DE3447763A1 - Stabile zubereitung aus einem kohlenwasserstoff-substituiertem bernsteinsaeureanhydrid und einem emulgiermittel - Google Patents

Stabile zubereitung aus einem kohlenwasserstoff-substituiertem bernsteinsaeureanhydrid und einem emulgiermittel

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Description

Stabile Zubereitung aus einem Kohlenwasserstoffsubstituierten Bernsteinsäureanhydrid und einem Emulgiermittel
Die Erfindung betrifft eine stabile Zubereitung aus einem Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäureanhydrid und einem Emulgiermittel. Die Erfindung betrifft ferner ein verbessertes Verfahren, um Oberflächen, die Gruppen enthalten, die gegenüber Anhydriden reaktiv sind, wasserabstoßend zu machen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Leimen von Papier- und Pappeprodukten.
Es ist bekannt, daß sich Kohlenwasserstoff-substituierte Bernsteinsäureanhydride gut zur Behandlung von Papier, Geweben oder anderen Oberflächen, um diese wasserabstoßend zu machen, eignen. Wie in den US-PS'en 3 102 064, 3 821 069, 3 968 005 und 4 040 900 (RE 29 960) ausgeführt wird, sind diese Zubereitungen besonders geeignet zum Leimen von Papier.
Es ist ferner bekannt, daß diese Bernsteinsäureanhydride am besten für derartige Zwecke in hochdispergierter Form, beispielsweise in Form einer wäßrigen Emulsion, aufgebracht werden (vgl. die US-PS 4 040 900 (RE 29 960), welche Papierleimungsemulsionen beschreibt, die aus Mischungen aus einem substituierten cyclischen Dicarbonsäureanhydrid und einem Polyoxyalkylenalkyl- oder -alkylarylether oder dem 0 entsprechenden Mono- oder Diester bestehen.
Langkettige Diester-Emulgiermittel sowie Monoester, Alkylphenolethoxylate sowie Alkoholethoxylate werden in der US-PS 4 040 900 (RE 29 960) als geeignete Emulgiermittel für substituierte Bernsteinsäureanhydride beschrieben.
Ein Hauptnachteil dieser bekannten Emulgiermittel liegt darin, daß .nach der Bildung die Bernsteinsäureanhydrid-Emulgiermittelmischungen instabil sind und sofort verwendet werden müssen. Es besteht daher ein Bedarf an substituierten Bernsteinsäureanhydrid-Emulgiermittelmischungen, die eine verbesserte Stabilität beim Altern oder Lagern besitzen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile Zubereitung aus einem Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäureanhydrid und einem Emulgiermittel aus
(A) 70 bis 99,5 % eines normalerweise flüssigen Kohlenwasserstoff -substituierten Bernsteinsäureanhydrids, das 6 bis 50 Kohlenstoffatome in dem Substituenten enthält , und
(B) 0,5 bis 3 0 % eines Emulgiermittels der Formel R-W-Yn,
worin R eine hydrophobe Alkyl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Acylgruppe ist, die 8 bis 3 0 Kohlenstoffatome enthält,
W eine wasserlösliche Polyethylenoxy enthaltende Gruppe ist, die 3 bis 80 Ethylenoxideinheiten enthält, welche unabhängig mit R und Y über Sauerstoff-, Schwefel- oder StickstoffVerknüpfungen verbunden ist,
Y eine Acylabdeck- oder Schutzgruppe für die Sauerstoff-, Schwefel- oder StickstoffVerknüpfungen an W bedeutet, die nicht mit R verbunden sind, wobei Y 2 bis 8 Kohlenstoff a tome enthält, unter der Voraussetzung, daß nicht mehr als 7 Kohlenstoffatome Methylenkohlenstoffatome sind,
COPY
und unter der weiteren Voraussetzung, daß Y keine freie Carboxylgruppe enthalten kann,
η 1/3, 1/2, 1, 2 oder 3 ist,
5
und der hydrophile/lipophile Ausgleich (HLB) zwischen ungefähr 9 und 18 liegt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, um Oberflächen,die Gruppen enthalten, die gegenüber Anhydriden reaktiv sind, wasserabstoßend zu machen, welches darin besteht, diese Oberflächen mit einer wäßrigen Emulsion der erfindungsgemäßen Zubereitung aus dem substituierten Bernsteinsäureanhydrid und dem Emulgiermittel zu imprägnieren.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Leimen von Papier, welches darin besteht, innig mit dem feuchten Papierstoff vor seiner endgültigen Umwandlung in einen trokkenen Bogen eine wäßrige Emulsion aus der erfindungsgemäßen Zubereitung aus einem substituierten Bernsteinsäureanhydrid und einem Emulgiermittel zu vermischen.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß bestimmte Derivate von Polyiethyleriiojxy, enthaltenden (oder auf Polyethylenglykol basierenden) Emulgiermitteln, bei denen die freien Hydroxylgruppen mit kleinen Kohlenstoff enthaltenden Gruppen abgedeckt sind, in überraschender Weise wirksame Emulgiermittel beim Altern in substituiertem Bernsteinsäureanhydrid'sind. Diese Emulgiermittel liefern stabile Mischungen mit substituiertem Bernsteinsäureanhydrid und reagieren nicht mit dem Anhydrid unter Lagerung sbedingungen.
In vorteilhafter Weise sind die substituierten Bernsteinsäureanhydrid/Eraulgiermittel-Mischungen gemäß vorliegender Erfindung sehr wirksam zur Behandlung von verschiedenen Oberflächen, um diese wasserabstoßend zu machen. Diese Zubereitungen sind besonders geeignet als hervorragende Papierleimungsmittel.
Das Kohlenwasserstoff-substituierte Bernsteinsäureanhydrid, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitungen aus dem Anhydrid und dem Emulgiermittel geeignet ist, ist ein hydrophobes Molekül. Gewöhnlich besitzt es einen Substituenten in der 3-Stellung, es kann jedoch Substituenten sowohl in der 3- als auch in der 4-Stellung besitzen. Im allgemeinen ist der Substituent eine Alkyl-, Alkenyl- oder Aralkylgruppe. Andere Elemente können in einer kleineren Menge vorliegen, beispielsweise eine Schwefel- oder Etherverknüpfung. Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in dem Substituenten bewegt sich zwischen 6 und 50. Eine bevorzugte Substituentengröße liegt zwischen 10 und 30. Noch bevorzugter wird der Bereich zwischen 12 und 25. Eine bevorzugte Ausführungsform der infrage stehenden Anhydride ist ein Alkenylbernsteinsäureanhydrid, das hergestellt wird, indem man ein Olefin mit Maleinsäureanhydrid nach der bekannten "En"-Reaktion reagieren läßt. Geeignet ist ferner das "Diels-Alder"-Produkt, das auf Maleinsäureanhydrid und ein konjugiertes Dien zurückgeht. Für die erfindungsgemäßen Zwecke werden die infrage stehenden Anhydride als "ASA" bezeichnet. . .
Das Emulgiermittel gemäß vorliegender Erfindung besitzt drei wesentliche Eigenschaften. Erstens ist es in ASA bei Umgebungstemperaturen löslich. Zweitens ist es beim Lagern stabil, wenn es in ASA aufgelöst ist. Drittens besitzt es eine grenzflächenaktive Aktivität, um ASA in Wasser zu emulgieren. Um diesen Anforderungen zu genügen,
enthält das erfindungsgemäß eingesetzte Emulgiermittel keine freien -SH-, -OH- oder -NH-Gruppen, die mit ASA reagieren könnten, und zeigt einen hydrophil-lipophilen Ausgleich (HLB) zwischen ungefähr 9 und 18. 5
Um den angestrebten HLB-Wert zu erzielen, enthalten die Emulgiermittel zwischen ungefähr 3 und 80 durchschnittliche Mole Ethylenoxid, und zwar in Abhängigkeit von der Größe der vorliegenden lipophilen sowie anderer vorliegender hydrophiler Gruppen. Insbesondere liegt der geeignete Bereich der Mole an Ethylenoxid zwischen ungefähr 5 und 40.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Emulgiermittel können aus im Handel erhältlichen Emulgiermittel, die auf PoIyethylenglykol zurückgehen und freie HydroxyIgrippen enthalten, hergestellt werden. Diese im Handel verfügbaren Emulgiermittel sind selbst in. ASA löslich und wirken dahingehend, das Anhydrid in Wasser zu emulgieren. Sie sind jedoch nicht in ASA bei der Lagerung infolge des Vorlie- - gens der Hydroxylgruppen stabil. Beispiele für diese Klasse von Hydroxyl enthaltenden Verbindungen werden in der US-PS 4 040 900 (RE 29 960) beschrieben und umfassen die Polyethylenglykol-Derivate langkettiger Alkohole, Alkylphenole sowie Carbonsäuren, die in herkömmlicher Weise zum Emulgieren von Ölen in Wasser eingesetzt werden. Im allgemeinen enthalten diese Verbindungen eine freie Hydroxylgruppe und lassen sich durch folgende Formeln wiedergeben: Q
HCH2>z- 0H'
<OCH2CH2>— 0H'
worin χ eine ganze Zahl von 8 bis 24 ist und ζ eine ganze Zahl von 5 bis 20 bedeutet. Typische im Handel erhältliche Beispiele für diese Hydroxyl enthaltenden Emulgiermittel sind Igepal CO-630 (GAF), Triton X-100 (Rohm and Haas), Tergitol TMN-6 sowie Tergitol 15-S-9 (Union Carbide) sowie PEG 400 Mono- und Dilaurat (Stepan).
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Monohydroxy enthaltenden grenzflächenaktiven Mitteln können geeignete grenzflächenaktive Mittel verschiedene bekannte hydrophile Anteile enthalten. Zusätzlich zu den Polyethylenoxygruppen können sie Glyceryl-, Polyglyceryl-, AnhydrosorbityI- oder Pentaerythritylgruppen oder dergleichen besitzen. Bei diesen Verbindungen liegt mehr als eine Hydroxylgruppe vor, die zur Bildung der erfindungsgemäß einsetzbaren grenzflächenaktiven Mittel abgedeckt werden muß. Kleine Mengen an Propylenoxygruppen können ebenfalls vorliegen. Es ist nicht zweckmäßig, grenzflächenaktive Mittel zu verwenden, die mehr als ungefähr vier Hydroxylgruppen besitzen, da sonst eine übermäßige Menge an dem Abdeckmittel erforderlich ist.
Infrage kommen ferner grenzflächenaktive Mittel, in denen Schwefel- oder Stickstoffverknüpfungen zwischen der hydrophilen Gruppe und entweder der hydrophoben Gruppe oder der abdeckenden Gruppe vorliegen. Beispielsweise können ethoxylierte Mercaptane oder ethoxylierte Fettsäureamide verwendet werden. Ethoxylierte Sulfonamide können ebenfalls eingesetzt werden.
Der hydrophobe Anteil kann geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein. Es kann sich um Alkyl, Alkylaryl oder Arylalkyl handeln. Ferner kann er eine Acylverknüpfung aufweisen.
11*
Die vorstehend beschriebenen Verbindungen werden in die erfindungsgemäß eingesetzten Emulgiermittel in der Weise umgewandelt, daß die freien Hydroxylgruppen mit einem eine geringe Anzahl von Kohlenstoffatomen enthaltenden Reagens umgesetzt werden, das die Hydroxylgruppen abdeckt. Im allgemeinen besitzt die abdeckende Gruppe die Wirkung, daß mäßig der hydrophil-lipophile Ausgleich (HLB) der Emulgiermittel herabgesetzt wird, da die abdeckende Gruppe dem Molekül einen kleinen hydrophoben Anteil verleiht.
Man muß das grenzflächenaktive Mittel und die abdeckende Gruppe derart auswählen, daß gewährleistet ist, daß das abgedeckte Emulgiermittel innerhalb des gesuchten HLB-Bereiches liegt. Es wird soviel Abdeckmittelreagens eingesetzt, daß alle reaktiven -SH-, -OH- und -NH-Gruppen in dem verwendeten grenzflächenaktiven Mittel abgedeckt sind.
Im allgemeinen kann das Abdeckreagens jedes Reagens sein, das ein Derivat der -OH-, -SH- oder -NH-Gruppen des Emulgiermittels bildet, solang das Derivat noch eine stabile Emulsion bedingt, wenn es in ASA aufgelöst wird. In überraschender Weise wurde gefunden, daß bestimmte herkömmliche Derivate keine stabilen Emulsionen ergeben. So bilden Silylether und SuIfonatester keine stabilen Emulsionen beim Altern. Carbonsäureester, Carbamatester sowie Ketoester ergeben jedoch stabile Emulsionen in ASA. Daher sind Abdeckreagentien, die für einen Einsatz zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitungen geeignet sind, solche, die eine Acylabdeckung dem Ausgangsemulgiermittel verleihen.
Infrage kommende Abdeckreagentien sind solche, die mit dem hydrophilen Anteil eine Carboxylderivatverknüpfung bilden, wie Ester, Amide, Carbamate, Harnstoff oder dgl. Geeignete Reagentien sind Carbonsäureanhydrid, Säurehalogenide, Isocyanate, Ketendimere oder dgl. Beispiele für
geeignete Reagentien sind Essigsäureanhydrid, Keten, Diketen, Acetylchlorid, Acetylbromid, Propionylanhydrid, Butyrylchlorid, Pivaloylchlorid, Hexanoy!chlorid, Benzoylchlorid, Toluylchlorid, Ethylisocyanat, Ethylisothiocyanat, Hexylisocyanat oder dgl.
Die Abdeckreagentien sind normalerweise monofunktionell, sie können jedoch auch difunktionell oder sogar trifunktionell sein, sofern die strukturellen Anforderungen proportional zu jeder funktionellen Gruppe erfüllt werden. Beispiele für geeignete difunktionelle Reagentien sind Succinylchlorid, Maleylchlorid, Adipoylchlorid, Decandicarbonsäurechlorid, Toluoldiisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat oder dgl.
Nachfolgend werden Bereiche für geeignete Kohlenstoff enthaltende Gruppen und reaktive Funktionen, die zur Herstellung geeigneter Reagentien kombiniert werden können, angegeben. Kohlenstoff enthaltende Gruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl (jeweils verzweigt oder geradkettig) Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Benzyl sowie ToIyI. Reaktive Funktionen sind Anhydride, Säurehalogenide, Isocyanate und Isothiocyanate.
Abdeckreagentien werden bevorzugt, welche keinen Katalysator oder keinen Coreaktanten erfordern und keine Nebenprodukte bilden. Folglich sind keine zusätzlichen Bearbeitungsstufen erforderlich. Beispiele für geeignete Reagentien sind Ethylisocyanat, Toluoldiisocyanat, Keten und Ketendimeres.
Die Acylabdeckgruppe an dem Emulgiermittel, die in der obigen Formel mit Y bezeichnet wird, enthält im allgemeinen 2 bis 8 Kohlenstoffatome, vorausgesetzt, daß nicht mehr als 7 Kohlenstoffatome aus Methylenkohlenstoffatomen bestehen.
Die Abdeckgruppe Y kann auch eine freie Carboxylgruppe enthalten. Unter "Methylen" ist jedes Kohlenstoffatom zu verstehen, das wenigstens drei Bindungen aufweist, die mit dem Wasserstoff oder einem anderen Kohlenstoffatom verknüpft sind. Daher fallen Methyl sowie einige Methingruppen unter diese Definition. Die Abdeckgruppe mit relativ wenigen Mathylenkohlenstoffatomen, die lipophil sind, verändert nicht wesentlich den hydrophil-lipophilen Ausgleich (HLB) des Emulgiermittels. Kohlenstoffatome, die an Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen teilnehmen, werden ebenfalls gezählt, entsprechen jedoch 2/3 eines Methylenkohlenstoffs. Vorzugsweise enthält Y 2 bis 6 Kohlenstoffatome. Bei einem difunktionellen Abdeckmittel kann diese Anzahl von Kohlenstoffatome verdoppelt werden. Inerte Gruppen, wie Ether- oder Thioverknüpfungen, können ebenfalls vorliegen. Ferner können inerte Amidverknüpfungen, wie in Carbamaten, die auf Isocyanate zurückgehen, vorliegen. Inerte Carbonylgruppen, wie sie in Ketoestern vorliegen, die auf die Reaktion mit Diketen zurückgehen, können ebenfalls vorliegen. Inerte Kalogenide können auch zugegen sein.
Enthält die Abdeckgruppe eine reaktive Funktion, wie eine Doppelbindung in einem Maleyldiester, dann können bekannte Reaktionen mit dieser Funktion durchgeführt werden, sofern das Produkt der erfindungsgemäßen Zubereitung genügt. Beispielsweise liefert die Isomerisation eines Maleyldiesters zu einem Fumaryldiester ein geeignetes Emulgiermittel.
Beispiele für geeignete Abdeckgruppen an dem in der erfindungsgemäßen Zubereitung eingesetzten Emulgiermittel sind folgende:
O O
Il ti
-C-R1 und -C-NH-R1
worin R1 eine n-Alkyl-, Isoalkyl-, Cycloalkyl- oder Aryl· gruppe ist, die 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält,
0 " ο
■· Ii
-C-CH-C-CH9R1'
I 2
R1 '
worin R" für Wasserstoff, Methyl oder Ethyl steht, und
-C-R1 ' '-C- und -C-NH-R1 ' '-NH-C-
worin R1" eine n-Alkylen-, Isoalkylen-, Cycloalkylen- oder Arylengruppe ist, die 2 bis 14 Kohlenstoffatome enthält. 20
Spezifische Beispiele für infrage kommende Abdeckgruppen sind folgende:
O o
υ O
CH3C-, CH3(CH2)4C-,
O0
η Ii
CH3C-CH2-C-, CH3CH2-NH-C-, 30
Il
CH2-C-
CH2-C
Il
Il
35
CH3 υ c-
NH-C-
(CH2J10 und ^^
" NH-C-
O
Ein anderes Beispiel für ein abgedecktes Emulgiermittel, das in der erfindungsgemäßen Zubereitung geeignet ist, ist das Produkt, das durch Erhitzen eines mit einem cyclischen Anhydrid, wie Bernsteinsäureanhydrid, abgedeckten Emulgiermittels auf 150 bis 2300C während 1 bis 500 Stunden erhalten wird. Ein Abdecken mit einem derartigen Anhydrid wird in der DE-OS 34 39 117 beschrieben. Die Wärmebehandlung, welche die hängende Carboxylgruppe entfernt, führt zu einem abgedeckten Emulgiermittel, das für einen Einsatz in der erfindungsgemäße Zubereitung geeignet ist.
Der hydrophob/hydrophile Ausgleich der abgedeckten Emulgiermittel liegt innerhalb des normalen Emulgiermittel/ Detergens-Bereiches. Eine Methode zur Bestimmung dieses Ausgleiches ist die Verwendung der HLB-Skala (hydrophil/ lipophiler Ausgleich), vgl. P. Becker, Kapitel 18 in "Nonionic Surfactants", M. J. Schick, Editor, Marcel Dekker (19 67). Der hydrophil/lipophile Ausgleich ist ein Hinweis für die Größe und die Stärke der hydrophilen (wasseranziehenden oder polaren) Gruppen und der lipophilen (ölanziehenden oder nichtpolaren) Gruppen in einem grenzflächenaktiven Material, ausgedrückt durch einen nu-0 merischen Wert, der als HLB-Zahl bezeichnet wird. Auf dieser Skala sollte für die erfindungsgemäßen abgedeckten ül-in-Wasser-Emulgiermittel der HLB-Wert zwischen ungefähr 9 und 18 und vorzugsweise zwischen 11 und 16 liegen.
Der HLB-Wert kann durch einen Vergleich von verschiedenen Eigenschaften, wie der Wasserlöslichkeit, mit Emulgiermitteln mit bekanntem HLB-Wert bestimmt werden. Wahlweise kann der HLB-Wert nach verschiedenen bekannten Methoden berechnet werden. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise auf J. T. Davies, Second Proceedings International Congress on Surface Activity, Seite 426 (1957) zu verweisen. Eine einfache Annäherung im Falle von Polyethylenoxy enthaltenden nichtionischen Verbindungen besteht darin, den Gewichtsprozentsatz an Polyethylenoxid durch 5 zu teilen. Es wurde auf diese Weise der HLB-Wert für verschiedene Emulgiermittel, die in der erfindungsgemäßen Zubereitung eingesetzt werden können, bestimmt. Sehr gute AbA-Krauls ionen in Wasser werden erhalten, wenn der ermittelte HLB-Wert zwischen 11 und 16 liegt.
Das in der erfindungsgemäßen Zubereitung eingesetzte Emulgiermittel wird hergestellt durch Umsetzen des vorstehend beschriebenen instabilen Hydroxyl enthaltenden Emulgiermittels mit dem Abdeckmittel, bis die Hydroxylgruppen reagiert haben. Im allgemeinen sind wenige Minuten bis einige Stunden für diese Reaktion bei Temperaturen von ungefähr 80 bis 2000C erforderlich. Beim Einsatz von Katalysatoren können tiefere Temperaturen und kürzere Zeiten eingehalten werden. Die Esterderivate, die normalerweise aus Carbonsäureanhydrid- oder Säurehalogenidreagentien hergestellt werden, können wahlweise aus einer Carbonsäure oder einem Ester durch andere bekannte Veresterungsreaktionen hergestellt werden, beispielsweise durch die Säure-katalysierte Veresterung oder den Basen-katalysierten Esteraustausch. Vor der Herstellung der erfindungsgemäßen Wasser/Emulgiermittel-Zubereitung ist es vorzuziehen, Nebenprodukte, die sich gebildet haben können, wie Wasser, Essigsäure oder Chlorwasserstoff, zu entfernen. Das abgedeckte Emulgiermittel wird dann in das ASA eingemischt, wobei die erfindungsgemäße ASA/Emulgiermittel-Zubereitung gebildet wird.
Wahlweise kann dann, wenn das Abdeckreagens ausreichend reaktiv ist, das Hydroxyl enthaltende Emulgiermittel zuerst in dem ASA aufgelöst und dann mit dem Abdeckreagens umgesetzt werden.
5
Die erfindungsgemäßen ASA/Emulgiermittel-Zubereitungen bestehen zu 70 bis 99,5 Gew.-Teilen und vorzugsweise zu 80 bis 98 Gew.-Teilen aus dem substituierten Bernsteinsäureanhydrid und 0,5 bis 30 Gew.-Teilen, vorzugsweise 2 bis 20 Teilen, aus dem abgedeckten Emulgiermittel. Diese ASA/ Emulgiermittel-Kombinationen sind leicht an einer zentralen Stelle herzustellen und können an die Stelle versandt werden, an welcher die ASA-Emulsionen erzeugt werden. Die zwei Komponenten sind mischbar, und die Mischung ist bei Umgebungstemperaturen flüssig.
Diese ASA/Emulgiermittel-Zubereitung emulgiert leicht in Wasser mit verschiedener Härte und pH durch einfaches Einmischen ohne Einwirkung hoher Scherkräfte. Feine Tropfchen werden gebildet, und die Emulsion ist so lange stabil, bis sie zur Behandlung einer Oberfläche verwendet wird, die Gruppen enthält, die gegenüber dem Anhydrid reaktiv sind. Die Zeit zwischen der Bildung und der Verwendung kann von einigen Sekunden bis einigen Stunden schwanken.
Längere Zeiten sind im allgemeinen nicht bevorzugt, da die Anhydridgruppen allmählich durch das vorliegende Wasser hydrolysiert werden.
Das verwendete Wasser kann relativ rein sein oder kann die in Haushaltswasser vorliegenden herkömmlichen Verunreinigungen enthalten. Es kann einen pH oberhalb oder unterhalb 7 besitzen, im allgemeinen zwischen 3 und 11. Kalzium- und Magnesiumhärteionen können vorliegen.
5 Die Menge an in dem Wasser suspendierten ASA kann erheblich
schwanken, und zwar von einigen ppm bis 10 % oder darüber, in Abhängigkeit von der Verwendung und der Applikationsmethode. Für eine Behandlung von Holz oder Gewebe können Konzentrationen von etwa 1 % verwendet werden, während für eine innere Papierleimung die Konzentration in der Pumpenaufschlämmung normalerweise unterhalb ungefähr 100 ppm liegt. Dabei werden ungefähr 0,1 bis 1 % ASA letztlich auf dem Papier absorbiert.
Oberflächen, die mit den erfindungsgemäßen ASA/Emulgiermittel-Zubereitungen behandelt werden sollen, um wasserabstoßend gemacht zu werden, enthalten integrale Gruppen, die gegenüber der ASA-Anhydridgruppe reaktiv sind. Dies bedingt normalerweise eine Reaktion mit solchen Gruppen wie Hydroxylgruppen, Aminogruppen oder Mercaptogruppen. Ein bevorzugter Materialtyp, der mit den Emulsionen aus den erfindungsgemäßen Zubereitungen behandelt werden kann, enthält Kohlehydratmoleküle, wie Cellulose oder Stärke, an der Oberfläche des Materials. Diese Materialien enthalten viele Hydroxylgruppen, die mit dem ASA reagieren können.
Wie vorstehend erwähnt, können die ASA/Emulgiermittel-Zubereitungen gemäß vorliegender Erfindung dazu verwendet werden, um cellulosehaltige Materialien wasserabstoßend zu machen. Die vorstehend beschriebenen wasserabstoßend machenden Zubereitungen werden auf das Material in wäßrigen Emulsionen aufgebracht. Die Emulsion kann auf das Material aufgesprüht werden, oder das Material kann in die Emulsion eingetaucht werden, um das Derivat gleichmäßig in dem Material zu verteilen. Das imprägnierte Material wird dann aus der Lösung abgezogen und an der Luft getrocknet. Nach einem Lufttrocknen wird das Material anschließend erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur von mehr als 100 C, um eine Härtung des imprägnierten Mittels
innerhalb des Materials zu bewirken. Es wurde festgestellt, daß man in zweckmäßiger Weise eine Temperatur von ungefähr 125 C während einer Zeitspanne von 15 bis 20 Minuten anwendet. Bei tieferen Temperaturen sind längere Zeitspannen erforderlich, um das Härtungsverfahren zu bewirken. Tiefere Temperaturen und kürzere Zeiten können verwendet werden, wenn ein Acylierungskatalysator vorliegt. Für technische Zwecke sollte die Härtungszeit so kurz wie möglich sein und im allgemeinen weniger als 1h betragen. Bei höheren Temperaturen kann die Wärmehärtung in kürzeren Zeitspannen erfolgen. Die obere Grenze der Temperatur, bei welcher das Wärmehärtungsverfahren durchgeführt werden kann, ist auf die Temperaturen begrenzt, bei welcher sich das cellulosehaltige Material zu zersetzen beginnt. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung ist es vorzuziehen, das Material mit ungefähr 0,5 bis 3 Gew.-% der ASA/Emulgiermittel-Zubereitung, bezogen auf das Material, zu imprägnieren.
Die erfindungsgemäßen ASA/Emulgiermittel-Zubereitungen können ferner als Papierleimungsmittel verwendet werden. Diese neuen Leimungsmittel zeigen alle Merkmale und Vorteile der bekannten Leimungsmittel. Darüber hinaus verleihen die neuen Leimungsmittel der Erfindung einem damit geleimten Papier eine besonders gute Widerstandsfähigkeit gegenüber sauren Flüssigkeiten, wie sauren Druckfarben, Zitronensäure, Milchsäure etc., und zwar im Vergleich zu einem Papier, das mit bekannten Leimungsmitteln geleimt worden ist. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Eigenschaften können diese Leimungsmittel auch in Kombination mit Alaun sowie mit beliebigen Pigmenten, Füllstoffen oder anderen Bestandteilen, die Papier zugesetzt werden können, verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel können auch in Verbindung mit anderen Leimungsmitteln verwendet werden, um zusätzliche Leimungseffekte zu erzielen. Ein weiterer Vor-
teil liegt darin, daß sie nicht die Festigkeit des Papiers verschlechtern und bei einem Einsatz mit bestimmten Hilfsmitteln sogar die Festigkeit der fertigen Bögen erhöhen. Nur ein mildes Trocknen oder Härten sind erforderlich, um den vollen Leimungswert zu erzielen.
Der Einsatz dieser Leimungsmittel zur Herstellung von Papier ist nach vielen Methoden möglich, von denen jede im Hinblick auf die spezifischen Anforderungen in der Praxis modifiziert werden kann. Wichtig ist jedoch der Hinweis, daß bei Anwendung aller dieser Methoden es sehr wesentlich ist, eine gleichmäßige Verteilung des Leimungsmittels in der Faseraufschlämmung in Form von kleinen Tröpfchen zu erzielen, die in innigen Kontakt mit der Faseroberfläche gelangen können. Eine gleichmäßige Verteilung kann durch Zugabe des Leimungsmittels zu dem Zellstoff oder durch Zugabe einer zuvor gebildeten vollständig dispergierten Emulsion erhalten werden. Chemische Dispergiermittel können ebenfalls der Faseraufschlämmung zugesetzt werden.
Ein anderer wichtiger Faktor im Zusammenhang mit dem wirksamen Einsatz der erfindungsgemäßen Leimungsmittel ist ihre Verwendung in Verbindung mit einem Material, das entweder kationischer Natur ist oder das andererseits dazu in der Lage ist, in solcher Weise zu ionisieren oder zu dissoziieren, daß eines oder mehrere Kationen oder andere positiv geladene Anteile erhalten werden. Diese kationischen Mittel, wie sie nachfolgend bezeichnet werden, haben sich als wertvolle Mittel dahingehend erwiesen, die Retention von Leimungsmitteln zu fördern, wobei sie auch dazu in der Lage sind, diese in nächste Nähe zu den Zellstofffasern zu bringen. Von den Materialien, die als kationische Mittel in dem Leimungsverfahren eingesetzt werden können, seien Alaun, Aluminiumchlorid, langkettige Fettamine, Natriumaluminat, substituiertes Polyacrylamid, Chromsulfat,
tierischer Leim, kationische hitzehärtende Harze sowie
Polyamidpolymere erwähnt. Von besonderem Interesse für
eine Verwendung als kationische Mittel sind verschiedene kationische Stärkederivate, wie primäre, sekundäre,
tertiäre oder quaternäre Aminstärkederivate sowie andere
kationische Stickstoff-substituierte Stärkederivate, ferner kationische Sulfonium- und Phosphoniumstärkederivate. Derartige Derivate können aus allen Typen von Stärken
hergestellt werden, beispielsweise Maisstärke, Tapioca-
stärke, Kartoffelstärke, wachsartiger Maisstärke, Weizenstärke und Reisstärke. Darüber hinaus können sie in ihrer ursprünglichen Granulatform verwendet werden oder in vorgelatinisierte Produkte, die in kaltem Wasser löslich
sind, umgewandelt werden.
Alle der vorstehend erwähnten kationischen Mittel können
dem Material zugesetzt werden, d. h. der Pulpeaufschlämmung, und zwar entweder vor oder nach der Zugabe des Leimungsmittels oder gleichzeitig damit. Um eine maximale
Verteilung zu erzielen, ist es vorzuziehen, daß das kat-
- ionische Mittel entweder anschließend an das Leimungsmittel oder in direkter Kombination mit diesem zugesetzt wird. Die Zugabe entweder des kationischen Mittels oder des Leimungsmittels zu dem Ausgangsmaterial kann zu jedem Zeit-
punkt bei dem Papierherstellungsverfahren vor der· endgültigen Umwandlung des nassen Zellstoffs in eine trockene
Bahn oder in einen trockenen Bogen erfolgen. Beispielsweise können diese Leimungsmittel dem Zellstoff zugesetzt werden, während sich der letztere in dem Stoffauflaufkasten, dem Holländer, dem Hydropulper oder der Stoffbütte befindet.
Eine weitere Verbesserung der Wasserfestigkeit des Papiers, das mit diesen neuen Leimungsmitteln hergestellt wird, kann dadurch erhalten werden, daß die erhaltenen Bahnen, Bögen oder geformten Produkte gehärtet werden. Dieses Härten sieht
ein Erhitzen des Papiers auf Temperaturen zwischen 80 und 150 C während Zeitspannen von 1 bis 6 0 Minuten vor. Es ist jedoch wiederum darauf hinzuweisen, daß eine Nachhärtung nicht wesentlich für eine erfolgreiche Durchführung der Erfindung ist.
Die erfindungsgemäßen Leimungsmittel können natürlich in erfolgreicher Weise zum Leimen von Papier eingesetzt werden, das aus allen Typen sowohl cellulosehaltiger als auch aus Kombinationen cellulosehaltiger mit nicht cellulosehaltigen Fasern hergestellt wird. Die cellulosehaltigen Fasern, die verwendet werden können, sind gebleichte und nichtgebleichte Sulfatfasern (Kraftfasern), gebleichte und nichtgebleichte Sulfitfasern, gebleichte und nichtgebleichte Sodafasern, neutrale Sulfitfasern, halbchemische Holzschliffasern, Holzfasern sowie Kombinationen aus diesen Fasern. Diese Bezeichnungen betreffen Holzzellstoffasern, die nach einer Vielzahl von Methoden hergestellt worden sind, die in der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet werden. Ferner können synthetische Fasern des Viskoserayon- oder regenerierten Zellulosetyps verwendet werden.
Alle Typen von Pigmenten und Füllstoffen können dem Papier zugesetzt werden, das mit den neuen erfindungsgemäßen Leimungsmitteln geleimt werden soll. Derartige Materialien bestellen aus Ton, Talk, Titandioxid, Kaliumcarbonat, Kalziumsulfat und Diatomeenerde. Andere Additive, wie Alaun sowie andere Leimungsmittel, können ebenfalls zusammen mit diesen Leimungsmittel verwendet werden.
Was die Mengenverhältnisse betrifft, so können die Leimungsmittel in Mengen von ungefähr 0,05 bis ungefähr 3,0 % des Trockengewichts des Zellstoffs in dem fertigen Bogen oder in einer fertigen Bahn verwendet werden. Mengen
von mehr als 3 % können ebenfalls verwendet werden, die Vorteile der erhöhten Leimungseigenschaften sind jedoch dann gewöhnlich wirtschaftlich nicht gerechtfertigt. Innerhalb des erwähnten Bereichs hängt die exakte Menge des verwendeten Leimungsmittels hauptsächlich von dem Zellstofftyp ab, der verwendet wird, ferner von den spezifischen Betriebsbedingungen sowie von dem jeweiligen Endverwendungszweck, für welchen das Papier bestimmt ist. Beispielsweise erfordert ein Papier mit guter Wasserbeständigkeit oder Druckfarbenriickhaltevermogen die Verwendung einer höheren Konzentration an dem Leimungsmittel als ein Papier, an welches nicht diese Anforderungen gestellt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. 15
Beispiele Beispiel 1
Das zur Durchführung dieses Beispiels eingesetzte Alkenyl- - bernsteinsäureanhydrid (ASA) ist ein im Handel erhältlicher Typ eines flüssigen C15_2η ASA' <^as nach der "En"-Reaktion von Maleinsäureanhydrid mit C1_ 2Q-Olefinen hergestellt wird. Die Olefine bestehen aus einer 50/50-Mischung aus geradkettigen inneren Olefinen und verzweigtem Propylenoligomeren, die beide in den C. 5-C20-Bereich fallen.
Eine 10-%ige Lösung von Igepal CO-630, einem im Handel erhältlichen nichtionischen öl-in-Wasser-Emulgiermittel, wird in dem vorstehenden ASA hergestellt. Dieses ist eine klare homogene Lösung bei Zimmertemperatur. Ein Tropfen (0,026 g) dieser Mischung werden mit 25 ml Wasser 15 Sekunden lang in einem mit einem Stopfen versehenen Meßzylinder geschüttelt. Es bildet sich eine stabile Emulsion. Dieses Emulgiermittel mit einem HLB-Wert von 13,0 ist daher ein ausgezeichnetes Emulgiermittel für ASA, wenn es frisch eingemischt wird.
Das 10-%ige Emulgiermittel in der ASA-Mischung läßt man bei Zimmertemperatur stehen. Nach einer Woche bildet es keine stabile Emulsion mehr. In ähnlicher Weise bildet die Mischung dann keine stabile Emulsion mehr, wenn das Altern durch Erhitzen auf 800C während 3 Stunden beschleunigt wird.
Ähnliche Ergebnisse werden mit sechs anderen im Handel erhältlichen Emulgiermitteln erhalten, und zwar Tergitol TMN-6, Tergitol 15-S-12, Triton X-114, Triton X-100, Igepal CO-620 und Igepal CO-720. Nach einem Erhitzen während 3 Stunden auf 80°C verlieren die 10 %igen Mischungen in ASA ihr Selbstemulgiervermögen. Der HLB-Wert dieser Emulgiermittel schwankt zwischen 11,7 und 14,5.
Dieses Beispiel zeigt, daß im Handel erhältliche Emulgiermittel, die ausgezeichnete Emulsionen bilden, wenn sie frisch mit dem ASA vermischt werden, keine stabilen Emulsionen mit ASA nach einem Altern der Mischung bilden.
Beispiel 2
Igepal CO-630 wird in einem 1/1-Molverhältnis mit Essigsäureanhydrid vermischt und auf 800C 16 Stunden lang erhitzt. Eine Infrarotanalyse der Mischung zeigt, daß das Essigsäureanhydrid verbraucht worden ist, sich ein Ester gebildet hat und Essigsäure als Nebenprodukt vorliegt. Eine intensive Estercarbonylabsorption bei 1735 cm hat die Anhydridpeaks bei 175.0 und 1820 cm ersetzt. Die Essigsäure zeigt eine Absorption bei 1710 und 3150 cm Die Hydroxylabsorption bei 3480 cm des Alkylphenolethox lats ist verschwunden. Das Nebenprodukt Essigsäure wird durch Erhitzen im Vakuumofen auf 80 C über Nacht entfernt.
COPY
Der HLB-Wert dieses abgedeckten Emulgiermittels wird zu 12,2 ermittelt, wobei davon ausgegangen wird, daß Igepal CO-630 ein ethoxyliertes Nonylphenol ist, das 9,3 Ethylenoxideinheiten enthält.
5
Beispiel 3
Das abgedeckte Emulgiermittel von Beispiel 2 wird in das ASA von Beispiel 1 in einer Menge von 10 % eingemischt.
Es bildet sich eine homogene Lösung bei Zimmertemperatur.
Wird diese Mischung auf ihr Emuigiervermögen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode getestet, dann bildet sie eine gute Emulsion in Wasser. In diesem Falle ist jedoch die Mischung beim Lagern stabil. Nach einem beschleunigten Altern während 3 Stunden bei 800C wird immer noch eine gute Emulsion erhalten.
Daher erläutert diese ASA-Emulgiermittel-Zubereitung, die ..- beim Lagern stabil ist, die vorliegende Erfindung.
Beispiel 4
Igepal CO-63 0 wird in einem 1/1-Molverhältnis mit Ethylisocyanat vermischt und 16 Stunden lang auf 800C erhitzt. Eine Infrarotuntersuchung des Produktes zeigt, daß die Hydroxylabsorption bei 3480 cm verschwunden ist, eine N-H-Bande bei 3350 cm vorliegt und eine große Carbamat-Carbony!bande bei 1725 era vorliegt.
Der HLB-Wert dieses abgelegten Emulgiermittels wird zu 11,7 ermittelt. Das Ethylisocyanatreagens ist insofern 5 vorteilhaft, als kein Nebenprodukt bei der Abdeckstufe gebildet wird.
Beispiel 5
Das abgedeckte Emulgiermittel von Beispiel 4 wird in das ASA von Beispiel 1 in einer Menge von 10 % eingemischt. Es wird eine homogene Lösung bei Zimmertemperatur erhalten.
Wird diese Mischung auf ihr Emuigiervermögen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode getestet, dann bildet sich eine gute Emulsion in Wasser. In diesem Falle ist jedoch die Mischung beim Lagern stabil. Nach einem beschleunigten Altern während 3 Stunden bei 80 C liegt immer noch eine gute Emulsion vor.
Daher erläutert diese ASA/Emulgiermittel-Zubereitung, die gegenüber einem Lagern stabil ist, die vorliegende Erfindung.
Beispiel 6
Die gleichen Methoden und Tests wie im Falle der Beispiele 2 und 3 werden durchgeführt, wobei von Igepal CO-630 ausgegangen wird und in einem Falle mit Methansulfonylchlorid und im anderen Falle mit Chlortrimethylsilan abgedeckt wird. In beiden Fällen wird das abgedeckte Emulgiermittel in ASA aufgelöst. Beim frischen Vermischen werden gute bis ausgezeichnete Emulsionen in Wasser gebildet. Nach einem Altern während 3 Stunden bei 80°C wird in keinem
Falle mehr eine stabile Emulsion festgestellt.
Dieses Beispiel zeigt, daß einige herkömmliche Hydroxylreagentien keine zufriedenstellenden Abdeckmittel für einen erfindungsgemäßen Einsatz sind. 35
Das gleiche negative Ergebnis wird erhalten mit Igepal CO-720, das mit Methansulfonylchlorid abgedeckt ist.
Beispiel 7
Die gleichen Methoden und Tests wie im Beispiel 2 und 3 werden durchgeführt, wobei von Igepal CO-630 ausgegangen wird und mit 1 Äquivalent (1/2 Mol) Succinylchlorid abgedeckt wird. In diesem Falle ist die ASA/Emulgiermittel-Mischung beim Lagern stabil und erzeugt eine gute Emulsion in Wasser nach einem Erhitzen auf 80°C während 3 Stunden.
Diese Abdeckmethode mit einem difunktionellen Reagens liefert eine Zubereitung gemäß vorliegender Erfindung. Der HLB-Wert des abgedeckten Emulgiermittels wird zu 12,2 ermittelt.
Beispiel 8
Es werden die gleichen Versuche wie in Beispiel 7 durchgeführt, wobei Succinylchlorid als difunktionelles Abdeckmittel verwendet wird, Igepal CO-720 jedoch als Ausgangsemulgiermittel eingesetzt wird. In diesem Falle wird eine ausgezeichnete Emulsion vor und nach der beschleunigten Alterung erhalten. Der HLB-Wert wird zu 13,4 ermittelt, wobei man davon ausgeht, daß Igepal CO-720 ein ethoxyliertes Nonylphenol ist, das 12 Ethylenoxideinheiten enthält.
Beispiel 9
5 Die in den Beispielen 2 und 3 beschriebenen Methoden werden durchgeführt, wobei von Igepal CO-63 0 ausgegangen
wird und getrennt mit Diketen und Toluoldiisocyanat abgedeckt wird. In jedem Falle bildet die Mischung aus ASA und abgedecktem Emulgiermittel eine stabile Emulsion in Wasser nach einem beschleunigten Altern. 5
Diese Reagentien sind insofern vorteilhaft, als kein Nebenprodukt bei der Abdeckstufe gebildet wird. Der HLB-Wert des mit dem Diketen abgedeckten Emulgiermittels wird zu 11,5 und der HLB-Wert des mit Toluoldiisocyanat abgedeckten Emulgiermittels zu 11,4 ermittelt.
Beispiel 10
Die in den Beispielen 2 und 3 beschriebenen Methoden werden durchgeführt, wobei von Igepal CO-720 ausgegangen wird und getrennt mit Diketen und den Säurechloriden von 1 ,1O-Decandicarbonsäure, Benzoesäure, Pivalinsäure und li--Hexansäure abgedeckt wird. In jedem Falle bildet 0 die Mischung aus dem ASA und dem abgedeckten Emulgiermittel eine stabile Emulsion in Wasser nach einer beschleunigten Alterung.
Die HLB-Werte dieser abgedeckten Emulgiermittel werden zwischen 12,4 und 12,7 liegend ermittelt.

Claims (14)

3447763 European Patent Attorneys Dr. Müller-ΒθΓέ und Partner · POB 26 02 47 · D-8000 Müncben 26 Chevron Research Company 55.5 Market Street San Francisco, CA 34105 /USA Deutsche Patentanwälte Dr. W. Müller-Bon* t Dr. Paul Deuf el Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dr. Alfred Schön Dipl.-Chem. Werner Hertel Dipl.-Phys. Dietrich Lewald Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing. Brit. Chartered Patent Agent B. David P. Wetters M. A. (Oxon) Ch. Chem. M. R. S. C. C 3533 S/sra 10 Stabile Zubereitung aus einem Kohlenwasserstoffsubstituierten Bernsteinsäureanhydrid und einem Emulgiermittel Patentansprüche
1. Stabile Zubereitung aus einem Kohlenwasserstoff-substituierten Bernsteinsäureanhydrid aus
(A) 70 bis 99,5 % eines normalerweise flüssigen. Kohlenwasserstof f-substituierten Bernsteinsäureanhydrids, das 6 bis 50 Kohlenstoffatome in dem Substituenten enthält, und
(B) 0,5 bis 30 % eines Emulgiermittels der- Formel
R-W -Yn,
worin R eine hydrophobe Alkyl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Acylgruppe, die 8 bis 3 0 Kohlenstoffatome enthält, ist,
COPY
D-8000 München 2 POB 20 02 47
Kabel:
Telefon
Telecopier Infotec 6400 B Telex
_ 2 —
W eine wasserlösliche Polyethylenoxy-enthaltende Gruppe bedeutet, die 3 bis 80 Ethylenoxideinheiten besitzt und unabhängig mit R und Y über Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffverknüpfungen verbunden ist,
Y eine Acylabdeck- oder Schutzgruppe für die Sauerstoff-, Schwefel- oder StickstoffVerknüpfungen an W darstellt, die nicht mit R verbunden sind, wobei Y 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthält, unter der Voraussetzung, daß nicht mehr als 7 Kohlenstoffatome Methylenkohlenstoffatome sind, sowie unter der weiteren Voraussetzung, daß Y keine freie Carboxylgruppe enthalten kann,
η 1/3, 1/2, 1, 2 oder 3 ist,
und der hydrophil-lipophile Ausgleich zwischen ungefähr 9 und 18 auf der HLB-Skala liegt. 20'
2. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffsubstituent der Komponente
(A) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkyl, Alkenyl und Aralkyl besteht.
25
3. Zubereitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffsubstituent der Komponente (A) aus Alkenyl besteht.
4. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffsubstituent der Komponente (A) 10 bis 30 Kohlenstoffatome enthält.
5. Zubereitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffsubstituent der Komponente (A) 12 bis 25 Kohlenstoffatome enthält.
6. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß W 5 bis 40 Ethylenoxideinheiten aufweist.
7. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß W mit R und Y über Sauerstoffverknüpfungen verbunden ist.
8. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y 2 bis 6 Kohlenstoffatome enthält.
9. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R-W- auf Hydroxyl enthaltende Verbindungen zurückgeht, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus
Il
x
WH2CH2)- OH und
CxH27TT- (0CH2CH2)- OH,
besteht, wobei χ eine ganze Zahl von 8 bis 24 ist und ζ eine ganze Zahl von 5 bis 2 0 bedeutet. 30
10. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus
0 O
-C-R1 und —C-NH-R'
—Ί ΪΟΡΥ J
worin R1 eine n-Alkyl-, Isoalkyl-, Cycloalkyl- oder Arylgruppe ist, die 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält,
0 ü
χ ti
-C-CH-C-CH9R1·
I
R1 '
worin R" Wasserstoff, Methyl oder Ethyl ist, und OO ο ο
I,
-C-R1·'-C- und -C-NH-R1·'-NH-C-15
worin R"1 eine n-Alkylen-, Isoalkylen-, Cycloalkylen- oder Arylengruppe, die 2 bis 14 Kohlenstoffatome enthält, ist, besteht. 20
11. Zubereitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Y aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus
ι·
H3C-, CH3(CH2J4C-, (CH3)3C-C-,
0 0
Il
CH3C-CH2-C-, CH3CH2-NH-C-,
0 O
\C/~C~' CH2-C-
CH2-C-,
Il
C-
(CH2)10 C-O
NH-C-
besteht.
12. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Emulgiermittel der Komponente (B) einen hydrophil-lipophilen Ausgleich von ungefähr 11 bis 16 auf der HLB-Skala zeigt.
13. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer wäßrigen Emulsion vorliegt.
14. Verwendung einer wäßrigen Emulsion einer Zubereitung gemäß Anspruch 1, um Oberflächen, die Gruppen enthalten, welche gegenüber Anhydriden reaktiv sind, wasserabstoßend zu machen, insbesondere Oberflächen aus cellulosehaltigen Materialien.
COPV ]
DE3447763A 1983-12-30 1984-12-28 Stabile zubereitung aus einem kohlenwasserstoff-substituiertem bernsteinsaeureanhydrid und einem emulgiermittel Withdrawn DE3447763A1 (de)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3416043C2 (de) * 1984-04-30 1986-12-04 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Verwendung von Carbonsäureestern oder Polyäthern bei der Herstellung von Papier, insbesondere von trocken- oder naßgekreppten Papieren

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2856310A (en) * 1955-02-15 1958-10-14 Hercules Powder Co Ltd Stable ketene dimer-emulsifier mixtures and their preparation
US4040900A (en) * 1974-05-20 1977-08-09 National Starch And Chemical Corporation Method of sizing paper
US4545855A (en) * 1983-03-31 1985-10-08 Chevron Research Company Substituted succinic anhydride/emulsifier composition

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GB2152087A (en) 1985-07-31
CA1237960A (en) 1988-06-14
FR2557475B1 (fr) 1990-05-04

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