DE3046214A1 - Wachsemulsion - Google Patents
WachsemulsionInfo
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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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COPY
COPY
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.
(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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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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COPY
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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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
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.
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.
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.
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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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
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
30462U
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.
130035/0555
Claims (2)
- PATErVITANW1SjLTE ;
SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HÖPF EO'BINTGHAUS FINCKALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE• KAF)L LUDWIQ SCHIFF (1Ο64-1Θ78)DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNERDIF-L. INO. PETER STREHLDIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPFDIPL. INQ. DIETER EBBtNQHAUSDR. INQ. DIETER FINCKTELEFON (ΟΒβ) 4Θ 2O 6«TELEX Ο-23ΒΘ0 AURO DTELEORAMME AUROMARCPAT MÜNCHENDEA-13 487
NIPPON OIL COMPANY, LIMITED 8' Dezember 1980WachsemulsionPATENTANS PRÜCHE1J 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.-130035/0555Teilen 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.130035/0555
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Representative=s name: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBE |
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