DE3046214C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wachsemulsion und bezieht sich
speziell auf eine Wachsemulsion, 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.
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 25 29 360 und der JA-OS (Kokai-Koho)
Nr. 1 31 979/1978. Die allgemein am häufigsten zugewendete
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 Polyethylenwachse.
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
passende Zusammensetzung und ein geeignetes Emulgierverfahren
zu entwickeln. Aus diesem Grund sind die Art und Menge des
sauerstoffhaltigen Wachses, das der Emulsion zugesetzt werden
soll, beschränkt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine stabile
Wachsemulsion mit geeigneter Viskosität zur Verfügung zu
stellen, in der das Wachs ausgezeichnete Emulgiereigenschaften
besitzt, selbst wenn kein Emulgator oder nur eine
geringe Menge eines Emulgators vorhanden ist, und die zur
Ausbildung eines festen beständigen Überzugs mit ausgezeichneter
Flexibilität oder Elastizität führt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wachsemulsion
gelöst, die als Wachshauptbestandteil ein Gemisch aus
- (A) 100 Gew.-Teilen eines Wachses aus einer Erdölfraktion mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 90°C und
- (B) 3 bis 20 Gew.-Teilen 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 120°C, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 310 bis 1000 und 5 bis 50 Doppelbindungen pro 100 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, enthält.
Die erfindungsgemäße Wachsemulsion enthält ein Wachs, das
hart ist, einen niederen Schmelzpunkt und eine hohe Säurezahl
besitzt. Die erfindungsgemäße Wachsemulsion gibt keinerlei
störenden Geruch ab, besitzt einen verbesserten
Farbton und führt zur Ausbildung eines Überzugs mit ausgezeichneter
Flexibilität.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Wachsemulsion
zusätzlich zu den Bestandteilen (A) und (B) weniger
als 10 Gew.-Teile eines Emulgators enthalten.
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 90°C 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 sauerstoffhaltiges
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 120°C, 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
wird.
Spezifische Beispiele für solche sauerstoffhaltige Wachse
sind in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai-Patentveröffentlichung)
Nr. 81 306/1979 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 85°C,
vorzugsweise 50 bis 70°C, 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 Polyethylen, Polypropylen
und Copolymere von Olefinen, die aus Olefingemischen, die
Ethylen und Propylen als Monomere enthalten, hergestellt
werden. Unter diesen Polymeren bzw. Copolymeren wird Polyethylen
am stärksten bevorzugt. Diese Polyolefinwachse haben
Schmelzpunkte im Bereich von 36 bis 120°C, vorzugsweise
36 bis 90°C, 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 Ausbildung
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 Methylethylketon-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 zugesetzte
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 220°C, vorzugsweise
140 bis 180°C 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
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.
Zu konkreten Beispielen für nichtionische
Emulgatoren, die erfindungsgemäß eingesetzt werden
können, gehören Polyoxyethylen-alkylether, wie Polyoxyethylenoleylether
oder Polyoxyethylennonylphenylether,
Sorbitan-fettsäureester, wie Sorbitan-monolaurat, Sorbitanmonopalmitat,
Sorbitan-monostearat, Sorbitan-tristearat,
Sorbitan-monooleat oder Sorbitan-trioleat; Polyoxyethylensorbitan-fettsäureester,
wie Polyoxyethylen-sorbitan-
monolaurat, Polyoxyethylen-sorbitan-monopalmitat, Polyoxyethylen-sorbitan-monostearat,
Polyoxyethylen-sorbitan-
tristearat, Polyoxyethylen-sorbitan-monooleat oder Polyoxyethylen-sorbitan-trioleat;
sowie Polyoxyethylen-fettsäureester,
wie Polyethylenglykol-monolaurat, Polyethylenglycol-
monostearat, Polyethylenglycol-distearat oder Polyethylenglycol-monooleat.
Spezifische Beispiele für solche geeignete
nichtionische Emulgatoren sind Sorbitan-monostearat
(HLB = 4,7) (Handelsprodukt Span 60), Sorbitan-monooleat
(HLB = 4,3) (Handelsprodukt Span 80), Polyoxyethylen-sorbitan-monostearat
(HLB = 14,9) (Handelsprodukt Tween 60), Polyoxyethylen-sorbitan-monooleat (HLB = 15,0) (Handelsprodukt Tween
80) und Polyoxyethylen-oleylether (HLB = 13,6) (Handelsprodukt
Emulgen 420).
Ein kationischer Emulgator ist besonders wirksam, da er
die in dem sauerstoffhaltigen Wachs (B) vorhandenen sauren
Gruppen ionisiert und die dadurch aktiviert. Bevorzugte Beispiele
für kationische Emulgatoren sind Morpholin und Polyoxyethylen-alkylamin.
Die Wirksamkeit des kationischen Emulgators
kann durch Zugabe eines anionischen Emulgators in
einer kleineren äquivalenten Menge als der des zugesetzten
kationischen Emulgators erhöht werden.
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.
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:
63°C), das mit Hilfe der üblichen Raffinationsstufen gereinigt
worden war. Das verwendete Polyolefinwachs war ein Ethylenpolymeres
mit niederem Molekulargewicht in weißer wachsartiger
Form, das einen Schmelzpunkt von 80°C, einen Penetrationswert
(Eindringwert) von 11 und ein Durchschnittsmolekulargewicht von
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 150°C
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
so gebildete sauerstoffhaltige Wachs hatte einen Schmelzpunkt
von 70°C, einen Penetrationswert von 0,5, eine Säurezahl von
92 und eine Verseifungszahl von 92.
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 90°C erhitzten Wassers zugesetzt, wobei eine gleichförmige
weiße flüssige Phase erhalten wurden. Diese Flüssigkeit wurde
langsam auf 65°C abgekühlt und durch eine Manton-Gaulin-Homogenisiervorrichtung
geleitet,
die unter einem Druck von 2000 N/cm² (200 kg/cm²) betrieben wurde.
Dabei wurde eine stabile weiße Wachsemulsion erhalten.
Diese Emulsion hatte eine Viskosität von 7 mPa·s (cP) nach Verlauf
eines Tages nach dem Herstellungszeitpunkt und die Viskosität
der Emulsion betrug nach dem Stehenlassen während eines Monats
9 mPa·s (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.
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 : | |
Nachdem die Emulsion einen Monat lang bei Raumtemperatur stehengelassen worden war, wurde keine wesentliche Änderung der Viskosität und des Aussehens beobachtet. | |
Symbol ○: | Es wurden zwar einige Änderungen beobachtet, diese Änderungen bewegten sich jedoch innerhalb der Grenzen, in denen die praktische Anwendung nicht behindert wurde. |
Symbol ∆: | Es wurden zwar merkliche Änderungen beobachtet; die Emulsion verblieb jedoch im gleichförmig emulgierten Zustand. |
Symbol x: | 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 57,2°C war ein Rohwachs,
wie es allgemein zur Herstellung eines Paraffinwachses
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
folgende Handelsprodukte:
SPAN 60 | |
Sorbitanmonostearat (HLB = 4,7) | |
SPAN 80 | Sorbinanmonooleat (HLB = 4,3) |
TWEEN 60 | Polyoxyethylen-sorbitan-monostearat (HLB = 14,9) |
TWEEN 80 | Polyethylen-sorbitan-monooleat (HLB = 15,0) |
EMULGEN 420 | Polyoxyethylen-oleylether (HLB = 13,6) |
Gleiche Mengen des Wachses der Erdölfraktion (I) und des
Polyolefinwachses (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
Ethylenpolymeres in weißer wachsartiger Form, das einen
Schmelzpunkt von 39°C, 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 150°C
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 getrocknet
wurde, so daß eine Wachsüberzugsschicht einer Dicke von
50 µm 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 erfindungsgemäß
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 57,2°C 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.
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.
Claims (2)
1. Wachsemulsion, die als Wachshauptbestandteil ein
Gemisch aus
- (A) 100 Gew.-Teilen eines Wachses aus einer Erdölfraktion mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 90°C und
- (B) 3 bis 20 Gew.-Teilen 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 120°C, ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 310 bis 1000 und 5 bis 50 Doppelbindungen pro 100 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, enthält.
2. Wachsemulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich weniger als 10 Gew.-
Teile eines Emulgators (C) enthält.
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