DE69314560T2

DE69314560T2 - Gelierte, organische Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69314560T2
Application number: DE69314560T
Authority: DE
Inventors: Francis T Barbato; Amjad Farooq; Ammanuel Mehreteab; John N Wesley
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Current assignee: Sterno Group Greenwich Conn Us LLC
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-07-21
Also published as: CA2100504C; MX9304242A; NO932606L; FI933258A; BR9302917A; AU674684B2; ES2111705T3; PT101311B; DE69314560D1; NO932606D0; CA2100504A1; KR940005777A; DK0580246T3; ZA934893B; NZ248191A; AU4182893A; US5641890A; ATE159277T1; EP0785225A3; EP0580246B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft gelierte organische Flüssigkeiten, wobei die Struktur der organischen Flüssigkeiten von freifhlißenden Flüssigkeiten zu Flüssigkeiten verändert worden ist, die nicht fließen und unter ASTM D4359-84 als Feststoffe angesehen werden. Insbesondere betrifft die Erfindung organische Flüssigkeiten, die als Brennstoffe verwendet werden können, die bis zu dem Ausmaß geliert sind, daß sie unter ASTM D4359-84 als Feststoffe angesehen werden.
Es gibt bei vielen Produkten eine Notwendigkeit, die Viskosität von organischen Flüssigkeiten erheblich zu erhöhen, und diese organischen Flüssigkeiten können im Gemisch mit Wasser vorliegen. Es ist einfacher, eine organische Flüssigkeit im verdickten Zustand auf eine Oberfläche aufzubringen als in Form einer freifließenden Flüssigkeit. Dies ist insbesondere bei senkrechten Oberflächen der Fall. Produkte, die brauchbarerweise verdickt worden sind, umfassen auf organischen Materialien basierende Farben und Farb- und Korrosionsentferner, Nagellackentferner, Lotionen, Cremes, Salben, Schampoos, Haushalts- und kommerzielle Reiniger, Ölbohrflüssigkeiten, Brennstoffe und leichtere Holzkohleflüssigkeiten. Es gibt noch viele andere verwendungen für verdickte organische Flüssigkeiten. Wenn die organische Flüssigkeit geliert ist, weist sie auch eine signifikant verringerte Verdampfungsrate auf. Aufgrund einer erheblich verminderten Verdampfungsrate wird die Effektivität der organischen Flüssigkeit erhöht.
Ein besonders brauchbares Gebiet für gelierte organische Flüssigkeiten ist das Gebiet der gelierten Brennstoffe. Diese können Brennstoffe für eine stationäre Verwendung oder eine mobile Verwendung sein. Gelierte Brennstoffe verringern bei Transportfahrzeugen das Risiko eines Feuers bei einem Unfall. Diese gelierten Brennstoffe können für Automobile, Lastwagen, Busse, Boote und Flugzeuge verwendet werden. Sie können geliertes Benzin oder gelierter Dieselbrennstoff sein. Außerdem können die gelierten Brennstoffe als stationäre Wärmequellen wie beispielsweise beim Kochen verwendet werden. Ein Brennstoff der Wahl für eine solche Verwendung ist ein Alkohol, üblicherweise Methanol oder Ethanol, er kann aber auch Propanol, Butanol, Pentanol oder Hexanol sein. Sowohl Methanol als auch Ethanol sind herkömmlicherweise für das Kochen verwendete Brennstoffe. Bei einer Anwendung liegt gelierter Methanol oder Ethanol in einem Behälter vor, dessen Kapazität etwa 200 bis 500 ml beträgt. Dieser Behälter wird unter eine Wärmepfanne angeordnet und entzündet, um den Lebensmittelinhalt der Wärmepfanne warmzuhalten. Diese Behälter brennen in Abhängigkeit von dem Volumen des Brennstoffs in dem Behälter etwa 2 bis 5 Stunden lang.
Brennstoffe müssen, um effektiv ohne Docht zur Abgabe des Brennstoffs an eine Brennoberfläche verwendet zu werden, geliert sein. Ferner sollten diese Brennstoffe so qeliert sein, daß sie gemäß ASTM D4359-84 als Brennstoffe klassifiziert werden. Der Brennstoff darf sich beim Stehen oder bei Anwendung von Druck nicht von dem Gel trennen. Der Hauptgrund ist die Sicherheit. Wenn ein gelierter Brennstoff als Feststoff gemäß ASTM D4359-84 klassifiziert ist, unterliegt er weniger heftigen Regulierungen für den Transport und die Lagerung.
Ein üblicherweise verwendetes Gelierungsmittel für kommerziell erhältliche Brennstoffe wie beispielsweise Methanol oder Ethanol ist Nitrocellulose. Die Nitrocellulose hält den Brennstoff in einer schwammartigen Matrix fest. Dies ist jedoch kein echtes Gel. Etwas von dem Brennstoff kann physikalisch von der Nitrocellulose abgetrennt werden. Das Nettoergebnis besteht darin, daß in dem Behälter freier Brennstoff vorhanden sein kann. Dies ist nicht wünschenswert.
In der US-A-3 759 674 sind Dispersionen von bestimmten Ethylen/ Acrylsäure-Copolymeren und Amin-Ernulgatoren in Wasser unter Bildung von stabilen Gelen beschrieben, wobei sie mit Alkoholen gemischt sind. Die Dispersionen enthalten 10 bis 20 Gewichtsteile des Ethylen/Acrylsäure-Copolymers und etwa 3 bis 4 Gewichtsteile Amin-Emulgator. Es sind etwa 10 bis 30 Gew.-% Feststoff vorhanden. In der US-A-3 148 958 ist die Gelierung eines Alkoholbrennstoffs durch die Verwendung von Carboxyvinylpolymeren beschrieben, das mit einer schwachen Aminbase neutralisiert ist. Dies führt zu einem gelierten Alkoholbrennstoff, der gute Brenneigenschaften haben soll. In den US-A-4 261 700 und US-A-4 365 971 ist jeweils die Verwendung eines Carbopol 934 Ethylen/Acrylsäure-Copolymer-Geliermittels für einen Alkoholbrennstoff beschrieben. Das Carbopol 934 ist unter Verwendung einer schwachen Aminbase neutralisiert worden, um ein Gel zu bilden. In der US-A-3 214 252 ist die Verwendung von Olefin/ Maleinsäureanhydrid-Copolymeren als Geliermittel für Alkohole beschrieben. Diese werden durch Verbindungen geliert, die eine Hydroxylgruppe liefern können. In der US-A-4 536 188 ist die Einführung von alkohollöslichen Metallverbindungen in einen Alkoholbrennstoff beschrieben, um die Sichtbarkeit der ansonsten unsichtbaren Flammen zu erhöhen. Es ist auch aus der US-A- 2 890 257 bekannt, Kieselgel oder aktivierte Aluminiumoxide zuzusetzen, um Naphthabrennstoffe zu stabilisieren. Diese sind keine gelierten Brennstoffe. Es ist auch bekannt, einen Bereich von Lösungsmitteln unter Verwendung von mit Amin neutralisierten Polyacrylsäurepolymeren zu gelieren.
Die Offenbarungen dieser Druckschriften sind interessant, aber es gibt keine Hinweise darauf, ein Lösungsmittel durch die Verwendung einer alkalischen Verbindung wie beispielsweise eines mit Arnin neutralisierten anionischen Polyrners zu gelieren, das ein amphoteres Oxid enthält, um die Linearität des anionischen Polymers zu erhöhen. Wenn das anionische Polymer gelöst und neutralisiert ist, ergibt sich eine Erhöhung der Linearität anionischen Polymers. Die Linearität wird ferner durch die Verwendung eines amphoteren Oxides erhöht. Es ist außerdem gefunden worden, daß, wenn das Lösungsmittel ein Brennstoff ist, wie beispielsweise ein Alkoholbrennstoff&sub1; die Verwendung eines amphoteren Metalloxids für die Strukturierung des Polymers und gegebenenfalls eine Fettsäure oder ein Salz einer Fettsäure, ein effektiveres Verbrennen des Brennstoffs ermöglicht. Es scheint, daß ein festes amphoteres Metalloxid die Neigung der Brennoberfläche verringert, eine kontinuierliche Hautversiegelung zu bilden. Wenn eine solche Hautversiegelung gebildet worden ist, muß der Brennstoff eruptionsmäßig durch die Haut austreten, um zu verbrennen. Dieses verursacht Geräusche und ein unregelmäßiges Brennen. Dies tritt nicht auf, wenn ein amphoteres Oxid verwendet wird. Ferner liegt ein verbessertes Gel vor.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte gelierte Lösungsmittel und insbesondere organische Lösungsmittel. Die gelierten organischen Lösungsmittel umfassen Alkane, Alkene, Aromaten, Säuren, Ketone, Aldehyde, Öle, Ethylenglykole, Polyethylenglykole, Amine, Alkohole und Ester. Die gelierten Lösungsmittel haben einen weiten Anwendungsbereich. Ein besonderes Anwendungsgebiet ist das der gelierten Brennstoffe, und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform, das als gelierte Brennstoffe für das Kochen und Erhitzen von Lebensmitteln.
Die gelierten Lösungsmitteln enthalten 0,1 bis 10 Gew.-% eines Base neutralisierten, anionischen Polymers, 0,1 bis 10 Gew.-% eines amphoteren Oxids, wobei der Rest mindestens ein Lösungsmittel ist und primär ein organisches Lösungsmittel. Das neutralisierte, anionische Polymer ist vorzugsweise ein mit Amin neutralisiertes, vernetztes, anionisches Polymer wie beispielsweise ein vernetztes Polyacrylsäurepolymer und weist ein Molekulargewicht von etwa 60 000 bis 10 000 000 auf. Das Polyacrylsäurepolymer wird unter Verwendung einer Aminbase neutralisiert. Die Gegenwart von amphoterem Oxid, die der weiteren Entspulung/ Abwicklung des anionischen Polymers dient und damit seine Linearität erhöht, steigert die thixotropen Eigenschaften des gelierten, organischen Lösungsmittels Es gibt einen Anstieg in der Viskosität von etwa 10 bis 300 % der Viskosität eines ähnlichen gelierten Lösungsmittels, das das amphotere Oxid nicht enthält.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft gelierte Lösungsmittel und insbesondere gelierte organische Lösungsmittel. Die gelierten organischen Lösungsmittel können etwas Wasser enthalten, da aber das organische Material überwiegt, wird es als geliertes organisches Lösungsmittel angesehen. Der Wassergehalt kann von 0 bis 45 Gew.-% reichen und in vielen Fällen von 0,1 bis 35 Gew.-% der gelierten zusammensetzung betragen. Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung betrifft gelierte Brennstoffe. Die organische Brennstoffkomponente kann ein Alkan, Alken, Alkohol, ein Aromat oder eine Mischung solcher Kohlenwasserstoffe sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Brennstoff ein Alkohol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
Die Kombination des mit Base neutralisierten und üblicherweise mit Amin neutralisierten, vernetzten, anionischen Polymers und des amphoteren Oxids führt zu verbesserten thixotropen Eigenschaften. Das amphotere Oxid erhöht die Viskosität des gelierten Lösungsmittels um 10 bis 300 %. Dies ist eine signifikanter Anstieg für die Zugabe einer relativ kleinen Menge eines Additivs.
Die polymeren Verdickungsmittel und amphoteren Oxide tragen beide zur viskoelastischen Rheologie der erfindungsgemäßen verdickten Zusammensetzung bei. So wie hierin verwendet, bedeutet "viskoelastisch" oder "Viskoelastizität", das der elastische (Lager-) Modul (G') und der viskose (Verlust-) Modul (G") beide zumindest in einem angewendeten Drehmomentbereich von 1 bis 150 µN m (Newton-Meter) unabhängig von Spannung/Belastung sind.
Insbesondere wird eine Zusammensetzung für die erfindungsgemäßen Zwecke als linear viskoelastisch angesehen, wenn der elastische Modul G' über den Drehmomentbereich von 1 bis 150 µN m einen Minimumwert von mindestens 2 500 dyn/cm², vorzugsweise mindestens 3 500 dyn/cm² aufweist und um weniger als 500 dyn/cm², vorzugsweise weniger als 400 dyn/cm² und insbesondere weniger als 370 dyn/cm² variiert. Typischerweise ist die Variation im Verlustmodul G" kleiner als die des G'. Als weiteres Merkmal der erfindungsgemäß bevorzugten linear viskoelastischen Zusammensetzungen ist das Verhältnis von G"/G' (tan ) kleiner als 1, vorzugsweise _kleiner als 0,4 und bevorzugter kleiner als 0,2, mindestens über den Drehmomentbereich von 1 bis 150 µN m.
Zur weiteren Erläuterung ist der elastische (Lager-) Modul G' ein Maß für die Energie, die gespeichert und wieder abgegeben wird, wenn eine Belastung auf die Zusammensetzung einwirkt, während der viskose (Verlust-) Modul G" ein Maß für die Menge an Energie ist, die als Wärme verteilt wird, wenn Belastung einwirkt. Daher bedeutet ein Wert von tan ,
0,05 < tan < 1
vorzugsweise
0,2 > tan < 0,8
daß die Zusammensetzung ausreichend Energie beibehält, wenn eine Belastung oder Spannung anliegt. Die Zusammensetzungen mit tan - Werten in diesen Bereichen weisen daher auch eine hohe kohäsive Eigenschaft auf, wenn nämlich eine Scherung oder Spannung auf einen Teil der Zusammensetzung angewendet wird, um sie zum Fließen zu bringen, folgen die umliegenden Teile. Als Ergebnis dieser Kohäsivität der beanspruchten viskoelastischen Zusammensetzungen fließen die Zusammensetzungen gleichförmig, leicht und homogen, wodurch zu der physikalischen (Phasen) Stabilität der Formulierung beigetragen wird, die die vorliegenden Zusammensetzungen kennzeichnet. Die viskoelastische Eigenschaft trägt auch zur verbesserten Stabilität gegenüber Phasentrennung von irgendwelchen ungelösten suspendierten Teilchen bei, indem ein Widerstand gegenüber Bewegung der Teilchen aufgrund der Spannung geliefert wird, die durch ein Teilchen auf das umgebende Fluidmedium ausgeübt wird.
Ein Mittel für die weitere Verbesserung der Strukturierung der Gelbildung, um eine verbesserte Viskosität sowie verbesserte Gmi und G"-Werte zu erhalten, besteht in der Bildung einer Lysung eines organischen Lösungsmittels, eines vernetzten, neutralisierten, anionischen Polymers wie beispielsweise eines neutralisierten, vernetzten Polyacrylsäure Verdickungsmittels durch Mischen bei Raumtemperatur bis leicht erhöhter Temperatur und anschließend durch Neutralisierung der anionischen Gruppen unter Mischen, so daß die Carbonsäuregruppen durch die Addition von überschüssigem basischem Material wie beispielsweise einem organischen Amin erfolgt, um ein neutralisiertes, vernetztes, anionisches Polymer zu bilden, wie beispielsweise ein vernetztes Polyacrylsäurepolymer mit eine Molekulargewicht von etwa 60 000 bis 10 000 000. Zu der Lösung des mit Amin neutralisierten, vernetzten, anionischen Polymers wird unter Mischen ein amphoteres Oxid gegeben, das ein kolloidaler, unlöslicher teilchenförmiger Stoff ist, wie beispielsweise Aluminiumoxid und eine Fettsäure und ein Salz einer Fettsäure. Das neutralisierte, vernetzte, anionische Polymer wie beispielsweise ein vernetztes Polyacrylsäurepolymer liefert in Kombination mit den amphoteren Oxiden verbesserte G'- und G"-Werte sowie eine verbesserte Viskosifizierung der organischen Polymerlösung, die einen pH-Wert von etwa 7 bis 14 aufweist, im Vergleich zu der Verwendung von neutralisiertem, vernetztem, anionischem Polymer allein. Es wird angenommen, daß die Verbesserung in der Viskosifizierung von einer Erhöhung im Feststoffgehalt und von der Assoziierung des amphoteren Metalloxids und des neutralisierten, vernetzten, anionischen Polymers in dem organischen Lösungsmittel herrührt, worin ein Entspulen/Abwickeln der Polymerkette des neutralisierten, vernetzten, anionischen Polymers wie beispielsweise Polyacrylsäure auftritt, was ein weiteres Aufbauen der Polymerstruktur innerhalb des organischen Lösungsmittels ermöglicht. Zu der Lösung des neutralisierten, vernetzten Polyacrylsäurepolymers, des Lösungsmittels und des amphoteren Oxids können verschiedene andere Bestandteile zugesetzt werden, um Brennstoffzusammensetzungen, ein Aftershave-gel, eine Reinigungsmittelzusammensetzung, eine Reinigungszusammensetzung für harte Oberflächen oder irgendeine andere der zuvor erwähnten Zusammensetzungen zu bilden. Andere kommerzielle und industrielle Zusammensetzungen können für eine Vielfalt von Anwendungen gebildet werden wie beispielsweise Gewebereiniger, Schampoos, Bodenreiniger, Reinigungspasten, Ziegelreiniger, Salben, Ofenreinigungsmittel, pharmazeutische Suspensionen, konzentrierte Kohleaufschlämmungen, Ölbohrschlämme, Fleckenvorbehandlungsreinigungsmittel und auf organischen Lösungsmittel basierende Farben. Diese Zusammensetzungen ksnnen formuliert werden, indem die geeigneten Chemikalien zu der polymeren Lösung von neutralisiertern, vernetztem Polyacrylsäurepolymer, organischem Lösungsmittel und amphoterem Oxid gegeben werden, um die gewünschte Zusammensetzung zu bilden. Die organische Lösung von organischem Lösungsmittel, neutralisiertem, vernetztem, anionischem Polymer wie beispielsweise Polyacrylsäurepolymer und amphoterem Oxid weisen eine Komplexviskosität bei Raumtemperatur bei 10 rad/s von 1 bis 1 000 dyn s/cm², bevorzugter 30 bis 800 dyn s/cm² auf. Die organische Lösung umfaßt 0,1 bis 10,0 Gew.-%, bevorzugter 0,2 bis 4,0 Gew.% eines Hilfsrheologieadditivs, 0,1 bis 10,0 Gew.-%, bevorzugter 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines mit Base neutralisierten, vernetzten, anionischen Polymers wie beispielsweise eines mit Amin neutralisierten, vernetzten Polyacrylsäurepolymers und als Rest organisches Lösungsmittel, Mischungen von organischen Lösungsmitteln oder Mischungen von organischen Lösungsmitteln und Wasser, wobei die polymere Lösung ein G'-Wert von mindestens 2 500 dyn/cm² bei einer Frequenz von 10 rad/s aufweist, einen G"-Wert von mindestens 200 dyn/cm² bei einer Frequenz von 10 rad/s aufweist, das Verhältnis von G"/G' kleiner als 1 ist und G' im wesentlichen über einen Drehmornentbereich von 1 bis 150 µN m konstant ist.
Wenn die organische Lösung einen G'-Wert von mindestens 80 dyn/ cm² bei einer Frequenz von 10 radls aufweist und der G'-Wert mindestens 10 dyn/cm² bei einer Frequenz von 10 radis ist, wobei G' über einen Drehmomentbereich von 1 bis 100 µN m im wesentlichen konstant ist, das Verhältnis von G"/G' kleiner als 1 ist und eine Fließspannung von mindestens 5 dyn/cm², bevorzugter 1 bis 1200 dyn/cm² ergibt, ist die organische Lösung ein Gel, das P als Suspensionsmedium für eine Vielzahl von Feststoffteilchen, unlöslichen Flüssigkeitstropfen oder Gasblasen fungieren kann. Die festen Teilchen, Flüssigkeitstropfen oder Gasblasen können anorganisch, organisch oder polymer sein. Das feste Material, die Flüssigkeitstropfen oder die Gasblasen, die in dem Lösungsmittel nicht löslich sind, sollten sich in dem Lösungsmittel nicht zersetzen oder mit den anionischen Gruppen des anionischen Polymers reagieren. Die Konzentration der Feststoffteilchen, der Flüssigkeitstropfen oder der Gasblasen in dem Suspensionsmedium beträgt 0,1 bis 70 Gew.-%, bevorzugter 1 bis 50 Gew.-%.
Die abgeschätzte minimale Fließspannung des Gelsuspensionsrnediums, die notwendig ist, um jedes der festen kugelförmigen Teilchen, jeden der Flüssigkeitstropfen oder jeder der gasförmigen Blasen zu suspendieren, so daß die Teilchen, Tropfen oder Blasen für mindestens 7 Tage in dem Gelsuspensionsmedium suspendiert bleiben, wird durch die Gleichung:
minimale Fließspannung = 4(ΔP)gR³/3A
in der R der Radius jedes der Feststoffteilchen, jedes der Flüssigkeitstropfen und/oder jeder der Gasblasen ist, g die Gravitationskonstante ist, ΔP die Differenz zwischen der Dichte des Gelsuspensionsmediums und der Dichte jedes der festen Teilchen, der Flüssigkeitstropfen oder der Gasblasen ist und a die Oberfläche von jedem der Feststoffteilchen, jedem der Flüssigkeits tropfen oder jedem der Gasblasen ist.
Außerdem ist es zur Erläuterung notwendig, deutlich zu betonen, daß zur Minimierung der Rate und der Menge an Sedimentation von Feststoffteilchen, die in dem Suspensionsmedium unlöslich sind, das Suspensionsmedium einen belastungsunabhängigen Modul zeigen sollte. Bei Materialien, die Spannungsunabhängigkeit des viskoselastischen Moduls (G') zeigen, neigen diese Materialien dazu, P eine kritische Eigenschaft zu zeigen, die als Fließspannung bekannt ist und die Sedimentation von unlöslichen Teilchen aus dem Suspensionsmsedium verhindert. Es ist auch beim Verständnis der erfindungsgemäß angegebenen Daten kritisch, daß mit linear viskoelastisches Gel gemeint ist, daß G' im wesentlichen über einen Drehmornentbereich von 1 bis 150 µN m konstant ist. Die minimale abgeschätzte Fließspannung für das Gel, die notwendig ist, um jedes der kugelförmigen Teilchen in dem Gel zu suspendieren, so daß jedes Teilchen nicht aus dem Gel ausfällt, ist durch die Formel:
minimale Fließspannung = 4(ΔP)gR³/3A
ausgedrückt, in der R der Radius jedes der festen Teilchen ist, a die Oberfläche jedes der festen Teilchen ist, g die Gravitationskonstante ist und ΔP der Unterschied in der Dichte zwischen dem Gel und der Dichte jedes der festen Teilchen ist.
Illustrativ für mit Amin neutralisierte, anionische Polymere, die neben den Polyacrylsäurepolymeren wie beispielsweise den Carbopolen vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt sind, sind: sulfonierte Polymere, die eine Sulfonatfunktionalität aufweisen, wie sie in den amerikanischen Patenten US-A- 3 642 728, 4 608 425, 4 619 773, 4 626 285, 4 637 882, 4 640 945, 4 647 603, 4 710 555, 5 730 028, 4 963 032, 4 963 032, 4 970 260 und 4 975 82 definiert sind, sowie Polymere und Monomere, die eine Carbonsäurefunktionalität enthalten, wie sie in den amerikanischen Patenten US-A-4 612 332, 4 673 716, 4 694 046, 4 694 058, 4 709 759, 4 734 205, 4 780 517, 4 960 821 und 5 036 136 beschrieben sind, und Copolymere, die Maleinsäureanhydridfunktionalität aufweisen, wie beispielsweise ein vernetztes Gantrez, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Assoziierung zwischen den mit Amin neutralisierten Salzen dieser Polymere der zuvor genannten Patente und dem Hilfsrheologieadditiv auftritt, um ein viskoelastisches Gel mit den G'- und G"-Eigenschaften, wie sie hierin zuvor definiert worden sind, zu bilden.
Beispielhaft für die vernetzten Polyacrylsäure-Typverdickungsmittel sind die Produkte, die von B.F. Goodrich unter deren Carbopol-Warenzeichen verkauft werden, insbesondere Carbopol 941, das das ionenunempfindlichste dieser Klasse von Polymeren ist, und Carbopol 676, Carbopol 940 und Carbopol 934. Die Carbopolharze, die auch als "Carbornere" bekannt sind, sind hydrophile, vernetzte Polyacrylsäurepolymere mit hohem Molekulargewicht und einem durchschnittlichen Äquivalentgewicht von 76, wobei die allgemeine Struktur durch die folgende Formel veranschaulicht ist:
Carbopol 941 hat ein Molekulargewicht von 1 250 000; Carbopol 940 weist ein Molekulargewicht von ungefähr 4 000 000 auf und Carbopol 934 besitzt ein Molekulargewicht von etwa 3 000 000. Die Carbopol-Harze sind mit Polyalkenylpolyether vernetzt, z.B. 1 % eines Polyallylethers von Sucrose mit einem Durchschnitt von 5,8 Allylgruppen für jedes Sucrosemolekül.
Weitere ausführliche Information für die Carbopol-Harze sind von B.F. Goodrich erhältlich, siehe beispielsweise den B.F. Goodrich Katalog GC-67, wasserlösliche Carbopol -Harze.
Während mit Carbopol 941 Polyacrylharz vorteilhafte Ergebnisse erzielt worden sind, können andere leicht vernetzte Polyacrylsäure-Typverdickungsmittel ebenfalls in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden. So wie hierin verwendet bezieht sich "Polyacrylsäure-Typ" auf Homopolymere von Acrylsäure oder Methacrylsäure oder Copolymere dieser Säuren oder von deren Salzen, Estern oder Aminen miteinander oder mit einem oder mehreren anderer ethylenisch ungesättigter Monomere wie beispielsweise Styrol, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, 2-Hydroxyethylacrylat, Acrylnitril, Vinylacetat, Ethylen, Propylen und dergleichen.
Die Reihe der Carbopol 600 Harze sind die erfindungsgemäß am brauchbarsten. Diese sind salzunempfindliche Polyacrylsäuren mit hohem Molekulargewicht, die mit Polyalkenylether vernetzt sind. Zusätzlich zu der oder verzweigten Natur dieser Harze können sie höher vernetzt sein als die Harze der 900er Serie und Molekulargewichte zwischen etwa 1 000 000 und 4 000 000 aufweisen. Sehr brauchbar von der Harze der Carbopol 600 Serie ist Carbopol 614. Carbopol 614 ist auch äußerst stabil gegen irgendwelche vorgegebenen Lagerternperaturbedingungen von unterhalb des Gefrierpunktes bis zu erhöhten Temperaturen so hoch wie 48,84 ºC (120 ºF), vorzugsweise 59,94 ºC (140 ºF) und insbesondere 71,04 ºC (160 ºF) für Zeiträume solange wie mehrere Tage bis zu mehreren Wochen oder Monaten oder länger.
Die Homopolymere oder Copolymere sind durch ihr Molekulargewicht im Bereich von 60 000 bis 10 000 000, vorzugsweise 500 000 bis 5 000 000, insbesondere 1 000 000 bis 4 000 000 und durch ihre Löslichkeit in organischem Lösungsmittel gekennzeichnet. Diese Verdickungsmittel werden in ihrer leicht vernetzten Form verwendet, wobei die Vernetzung durch Mittel bewirkt werden kann, die in der Polymertechnik bekannt sind, wie beispielsweise durch Bestrahlung oder vorzugsweise durch Einführung von bekannten chemischen vernetzenden monomeren Mitteln, typischerweise polyungesättigten (z.B. diethylenisch ungesättigten) Monomeren in die zu polymerisierende Monornermischung, wie beispielsweise Divinylbenzol, Divinylether von Diethylenglykol, N,N'-Methylenbisacrylamid, Polyalkenylpolyethern (wie beispielsweise oben erwähnt) und dergleichen. Typischerweise liegen die Mengen von einzuführendern Vernetzungsmittel in dem fertigen Polymer im Bereich von 0,01 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1,2 Gew.% und insbesondere 0,1 bis 0,9 Gew.-% Vernetzungsmittel, bezogen auf das Gewicht von gesamtem Polymer. Im allgemeinen erkennen die Fachleute, daß der Grad an Vernetzung ausreicht, um etwas Aufspulen des ansonsten im allgemeinen linearen Polymers zu bewirken. Es ist auch klar, daß die Wasserquellung des Polymers, die die gewünschte Verdickungswirkung und viskose Eigenschaften liefert, im allgemeinen von 2 oder mehr Mechanismen abhängt, nämlich der Umwandlung der Säuregruppen enthaltenen Polymere in die entsprechenden Salze, z.B. Natrium, der Umwandlung negativer Ladungen entlang des Polymergerüsts, wodurch die aufgewickelten Moleküle dazu gebracht werden sich zu expandieren und die wäßrige Lösung zu verdicken, oder der Bildung von Wasserstoffbindungen beispielsweise zwischen den Carboxylgruppen des Polymers und einem Hydroxyldonator. Der letztere Mechanismus ist erfindungsgemäß besonders wichtig, und daher enthalten die bevorzugten Verdickungsmittel vorn Polyacrylsäure-Typ freie Carbonsäuregruppen (COOH-Gruppen) entlang dem Polymergerüst. Es ist auch klar, daß der Grad an Vernetzung nicht so groß sein sollte, daß er das vernetzte Polymer vollständig in Wasser und/oder organischen Lösungsmitteln unlöslich oder undispergierbar macht oder das weitere Abspulen der Polymermoleküle in Gegenwart des amphoteren Metalloxids inhibiert oder verhindert.
Die Menge des vernetzten anionischen Polymers wie beispielsweise eines Verdickungsmittels vom vernetzten Polyacrylsäure-Typ oder hydrophilen vernetzten Polyacrylsäure-Typ mit hohem Molekulargewicht, um die gewünschte rheologische Eigenschaft der linearen Viskoelastizität zu vermitteln, liegt im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, obwohl die Menge von dem speziellen Vernetzungsmittel, der speziellen Ionenstärke der Zusammensetzung, Hydroxyldonatoren und dergleichen abhängt.
Das amphotere Metalloxid weist einen durchschnittlichen Teilchengrößedurchmesser in Dispersion von 0,05 bis 2,0 µm, vorzugsweise 0,05 bis 1,1 lim auf. Wegen ihrer Teilchengröße von weniger als 1 µm sind diese amphoteren Metalloxide nicht abreibend. Die Dispersion des Metalloxids enthält 60 bis 90 Gew.-% des Metalloxids und die Dispersion weist einen pH-Wert von 3 bis 4 auf. Wenn die Säuredispersion des Metalloxids zu der basischen Lösung des neutralisierten anionischen Polymers gegeben wird, wird die saure Dispersion des Metalloxids neutralisiert, wodurch die Dispersion des Metalloxids als Additiv wirksam wird. Ein bevorzugtes Metalloxid ist Aluminiumoxid. Brauchbare Aluminiumoxiddispersionen werden von Vista Chemical Cornpany in Houston, Texas, unter dem Warennarnen Dispal Alumina 23 N4-80, Dispal Alumina 23 N4-20 oder Dispal Alumina T23 verkauft. Das amphotere Oxid kann mit einer Fettsäure oder einem Salz einer Fettsäure kombiniert werden.
Das anionische vernetzte Polymer kann mit einem organischen Amin neutralisiert werden. Das organische Amin, das verwendet werden kann, um das anionische Polymer zu neutralisieren, kann ein primäres, sekundäres oder tertiäres aliphatisches Amin, aromatisches Amin oder heterocyclisches Amin sein, wobei die aliphatischen Amine speziell bevorzugt sind. Im Fall eines mit Amin neutralisierten, vernetzten Carbopol-Polymers sind beispielsweise einige Amine, die verwendet werden können, um das vernetzte Carbopolpolymer zu neutralisieren, Diisopropanolamin. Ethomeen C-25, Di-2-ethylhexylamin, Triethanolamin, Triamylamin, Dimethylaminopropionitril, Alamin, Dodecylamin, ein Copolymer aus Ethylen/Vinylpyridin und Morpholin. Gemischte Systeme von mit Alkalimetall neutralisiertem, vernetztem anionischem Polymer und mit Amin neutralisiertem, vernetztem anionischern Polymer können zu Zeiten verwendet werden, wenn das Verhältnis des Metall neutralisierten Polymers zu dem Amin neutralisierten Polymer 100 : 1 bis 1 : 100 und bevorzugter 10 : 1 bis 1 : 10 sein kann. Die Auswahl des Neutralisierungsmittels für das anionische Polymer wird zum Teil durch das Lösungsmittelsystem in der Zusammensetzung bestimmt. Typische Lösungsmittel, die verwendet werden können, um die Amin neutralisierten, vernetzten anionischen Polymere zu lösen und die daher geliert sind, sind in Tabelle I angegeben. Die Gelierung erfolgt unter Verwendung der oben aufgezählten Amine. TABELLE I TABELLE I TABELLE I TABELLE I
(1) Diisopropanolarnin
(2) Ethomeen (BASF-Wyandotte Corp.)
(3) Di(2-ethylhexyl)amin
(4) Triethanolamin
(5) Triamylamin
(6) Jeffainin D-1000 (Jefferson Chernical Company Inc.)
(7) -Dimethylaminopropionitril
(8) Armeen (Armak Industrial Chernical Division)
(9) Alanin 7D (Henkel Corporation)
(10) Dodecylamin
(11) Morpholin
Eine langkettige Fettsäure oder einbindige oder mehrbindige Salze derselben können in Kombination mit den zuvor genannten kolbidalen, amphoteren Oxiden verwendet werden. Obwohl die Weise, durch die die Fettsäure oder die Salze zu der Rheologie und Stabilität der Zusammensetzung beitragen, nicht vollständig verstanden worden ist, wird angenommen, daß sie als Wasserstoffbindungsmittel oder Vernetzungsmittel fungieren können.
Die bevorzugten langkettigen Fettsäuren sind die höheren aliphatischen Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatornen, bevorzugter 10 bis 20 Kohlenstoffatornen und insbesondere bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und speziell bevorzugt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, einschließlich dem Kohlenstoffatorn der Carboxylgruppe der Fettsäure. Der aliphatische Rest kann gesättigt oder ungesättigt sein und kann gerade oder verzweigt sein. Geradkettige, gesättigte Fettsäuren sind bevorzugt. Es können Mischungen von Fettsäuren verwendet werden, wie beispielsweise diejenigen, die sich von natürlichen Quellen ableiten wie beispielsweise Talgfettsäure, Kokosfettsäure, Sojafettsäure, Mischungen dieser Säuren usw., Stearinsäure und gemischte Fettsäuren, z.B. Stearinsäure/Palmitinsäure, sind bevorzugt.
Wenn die freie Säureform der Fettsäure direkt verwendet wird, wird sie im allgemeinen mit Kalium- oder Natriumionen verbunden, um die entsprechende Alkalimetallfettsäureseife zu bilden. Die Fettsäuresalze können jedoch direkt zu der Zusammensetzung in Form des Natriumsalzes oder Kahumsalzes oder als mehrwertiges Metallsalz gegeben werden, obwohl die Alkalirnetallsalze der Fettsäuren bevorzugte Fettsäuresalze sind.
Die bevorzugten mehrwertigen Metalle sind die 2- und 3-wertigen Metalle der Gruppen IIA, IIb und IIIB wie beispielsweise Magnesium, Calcium, Aluminium und Zink, obwohl andere rnehrwertige Metalle, einschließlich diejenigen der Gruppen IIIA, IVA, VA, IB, IVB, VB, VIB, VIIB und VIII des Periodensysterns der Elemente, ebenfalls verwendet werden können. Spezifische Beispiele solcher anderen mehrwertigen Metalle umfassen Ti, Zr, V, Nb, Mn, Fe, Co, Ni, Cd, Sn, Sb, Bi, usw. Im allgemeinen können diese Metalle im zweiwertigen bis fünfwertigen Zustand vorliegen.
Vorzugsweise werden die Metallsalze in ihren höheren Oxidationszuständen verwendet.
Die Menge des Fettsäure- oder Fettsäuresalzstabilisators und/ oder kolloidaler Verdickungsmittel zur Erzielung der gewünschten Erhöhung der physikalischen Stabilität hängt von Faktoren wie der Natur der Fettsäure oder ihrer Salze, der Natur und Menge des polymeren Verdickungsmittels, der Natur und Menge des organischen Lösungsmittels und anderer Bestandteile sowie den beabsichtigten Lagerungs- und Versandbedingungen ab.
Im allgemeinen liefern jedoch Mengen der Fettsäure oder Fettsäuresalzstabilisierungsmittel im Bereich von 0,02 bis 2 %, vorzugsweise 0,04 bis 1 %, bevorzugter 0,01 bis 0,8 %, insbesondere bevorzugt 0,08 bis 0,4 %, eine Langzeitstabilität und ein Ausbleiben von Phasentrennung beim Stehen oder während des Transports sowohl bei niedrigen als auch erhöhten Temperaturen, wie sie für kommerziell akzeptables Produkt notwendig sind.
Ein weiteres Mittel zur Verbesserung der Verdickung der polymeren Lösungen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verwendung eines anorganischen, geschichteten kolloidbildenden Tones in Kombination mit dem neutralisierten anionischen Polymer, wie beispielsweise eines Laponit-Tones, eines Smectit-Tones oder eines Attapulgit-Tones. Die Konzentration des Tones in der vorliegenden Erfindung beträgt 0,1 bis 10,0 Gew.-%, bevorzugter 0,2 bis 4 Gew.-%.
Smectit-Tone umfassen Montrnorillonit (Bentonit), Hectorit, Smectit, Saponit und dergleichen. Montmorillonit-Tone sind bevorzugt und unter Warennamen wie beispielsweise Thixogel (eingetragenes Warenzeichen) Nr. 1 und Gelwhite (eingetragenes Warenzeichen) GP, H, usw. von Georgia Kaolin Company und ECCAGUM (eingetragenes Warenzeichen) GP, H, usw. von Luthern Clay Products erhältlich. Attapulgit-Tone umfassen die Materialien, die kommerziell unter dem Warennamen Attagel (eingetragenes Warenzeichen), d.h. Attagel 40, Attagel 50 und Attagel 150 von Engelhard Minerals and Chemicals Corporation erhältlich sind. Mischungen von Smectit und Attapulgit-Typen in Gewichtsverhältnissen von 4 : 1 bis 1 : 5 sind hier ebenfalls brauchbar. Verdickungs- oder Suspendierungsmittel der vorangegangenen Typen sind in der Technik bekannt, und beispielsweise in der US-A-3 985 668 beschrieben, auf die oben Bezug genommen ist.
Die geschichteten Tonmineralien, die für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet sind, gehören zur geologischen Klasse der Smectit-, der Kaolin-, der Illit-, der Chlorit-, der Attapulgitund der gemischten Schicht-Tone. Typische Beispiele von spezifischen Tonen, die zu diesen Klassen gehören sind:
Smectite, z.B. Montmorillonit, Bentonit, Pyrophyllit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Nontronit, Talk, Beidellit, Volchonskoit, Vermiculit;
Kaoline, z.B. Kaolinit, Dickit, Nacrit, Antigorit, Anauxit, Halbysit, Indellit, Chrysotil;
Illite, z.B. Bravaisit, Muscovit, Paragonit, Phlogophit, Biotit;
Chlorite, z.B. Corrensit, Penninit, Donbassit, Sudoit, Pennin, Clinochlor;
Attapulgite, z.B. Sepiolit, Polygorskyt;
Gemischtschicht-Tone, z.B. Allevardit, Vermiculitblotit.
Die geschichteten Tonmineralien können entweder natürlich vorkommend oder synthetisch sein. Bevorzugte Tonmineralien für die erfindungsgemäße Verwendung sind natürliche oder synthetische Hectorite, Montmorillonite und Bentonite, und von diesen sind die Hectorite besonders bevorzugt. Viele der obigen Tone sind kommerziell erhältlich und typische Beispiele von kommerziellen Hectoriten sind die Laponite von Laporte Industries Ltd, England, Veegum Pro und Veegum F von R.T. Vanderbilt, U.S.A., und die Barasyms, Macaloids und Propaloids von Baroid Division, National Lead Comp., U.S.A.
Ein brauchbares Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen gelierten organischen Flüssigkeiten umfaßt die Auflösung des anionischen Polymers in dem organischen Lösungsmittel. Dies wird üblicherweise unter moderatem Mischen bewirkt. Das Mischen wird fortgesetzt, bis sich eine homogene Lösung gebildet hat. Das amphotere Oxid, allein oder als wäßrige oder organische Lösung oder Dispersion, wird dann zu der Lösung des anionischen Polymers gegeben. Dies wird unter moderatem Mischen zugesetzt. Ein amphoteres Oxid wird in Form einer Dispersion in Wasser oder einer organischen Flüssigkeit zugesetzt. Nachdem das amphotere Oxid zugesetzt worden ist und sich eine homogene Mischung gebildet hat, wird das Amin zugesetzt, um das Polymer zu neutralisieren. Während der anfänglichen Addition kann sich die homogene Mischung schnell verdicken und dann viskos werden. Dies kann erwartet werden. Das Amin wird zugesetzt, während die homogene Mischung heftig gemischt wird. Die resultierende gelierte organische Flüssigkeit hat sehr gute thixotrope Eigenschaften.

BEISPIELE 1 - 6

In diesen Satz von Durchläufen sind die Beispiele 1 bis 3 Ethanolbrennstoffgelzusammensetzungen, die ein Polyacrylsäureverdickungsmittel aber kein Aluminiumoxid enthalten, während die Beispiele 4 bis 6 Ethanolbrennstoffgelzusammensetzungen sind, die ein Polyacrylsäureverdickungsmittel und Aluminiumoxid enthalten. Das Polyacrylatpolymer ist B.F. Goodrich Carbopol 676 und das Aluminiumoxid ist Dispal Alumina 23N4-80, das von Vista Chemical Corporation erhältlich ist.
Die gelierten Ethanolzusammensetzungen wurden gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Das Carbopol 676 Polymer wurde langsam gesiebt (16 oder 20 Mesh) und unter Mischen bei einer Temperatur von etwa 25 ºC in den Ethanol gegeben. Das Mischen wurde 15 Minuten lang fortgesetzt. Eine Lösung des Aluminiumoxids wurde durch langsames Zugeben unter Mischen des Dispal Alumina 23N4-80 hergestellt. Das Mischen wurde etwa 10 Minuten lang fortgesetzt. Das Diisopropanolamin wurde unter Mischen bei Raumtemperatur zu der Lösung von Wasser und Dispal 23N4-80 gegeben und das Mischen wurde 10 Minuten lang fortgesetzt. Zu der Lösung des Carbopol 676 Polymers und Ethanols wurden schnell unter Mischen die Lösungen des Diisopropanolamins und des Dispal Alumina 23N4-80 zugesetzt, und das Mischen wurde 2 Minuten lang fortgesetzt.
Die Zusammensetzung des gelierten Ethanols ist in Tabelle 2 angegeben. Die Viskosität des gelierten Ethanols ist in Tabelle 3 angegeben. Die Viskosität ist eine Brookfield-Viskosität bei 10 UpM mit einer Spindel Nr. 7 bei Raumtemperatur. Es ist ersichtlich, daß die Aluminiumoxid enthaltenen zusammensetzungen eine höhere Anfangs- und Langzeitviskosität aufweisen als Zusammensetzungen, die kein Aluminiumoxid enthalten. Außerdem behalten die Aluminiumoxid enthaltenen Zusammensetzungen über die Zeit eine höhere Viskosität im Vergleich zu den Zusammensetzungen, die kein Aluminiumoxid enthalten. TABELLE 2 BEISPIEL TABELLE 3 BEISPIEL

BEISPIELE 7 - 12

In diesem Satz von Durchläufen sind die Beispiele 7 bis 9 Methanolbrennstoffgelzusammensetzungen, die ein Polyacrylatverdikkungsmittel aber kein Aluminiumoxid enthalten, während die Beispiele 10 bis 12 Methanolbrennstoffgelzusammensetzungen sind, die ein Polyacrylatverdickungsmittel und Aluminiumoxid enthalten. Das Polyacrylatpolymer ist B.F. Goodrich Carbopol 676 und das Aluminiumoxid ist Dispal Alumina 23N4-80, das von Vista Chemical Corporation erhältlich ist.
Die gelierten Methanolzusammensetzungen wurden gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Das Carbopol 676 Polymer wurde langsam gesiebt (16 oder 20 Mesh) und unter Mischen bei einer Temperatur von etwa 25 ºC in den Ethanol gegeben. Das Mischen wurde 15 Minuten lang fortgesetzt. Eine Lösung des Aluminiumoxids wurde durch langsames Zugeben unter Mischen des Dispal Alumina 23N4-80 hergestellt. Das Mischen wurde etwa 10 Minuten lang fortgesetzt. Das Diisopropanolamin wurde unter Mischen bei Raumtemperatur zu der Lösung von Wasser und Dispal 23N4-80 gegeben und das Mischen wurde 10 Minuten lang fortgesetzt. Zu der Lösung des Carbopol 676 Polymers und Ethanols wurden schnell unter Mischen die Lösung des Diisopropanolarnins und des Dispal Alumina 23N4-80 zugesetzt, und das Mischen wurde 2 Minuten lang fortgesetzt.
Die Zusammensetzung des gelierten Methanols ist in Tabelle 4 angegeben. Die Viskosität des gelierten Methanols ist in Tabelle 5 angegeben. Die Viskosität ist eine Brookfield-Viskosität bei 10 UpM mit einer Spindel Nr. 7 bei Raumtemperatur. Es ist ersichtlich, daß die Aluminiumoxid enthaltenen Zusammensetzungen eine höhere Anfangs- und Langzeitviskosität aufweisen als Zusammensetzungen, die kein Aluminiumoxid enthalten. Außerdem behalten die Aluminiumoxid enthaltenen Zusammensetzungen über die Zeit eine höhere Viskosität im Vergleich zu den Zusammensetzungen, die kein Aluminiumoxid enthalten. TABELLE 4 BEISPIEL TABELLE 5 BEISPIEL

BEISPIELE 13

Die Zusammensetzung von Beispiel 6 wurde hergestellt und in geformte Aluminiumbehälter mit einem Innendurchmesser von 8,64 cm und einer Höhe von 6,35 cm eingefüllt. Die obere Öffnung war 5,08 cm. Das Durchschnittsgewicht des gelierten Ethanolbrennstoffs betrug 221,7 g.
Ein Behälter wird unter einer Wärmepfanne mit 3 l Wasser bei 43 ºC in dem Wasserpfannenteil der Wärmepfanne und 2 l Wasser mit 43 ºC in der Lebensmittelpfanne angeordnet. Der Behälter wird gezündet, und mit Wärmeelementen in der Wasserpfanne und der Lebensmittelpfanne wurde die Temperatur des Wassers in diesen Pfannen aufgezeichnet. Die Durchschnittsdaten für die Durchläufe sind wie folgt:
Dieses Beispiel zeigt, daß in Behältern eingefüllte Brennstoffe eine akzeptable Brennzeit und ein akzeptables Temperaturprofil aufweisen.

BEISPIEL 14

Die Brennstoffe von Beispiel 13 wurden auf Übereinstimmung mit getesteten Brennstoffen gemäß ASTM D 4359-84 getestet. Der Titel dieses Tests ist "Bestimmung ob ein Material eine Flüssigkeit oder ein Feststoff ist". Die Flüssigkeiten werden in ¼-Dosen gefüllt und mindestens bis 85 % Füllmenge. Die Dosen werden unter Verwendung von Reibungsverschlüssen versiegelt und in einen Ofen mit 38 ºC ± 3 ºC 24 Stunden lang angeordnet. Dann werden die Dosen aus dem Ofen entfernt und die Verschlüsse geöffnet. Die Dosen werden dann 3 Minuten lang in einem Stand umgedreht. Die Menge an geliertem Brennstoff in der Dose wird am Beginn und am Ende des 3 Minutenzeitraurns gemessen. Ein Fluß von 5 cm oder weniger ist akzeptabel und das Material wird als fest angesehen. Die in Dosen gefüllten Brennstoffproben wurden getestet. Es gab sich kein Fluß. Sie werden unter ASTM D 4359-84 als Feststoffe klassifiziert. Beispiele 15-36 Beispiele Fortsetzung:

BEISPIELE 15 - 36

Die Formulierungen 15 bis 36 wurden gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt. Das Carbopol 676 Polymer wurde langsam gesiebt (16 oder 20 mesh) und in den Methanol oder Ethanol unter Rühren bei einer Temperatur von etwa 25 ºC gegeben, und das Mischen wurde 15 Minuten lang fortgesetzt. Eine Lösung von Aluminiumoxid wurde hergestellt, indem langsam unter Mischen das Dispal Alumina 23N4-80 zugegeben wurde und etwa 10 Minuten lang weitergerührt wurde. Das Diisopropylamin wurde unter Mischen bei Raumtemperatur zu der Lösung aus Wasser und Dispal 23N4-80 gegeben, und das Mischen wurde 10 Minuten lang fortgesetzt. Zu der Lösung des Carbopol 676 Polymers und Methanol (oder Ethanol) wurde schnell unter Mischen die Lösung des Diisopropanolamins und des Dispal Alumina 23N4-80 gegeben, und das Mischen wurde 2 Minuten lang fortgesetzt. Die Brookfield-Viskositäten wurden bei Raumtemperatur unter Verwendung einer Spindel Nr. 7 bei 10 UpM bestimmt.

BEISPIEL 37

Die Komplex-Viskositäten (Pa s), des Lagerungsmodul G' (N/m²) und des Verlustmodul G" (Nim²) der Zusammensetzungen bei 150 µnm und 10 rad/s (Belastungsschwenkbereichexperiment) wurden erhalten. Methanol (34) = 0,45 % Carbopol, Methanol (35) = 0,45 % Carbopol plus 0,5 % Alumina, Ethanol (24) = 0,45 % Carbopol, und Ethanol (25) = 0,45 % Carbopol plus 0,5 % Alumina.

Claims

1. Gelierte Polymerlösung umfassend mindestens ein Lösungsmittel und:

(a) etwa 0,1 bis 10,0 Gew.-% eines anionischen Polymers, das zumindest teilweise durch den Einsatz mindestens einer organischen Base neutralisiert worden ist,

(b) etwa 0,1 bis 10 Gew.-% eines amphoteren Oxids zur Erhöhung der Viskosität des gelierten Lösungsmittels um 10 bis 300 %.

2. Polymerlösung nach Anspruch 1, bei der die mindestens eine organische Base ein Amin ist.

3. Polymerlösung nach Anspruch 2, bei der das anionische Polymer vernetzte Polyacrylsäure ist.

4. Polymerlösung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei der das amphotere Oxid ein amphoteres Metalloxid ist.

5. Polymerlösung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der das amphotere Oxid Aluminiumoxid ist.

6. Polymerlösung nach Anspruch 1, die ferner Fettsäuren, Fettsäuresalze und Mischungen derselben umfaßt.

7. Polymerlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Lösungsmittel ein Brennstoff ist.

8. Polymerlösung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der mindestens ein Lösungsmittel aus der Gruppe bestehend aus Alkanen, Alkenen, Alkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, aromatischen Kohlenwasserstoffen und Mischungen derselben ausgewählt ist.

9. Polymerlösung nach Anspruch 8, bei der der Alkohol aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und Mischungen derselben ausgewählt ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Polymerlösung, das die Zugabe eines anionischen Polymers zu einem Lösungsmittel, um eine intermediäre Lösung zu bilden, die Zugabe eines amphoteren Oxids zu der intermediären Lösung und die Zugabe mindestens einer organischen Base zu der intermediären Lösung, die das amphotere Oxid enthält, um das anionische Polymer zumindest teilweise zu neutralisieren, umfaßt.

11. Verfahren zur Herstellung einer Polymerlösung nach Anspruch 10, bei dem das anionische Polymer Polyacrylsäure ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer Polymerlösung nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Lösungsmittel ein Brennstoff ist und das amphotere Oxid ein amphoteres Metalloxid ist und das gegebenenfalls die Zugabe von Fettsäure, Säuren, Fettsäuresalzen und Mischungen derselben zusammen mit dem amphoteren Oxid umfaßt.

13. Verfahren zur Herstellung einer Polymerlösung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Brennstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkanen, Alkenen, Alkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatornen und aromatischen Kohlenwasserstoffen.

14. Verfahren zur Herstellung einer Polymerlösung nach Anspruch 13, bei dem der Alkohol Methanol, Ethanol oder Mischungen derselben ist.

15. Verwendung von 0,1 bis 10 Gew.-% eines amphoteren Oxids in einer Polymerlösung, die mindestens ein Lösungsmittel und 0,1 bis 10,0 Gew.-% eines anionischen Polymers, das zumindest teilweise durch den Einsatz von mindestens einer organischen Base neutralisiert worden ist, umfaßt, zur Erhöhung der Viskosität des gelierten Lösungsmittels um 10 bis 300 %.