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Verfahren zur Herstellung von beständigen Emulsionen von Kohlenwasserstoffen
Es ist bekannt, daß Seifen, sulfonierte Öle sowie gewisse hochmolekulare Sulfonsäuren
der aromatischen Reihe, welche den Charakter seifenartiger Kolloide besitzen, sich
durch ein beträchtliches Emulgierungsvermögen auszeichnen. So sind die im Patent
II449I beschriebenen aromatischen Sulfofettsäuren infolge ihres Emulgierungsvermögens
für Neutralfette gute Fettspalter.
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Die Sulfonsäuren oder sulfonsauren Salze von propylierten aromatischen
KohIenwasserstoffen sollen nach dem Patent 336 558 ebenfalls als Emulgierungsmittel
für Öle, Fette usw. dienen. Man hat auch vorgeschlagen, Gemische von Seifen und
Kolloiden, wie Albumin, Gummiarabikum bzw. Gemische von alkylierten aromatischen
Sulfonsäuren oder ihren Salzen mit ähnlichen Kolloiden als Emulgierungsmittel zu
verwenden. Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Emulsionen genügen jedoch
den Anforderungen, die beispielsweise in der Textilindustrie, als einem der wichtigsten
Verwendungsgebiete für derartige Erzeugnisse, gestellt werden, keineswegs. Die mit
Seifen bzw. sulfonierten Olen gewonnenen Emulsionen sind beispielsweise gegen hartes
Betriebswasser, Säuren, Magnesiumsalze usw. unbeständig und zerfallen sofort. Sie
müssen daher bei vielen Arbeitsmethoden, wie Säurewalke, saurer Färberei, Bittersalzappreturen
usw. ausscheiden. Für die Emulsionen, die in gleicher Weise, aber unter Mitverwendung
von Albuminen 0. dgl. hergestellt wurden, gelten die gleichen Nachteile, wobei als
weiterer Nachteil noch die Zersetzungs- und Fäulnisgefahr der Albuminlösungen hinzukommt.
Alle derartigen Emulsionen sind auch keineswegs imstande, saure Stoffe, wie Fettsäuren
oder stark fettsäurehaltige Glyceride, zu emulgieren. Mit alkylierten aromatischen
Sulfonsäuren, besonders in Gegenwarf von relativ großen Mengen Leim oder ähnlicher
Kolloidstoffe, sind zwar Emulsionen von sauren Stoffen zu erhalten, die auch bessere
Beständigkeitseigenschaften aufweisen. Diese Emulsionen haben aber den Nachteil,
daß ihre Gestehungskosten recht erheblich sind, daß die hohen Zusätze von Leim o.
dgl. für viele Verwendungszwecke schädlich sind, und daß schließlich die damit behandelten
Textilien nicht den meist gewünschten weichen Griff erhalten, der wohl durch Seife
oder sulfonierte Öle, niemals aber durch aromatische Sulfonsäuren zu erzielen ist.
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Es wurde nun gefunden, daß man Emulsionen von organischen Substanzen
aller Art mit Einschluß der Fettsäuren oder ähnlicher Stoffe erhalten kann, sofern
man als Emulgierungsmittel ein Gemisch von hochmolekularen, aliphatisch oder alicyclisch
substituierten kolloidallöslichen aromatischen Sulfonsäuren oder ihren Salzen, mit
Seifen oder sulfonierten Ölen und mit viscositätserhöhenden Schutzkolloiden aus
der Gruppe der Kohlehydrate oder Proteine anwendet. Die Seife oder das sulfonierte
Öl besorgt in erster Linie die Emulgierung, sie verleihen auch
dem
Textilgut den gewünschten weichen Griff. Das hochmolekulare aromatische Sulfonat
verstärkt die Emulgierungskraft der genannten: Stoffe noch insbesondere bei der
Emulgierung saurer Substanzen, es übernimmt gleichzeitig die Rolle eines Stabilisators
gegen Härtebildner, Säuren usw. Das viscositätserhöhende Schutzkolloid schließlich
setzt die Oberflächenviscosität der umhüllenden Häutchen des Emulgierungsmittels
herauf, steigert die Elektrolytunempfindlichkeit und trägt sehr zur Lagerbeständigkeit
der Emulsionen bei. Die Anwesenheit des aromatischen Sulfonates genügt völlig, um
etwaige Zersetzungen des viscositätserhöhenden Schutzkolloides durch Schimmelpilze
oder Fäulnisbakterien zu verhindern. Durch die gleichzeitige Anwendung von Seifen
und hochmolekularen aromatischen Sulfosalzen ist es auch möglich, die Zusätze des
viscositätserhöhenden Schutzkolloides so zu bemessen, daß Störungen bei der Anwendung
der Emulsionen ausgeschlossen sind.
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Als aromatische Sulfonsäuren eignen sich z. B. die Isopropylnaphthalinsulfonsäure,
Cyklohexylnaphthalinsulfonsäure, Hexadecylbenzolsulfonsäure oder ähnlich konstitutierte,
kolloidal in Wasser lösliche Sulfonsäuren ein-oder mehrkerniger aromatischer Kohlenwasserstoffe
mit einer oder mehreren aliphatischen, aromatischen oder hydroaromatischen Seitenketten.
Niedrigmolekulare Sulfonsäuren, wie Benzolsulfonsäuren, nicht substituierte Sulfonsäuren
des Naphthalins, der hydrierten Naphthaline, des Octohydroanthracens, die zuweilen
schon als Zusätze bei der Seifenfabrikation vorgeschlagen wurden, sind wegen ihrer
Unlöslichkeit in Wasser als freie Säuren, wegen ihrer kristalloiden Eigenschaften
und wegen des völlig fehlenden Emulgierungsvermögens auch in Form ihrer Salze für
die vorgenannten Zwecke unbrauchbar.
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Als Seifen sind die Verseifungsprodukte von Neutralfetten, Fettsäuren
und Oxyfettsäuren, Harzen, Naphthensäuren usw. ebenso geeignet wie die Sulfonierungsprodukte
dieser Stoffe mit Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure usw. bzw. deren Neutralisationsprodukte.
An viscositätserhöhenden Zusätzen haben sich Kohlehydrate, wie verschiedene Stärkearten,
Pflanzengummis, Extrakte aus Samen und Moosen sowie Eiweißstoffe bewährt. Wir nennen
als Beispiele Kartoffelstärke, Dextrin, Carragheenmoos, isländisches Moos, Johannisbrotkernmehl,
Albumine, Gelatine, Leim usw.
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Gemische beschriebener Art lassen sich in einfachster Weise durch
Mischung der einzelnen Komponenten zu einer Paste oder einem Pulver, die alsdann
in Wasser gelöst werden, oder durch Auflösen der viscositätserhöhenden Komponente
in der wäßrigen Seifensulfonatlösung erhalten. Die Konzentration des Kohlehydrats
oder Eiweiß stoffes ist dann so zu wählen, daß dickflüssige Produkte entstehen.
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Diese Emulgatoren eignen sich zum Emulgieren von Kohlenwasserstoffen,
substituierten Kohlenwasserstoffen, Mineralölen, Neutralfetten, Fettsäuren usw.
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Beispiel I I25 g des NatriUmsalzes der i-Propylnaphthalinsulfonsäure
werden mit I25 g einer technisch wasserfreien gepulverten Kernseife und mit 250
g Leimpulver gemischt, worauf das Ganze in 4,5 1 Wasser von 350 C gelöst wird. In
die dickflüssige Lösung werden dann Io kg technischer Ölsäure unter sorgfältigem
Rühren langsam eingetragen, wobei eine feinteilige weiße Emulsion entsteht, die
mit Wasser verdünnt als vorzügliches Schmälzmittel in der Wollspinnerei angewandt
wird.
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Beispiel 2 Zunächst werden 66 g Leimpulver, 8 g Dextrin und 2 g Johannisbrotkernmehl
gemischt und dann diesem Gemisch I8 g Kernseifenpulver und 6g des Natriumsalzes
der Cyklohexylnaphthalinsulfonsäure zugesetzt.
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Das erhaltene Pulver wird mit der dreifachen Menge Wasser gelöst,
worauf I kg Paraffinöl langsam eingerührt wird. Die erhaltene Emulsion wird nach
vorheriger Verdünnung für Schlichte und Appreturzwecke verwendet.
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Beispiel 3 800. g einer Abkochung von isländischem Moos mit 60% Trockensubstanz
wird mit I50 g i-Butylnaphthalinsulfonsäure und 50 g sulfoniertem Rizinusöl innig
vermischt. Die so erhaltene Gallerte dient zum Emulgieren von Neutral fetten oder
Kohlenwasserstoffen zwecks Herstellung von Fettungs-, Avivier-oder Reinigungsmitteln.
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Das beschriebene Verfahren hat gegenüber den bekannten Emulgierungsverfahren
verschiedene Vorteile. Die Emulgierungskraft der beschriebenen Gemische ist außerordentlich
groß. Die notwendige Menge Emulgierungsmittel ist daher so gering, daß die Rentabilität
des Verfahrens gesichert ist, und außerdem störende Nebenwirkungen des Emulgierungsmittels,
insbesondere der viscositätserhöhenden Stoffe, nicht zu befürchten sind. Die Emulsionen
zeichnen sich durch Beständigkeit gegen anorganische und organische Säuren, Salze
aller Art, einschließlich Kalk- und Magnesiumverbindungen, Alkalien usw. aus und
übertreffen hierin nicht nur Seifen und sulfonierte Öle, sondern auch die aromatischen
Sulfonsäuren und deren Salze
allein. Nachteilige Einwirkungen auf
das Textilgut, insbesondere Griffbeeinträchtigungen, sind nicht zu befürchten. Das
vorstehend beschriebene Verfahren zeigt also in unerwarteter Weise keinen der Nachteile,
die beim Emulgieren mit einer oder zwei der gewählten Komponenten stets zu beobachten
waren.