzpunkt von 80⁰C, einen Penetrationswert (Eindringwert) von 11 und ein Durchschnittsmolekulargewicht vor 460 hatte und das 32 Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome aufwies, wovon 78 % Vinyl-Doppelbindungen, 18 % Vinyliden-Doppelbindungen und 4 % Vinylen-Doppelbindungen waren.

Zu 100 Gew.-Teilen eines Gemisches, welches aus gleichen Mengen der Wachse (I) und (II) bestand, wurden 13 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid gegeben und das erhaltene Gemisch, zu dem eine Lösung von 1 Gew.-Teil Di-tert-butylperoxid in 5 Gew.-Teilen Xylol gegeben worden war, wurde unter Rühren auf 150⁰C erhitzt. Nach dem Rühren während weiterer 30 Minuten wurden flüchtige Materialien unter vermindertem Druck entfernt und das Reaktionsgemisch wurde dann unter Druck filtriert, wobei ein hellgelbes sauerstoffhaltiges Wachs erhalten wurde. Das

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so gebildete sauerstoffhaltige Wachs hatte einen Schmelzpunkt von 70⁰C, einen Penetrationswert von 0,5, eine Säurezahl von 9 2 und eine Verseifungszahl von 92.

(ii) Herstellung der Wachsemulsion :

315 Gew.-Teile Paraffin mit einem Schmelzpunkt von 51,7°C wurden als Wachs einer Erdölfraktion (A) verwendet. Zu diesem Wachs wurden 35 Gew.-Teile des in der vorstehend unter (i) beschriebenen Stufe hergestellten sauerstoffhaltigen Wachses gegeben. Das Gemisch wurde dann zum Schmelzen erhitzt und dazu wurden nacheinander 4 Gew.-Teile ölsäure und 10 Gew.-Teile Morpholin unter Rühren zugefügt. Während das Gemisch kräftig gerührt wurde, wurden dem Gemisch langsam 650 "Gew.-Teile auf 90⁰C erhitzten Wassers zugesetzt, wobei eine gleichförmige weiße flüssige Phase erhalten wurden. Diese FlüssigkeiCwurde langsam auf 65⁰C abgekühlt und durch eine Manton-Gaulin-Homogenisiervorrichtung (Produkt der Manton-Gaulin Mfg. Inc.) geleitet, der unter einem Druck von 200 kg/cm² betrieben wurde. Dabei wurde eine stabile weiße Wachsemulsion erhalten.

Diese Emulsion hatte eine Viskosität von 7 cP nach Verlauf eines Tages nach dem Herstellungszeitpunkt und die Viskosität der Emulsion betrug nach dem Stehenlassen während eines Monats 9 cP. Die Emulsion wurde zur Trockene eingedampft, wobei festgestellt wurde, daß ihr Feststoffgehalt 35 Gew.-% betrug. Die Emulsion wurde auf eine Glasplatte aufgetragen, die dann nach Ablauf von 3 Minuten nach dem Zeitpunkt der Beschichtung fließendem Wasser ausgesetzt wurde. Der Überzug wurde durch das fließende Wasser nicht verändert oder beschädigt. Wassertröpfchen wurden auf dem getrockneten überzug verteilt und die Anordnung wurde dann zum Trocknen stehengelassen. Auf der Beschichtung blieben keine Spuren der Wassertröpfchen zurück.

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Beispiele 2 bis 8

Das in Stufe (i) des Beispiels 1 hergestellte sauerstoffhaltige Wachs wurde mit zahlreichen Wachsen aus Erdölfraktionen (A) kombiniert, um Wachsemulsionen herzustellen. Die Zusammensetzungen und Eigenschaften dieser Wachsemulsionen sowie die Zusammensetzung und Eigenschaften der Emulsion gemäß Beispiel 1 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die Viskosität wurde mit Hilfe eines Rotations-Viskometers gemessen, nachdem jede der Emulsionen einen Tag bei Raumtemperatur stehengelassen worden war.

Die in den nachstehenden Tabellen 1 und 3" zur Bezeichnung der Stabilität verwendeten Symbole haben folgende Bedeutung :

Symbol (q) : Nachdem die Emulsion einen Monat lang

bei Raumtemperatur stehengelassen worden war, wurde keine wesentliche Änderung der Viskosität und des Aussehens beobachtet.

Symbol O : Es wurden zwar einige Änderungen beobachtet, diese Änderungen bewegten sich jedoch innerhalb der Grenzen, in>denen die praktische Anwendung nicht behindert wurde.

Symbol Δ : Es wurden zwar merkliche Änderungen

beobachtet; die Emulsion verblieb jedoch im gleichförmig emulgierten Zustand.

Symbol χ : Die Emulsion verblieb nicht im gleichförmig emulgierten Zustand wegen einer Abscheidung oder Verfestigung.

Das in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendete Rohparaffinwachs mit einem Schmelzpunkt von 57,2⁰C war ein Rohwachs, wie es allgemein zur Herstellung eines Paraffinwachses

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eingesetzt wird und war noch nicht durch die Ausschwitz- und Entfärbungs-Stufen gereinigt worden.

Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Verbindungen ölsäure und Morpholin waren chemische Reagentien zur allgemeinen Anwendung. Die anderen Emulgatoren waren Produkte der Kao-Atlas Co., Ltd.

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TABELLE

Zusammensetzung der Wachsemulsion (Gew.-Teile) Eigenschaften der Wachsenjulsion

CjO O CD CO CTf *^. O OT

(A) Wachs der Erdölfraktion

(B)

sauerstoffhaltiges.Wachs

(C) Emulgator Wasser Feststoffgehalt

Viskosität Stabilität

Beisp. 51,7⁰C, Paraffin 1

Beisp. 51,7°C, Paraffin 2

Beisp. 51,7⁰C, Paraffin 3

35 Ölsäure Mbrpholin

40 Ölsäure 4,5 Morpholin

35 ölsäure . Triäthanolamin

Beisp, 4	51,7	"C, Paraffin	322	28	Ölsäure Morpholin	5,5 10
Beisp. 5	51,7	°C, Paraffin	315	35	ölsäure Morpholin Span 80 Tween 80	3,5 7 1 2,5
Beisp. 6	57,2	⁰C, Rohparaf fin	375	.25	ölsäure Morpholin	3 7
Beisp. 7	82,2	⁰C, mikrokri stallines Wachs	277	23	Span 60 Tween 60 Emuigen 420	9 6 6
Beisp. 8 ·	51,7	⁰C, Paraffin	315	35	—

35 Z

41 Z

■ 35 Z

35 Z

37 Z 40 Z

32 % 35 %

7 «P

30 eP .11 ei

8 -ei

7 eP 73 «Ρ

42 eP 60 eP

ο ο

cn

Beispiel 9

Gleiche Mengen des Wachses der Erdölfraktion (I) und des Polyolyfinwachses (II) wurden miteinander vermischt, um als Ausgangsmaterial verwendet zu werden. Das verwendete Wachs der Erdölfraktion war 60°C-Paraffinwachs, welches mit Hilfe der normalen Raffinationsstufen gereinigt worden war. Das verwendete Polyolefinwachs (II) war ein niedermolekulares Äthylenpolymeres in weißer wachsartiger Form, das einen Schmelzpunkt von 39⁰C, einen Penetrationswert von mehr als 80 und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 320 hatte und das 42 Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome hatte, wovon 88 % Vinyl-Doppelbindungen, 11 % Vinyliden-Doppelbindungen und 1 % Vinylen-Doppelbindungen waren.

Zu 100 Gew.-Teilen des Gemisches aus den gleichen Mengen der Wachse (I) und (II) wurden 10 Gew.-Teile Maleinsäureanhydrid zugesetzt und das Gesamtgemisch wurde auf 150⁰C erhitzt. Zu diesem Gemisch wurde eine Lösung unter Rühren gegeben, die durch Auflösen von 1 Gew.-Teil Di-tert-butylperoxid in 5 Gew.-Teilen Xylol erhalten worden war. Nach dem Rühren während weiterer 30 Minuten wurden flüchtige Materialien unter vermindertem Druck entfernt und danach wurde das Reaktionsgemisch unter Druck filtriert, wobei ein hellgelbes sauerstoffhaltiges Wachs erhalten wurde. Das so gebildete sauerstoffhaltige Wachs hatte einen Penetrationswert von 15 und eine Verseifungszahl von 61.

Unter Verwendung dieses sauerstoffhaltigen Wachses wurde eine Wachsemulsion in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Emulsion hatte verbesserte Eigenschaften, die im wesentlichen gleichwertig mit den Eigenschaften der Emulsion gemäß Beispiel 1 waren. Diese Wachsemulsion wurde zum Tränken von Kraftpapier verwendet, welches dann noch mit einem überzug aus der Emulsion versehen wurde und getrock-

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net wurde, so daß eine Wachsüberzugsschicht einer Dicke von 50 μΐη gebildet wurde. Das so erhaltene beschichtete Papier wurde gebogen, um den Winkel zu bestimmen, bei dem Risse auftraten,um die Elastizität des Überzugs zu prüfen. In gleicher Weise wurde die Wachsemulsion gemäß Beispiel 1 auf Kraftpapier aufgetragen und dann die Elastizität des Überzugs geprüft. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

TABELLE 2

verwendete Wachsemulsion Biegungswinkel, bei dem Risse

auftreten

Emulsion gemäß Beispiel 1 75

Emulsion gemäß Beispiel 9 110°

Wie aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, wird das sauerstoffhaltige Wachs gemäß Beispiel 9 bevorzugt, wenn die Elastizität des Wachsüberzugs ein wichtiger Faktor ist. Eine der wesentlichen Eigenschaften der Erfindung besteht darin, daß eine geeignete Wachsemulsion, die auf den jeweiligen Anwendungszweck abgestimmt ist, hergestellt werden kann, indem ein geeignetes Ausgangsmaterial gewählt wird.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

In den in Tabelle 3 gezeigten Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden Wachsemulsionen hergestellt, die der Wachsemulsion gemäß Beispiel 6 entsprechen, mit der Abänderung, daß die zugesetzten Mengen des sauerstoffhaltigen Wachses (B) kleiner sind als der untere Grenzwert des Bereiches, der erfindungs-

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gemäß definiert ist. Alle dieser Wachsemulsionen erwiesen sich bei ihrer Anwendung nicht bevorzugt, weil sie zu hohe Viskosität oder einen Mangel an Stabilität zeigten. Andererseits ist Beispiel 4 ein Beispiel für eine Wachsemulsion, in der die zugesetzte Menge des sauerstoffhaltigen Wachses (B) den oberen Grenzwert des erfindungsgemäß definierten Bereiches überschreitet. Wenn auch die Stabilität der Wachsemulsion gemäß Beispiel 4 zufriedenstellend ist, war der auf einer Glasplatte nach einem ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 ausgebildete überzug nach Ablauf von 10 Minuten durch fließendes Wasser abgewaschen. Auf dem getrockneten überzug wurden Wassertröpfchen versprüht und die Anordnung wurde zum Trocknen stehengelassen, wonach weiße Spuren zurückblieben.

Vergleichsbeispiele 5 und 6

Die Vergleichsbeispiele 5 und 6 betreffen Wachsemulsionen, die unter Verwendung eines oxydierten Paraffins mit einer Säurezahl von 55 anstelle des sauerstoffhaltigen Wachses (B) gemäß der Erfindung hergestellt worden waren. Dieses oxydierte Paraffin war durch Luftoxydation eines Paraffinwachses vom Schmelzpunkt 57,2⁰C in Gegenwart von Kobaltnaphthenat als Katalysator hergestellt worden. Die Wachsemulsion gemäß Vergleichsbeispiel 5 wurde verfestigt. Ein überzug wurde aus der Wachsemulsion des Vergleichsbeispiels 6 hergestellt und getrocknet. Der getrocknete Überzug gab einen störenden Geruch ab, der dem oxydierten Wachs eigen ist.

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TABELLE 3

Zusammensetzung der Wachsemulsion (Gew.-Teile) Eigenschaften der Wachsemulsion

(A)

(B)

(C)

Wachs der Erdölfraktion sauerstoff- Emulgator haltiges.Wachs . .

Wasser Feststoff- Viskosität Stabilität gehalt

CaJ CD O CO Ol ^ O Ol

Beisp. fr. 57,2⁰C, Rohparaffin 375

⁵⁷»²°^c» Rohparaffin AOO

57,2⁰C, Rohparaffin 392

25

if 1

Vergl.?
Beisp. 2

Vergl.

Beisp. 3 57,2⁰C, Rohparaffin 390

Vergl.

Beisp. 4 57,2°C, Rohparaffin 320

Vergl.

Beisp. 5 57,2⁰C, Rohparaffin 382

Vergl.

Beisp. 6 51,7⁰C, Paraffin 315

10

80

Ölsäure 3 Morpholin 7

Ölsäure 20

Morpholin 20

Ölsäure 10

Morpholin 20

Ölsäure 10

Morpholin 20

Ölsäure 5

Morpholin 15

oxydiertes Ölsäure 5

Paraffin 18 Morpholin 10

oxydiertes Ölsäure 4

Paraffin 35 Morpholin 10

40 %

41 Z

41 %

35 %

73 eP verfestigt

verfestigt

rnftvs

180 ei>

(t\Pa s

30 ei

verfestigt

mV&s 65 e-P

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Die Erfindung wurde zwar anhand spezifischer Beispiele erläutert; es ist jedoch dem Fachmann klar ersichtlich, daß die erwähnten Ausführungsformen zahlreichen Modifizierungen und Variationen unterworfen werden können.

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Claims

PATErVITANW₁SjLTE ;
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HÖPF EO'BINTGHAUS FINCK

ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

• KAF)L LUDWIQ SCHIFF (1Ο64-1Θ78)

DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER

DIF-L. INO. PETER STREHL

DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF

DIPL. INQ. DIETER EBBtNQHAUS

DR. INQ. DIETER FINCK

TELEFON (ΟΒβ) 4Θ 2O 6«

TELEX Ο-23ΒΘ0 AURO D

TELEORAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

DEA-13 487
NIPPON OIL COMPANY, LIMITED ⁸' Dezember 1980

Wachsemulsion

PATENTANS PRÜCHE

1J Wachsemulsion, die folgende wesentliche Bestandteile enthält :

(A) 100 Gew.-Teile eines Wachses aus einer Erdölfraktion mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 90⁰C und

(B) 3 bis 20 Gew.-Teile eines sauerstoffhaltigen Wachses, welches erhalten wurde durch Vermischen von 10 bis 80 Gew.-Teilen eines Wachses einer Erdölfraktion (I), dessen Schmelzpunkt im Bereich von 50 bis 85°C liegt, mit 90 bis 20 Gew.-Teilen eines Polyolefinwachses (II), das einen Schmelzpunkt im Bereich von 36 bis 120⁰C, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 310 bis 1000 und 5'bis 50 Doppelbindungen pro Kohlenstoffatome aufweist, und Umsetzen von 100 Gew.-

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Teilen des erhaltenen Gemisches mit 3 bis 25 Gew.-Teilen einer ungesättigten Polycarbonsäure oder deren Anhydrid unter Bedingungen, unter denen freie Radikale gebildet werden.
2. Wachsemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie zusätzlich einen Emulgator (C) in einer Menge von weniger als 10 Gew.-Teilen enthält.

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