-
Verfahren zur Herstellung konzentrierter wässeriger Emulsionen Es
wurde gefunden, daß man Wachse, Fette, Öle, Fettalkohole, höhere aliphatische oder
cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe oder ihre Gemische in wässerige Emulsionen
überführen kann, wenn man sie in verflüssigtem Zustande mit wässerigen Lösungen
basisch er Salze vierwertiger Metalle, wie Thorium, Zirkon, Titan und Uran, innig
mischt. Die Salze dieser vierwertigen Metalle können dabei teilweise auch durch
basische Aluminiumsalze ersetzt werden.
-
Sofern die zu emulgierenden wasserunlöslichen Stoffe eine sehr niedrige
oder überhaupt keine Säurezahl aufweisen, wird eine Emulsionsbildung durch Zusatz
kleiner Mengen, etwa 100/0 des Gewichtes der wasserunlöslichen Stoffe, an höheren
Fettsäuren, insbesondere Ölsäure, erreicht. An Stelle der Fettsäuren können auch
deren wasserlösliche Seifen oder organische oberflächenaktive seifenartige Stoffe
treten, wie sulfonierte Öle und Fette, Salze von hydroaromatischen oder aromatischen
Sulfonsäuren, von Fettalkoholschwefelsäureesternr aliphatische Sulfonsäuren oder
Fettsäurekondensationsprodukte. Diese oberflächenaktiven Stoffe können in Form ihrer
wasserlöslichen Salze wie ihrer freien Säuren zur Anwendung gelangen.
-
Die Salze der vierwertigen Metalle müssen in basischer Form vorliegen,
d. h. sie müssen auf ein Äquivalentgewicht des mehrwertigen Metalls weniger als
ein Äquivalentgewicht eines Säurerestes enthalten. Andernfalls kommt keine Emulsionsbildung
zustande, oder die gebildeten Emulsionen sind sehr unbeständig. Die basischen Salze
schwacher organischer Säuren sind besser geeignet als die starker anorganischer
Säuren.
-
Da die Hydroxyde vieler mehrwertiger Metalle, sofern sie nicht frisch
gefällt sind, nur im Säureüberschuß löslich sind, kann man die Lösungen der basischen
Metallsalze auch auf andere Weise, wie durch Zusatz unterstöchiometrischer Mengen
Ammoniak zu
einer Lösung des Metallchlorides oder durch Peptisation
des Hydroxydes mit der Lösung des Chlorides, erhalten. Interessanterweise erhält
man auch emulgierende Lösungen' wenn man den Lösungen der neutralen anorganischen
Salze der vierwertigen Metalle die berechnete Menge einer heißen Natriumacetatlösung
zusetzt. Hierbei tritt vermutlich ein@ weitgehende Hydrolyse unter Bildung bas scher
Salze ein. Aber auch bei Vorhanden sein basischer mineralsaurer Salze empfieblt
sich eine Abstumpfung der Säuren durch Zusatz von Natriumacetat oder dem Salz einer
anderen schwachen organischen Säure.
-
Die Mengenverhältnisse zwischen wasserunlöslichen, zu emulgierenden
Stoffen und basischen Salzen des vierwertigen Metalls hängen von der Konzentration
der herzuste]-lenden Emulsion und von der zu verwendenden Emulgiervorrichtung ab.
Im allgemeinen läßt sich sagen, daß bei der Herstellung konzentrierter Emulsionen,
worunter hier solche verstanden werden, die etwa 2000 und mehr nichtwässerige Bestandteile
enthalten, die Mengenverhältnisse beider Bestandteile innerhalb weiter Grenzen liegen
können. Je verdünnter die Emulsion jedoch ist, desto höher muß der Gehalt an Salzen
vierwertiger Metalle im Verhältnis zu den wasserunlöslichen Stoffen sein.
-
Stellt man konzentrierte Emulsionen her. so kann man beständige,
verdünnbare Produkte bei Mengenverhältnissen von einem Teil des auf Aluminiumoxyd
umgerechneten Oxyds des vierwertigen Metalls auf etwa einen halben bis sieben Teile
wasserunlöslicher. zu emulgierender Stoffe erhalten. Solche Emulsionen bilden homogene
Massen. Es kann unter @ Umständen der Fall eintreten. daß die Emulsionen in konzentriertem
oder verdünntem Zustande bei längerem Stehen aufrahmen oder flockige Abscheidungen
geben. Durch Verrühren läßt sich der gleichmäßige Verteilungszustand leicht wieder
herstellen.
-
Die Emulsionen sind gegen Härtebildner und Säuren weitgehend unempfindlich.
Man kann ihnen auch noch andere wasserunlösliche Stoffe. wie Pigmente, nachträglich
einverbleiben.
-
Beispiel I 9.5 kg kristallisiertes Zirkonoxychlorid und 4 kg kristallisiertes
Natriumacetat werden in 30 1 Wasser gelöst, worauf die erhitzte Lösung mit 15 kg
geschmolzenem Hartwachs (Schmelzpunkt etwa 7O, Säurezahl 19. Verseifungszahl 21)
mehrmals durch eine Homogenisiervorrichtung durchgepumpt wird. Die entstandene Emulsion
rahmt bei längerem Stehen zwar etwas auf; dies läßt sich jedoch ohne weiteres durch
Verrühren wieder beseitigen.
-
Beispiel 2 9 kg einer basischen Aluminiumformiatlösung (20% Al2O3,
28% Ameisensäure) werden mit 6 kg einer Thoriumacetatlösung (erhalten durch Lösen
von 1,6kg kristallisier-Thoriumnitrat und o,Skg kristallisiertem triumacetat) vermischt
und mit 30 1 heifm Wasser verdünnt. Diese Salzlösung wird in einen Kreiselmischer
gegeben und zusammen mit 15 kg eines Hartwachses !Schmelzpunkt 56-, Säurezahl 1
4, Verseifungszahl 43) 10 bis 15 Minuten lang behandelt.
-
Die entstandene Emulsion hesitzt alle Eigen schaften wie die des
Beispiels 1.
-
Beispiel 3 Technisches Aluminiumoxydhydrat und technisches Zirkonoxydhydrat
werden mit Ameisensäure behandelt, so dalj eine kolloide Lösung von basischem Zirkon-
und .Nluminiumformiat entsteht, die 19% Al2O3, 3,5% ZrO2 und 26% Amelsensäure enthält.
-
21 kg dieser Lösung werden mit einem geschmolzenen Gemisch von Skg
eines Hartwachses (Schmelzpunkt 72, Säurezahl 13) und 7 kg Paraffinöl vorgemischt
und hierauf unter 200 atü in einer Schröder-Homogenisiermaschine 15 Minuten lang
behandelt.
-
Hierauf wird die Emulsion abgelassen, mit , 1 Ao warmem Wasser versetzt
und kaltgerührt.
-
Beispiel 4 6,5 kg Paraffin, 2,5 kg Montanwachs und 0,9 kg Natriumoleat
werden verschmolzen und mit 100 kg einer wässerigen Lösung von basischem Zirkonacetat
(9% ZrO2 und 9Q'o Essigsäure) in einem Kreiselmischer bei etwa 60 einige Zeit innig
vermischt. Hierauf fügt man noch etwa 251 heißes Wasser zu und kühlt die entstandene
Emulsion unter Rühren ab; sie ist beliebig mit Wasser verdünnbar.
-
Beispiel 5 Man löst I kg kristallisiertes Zirkonoxychlorid und 0,4
kg kristallisiertes Natriumacetat unter Erwärmen in 31 Waser und vermischt die auf
60' erwärmte Lösung in einem Kreiselmischer mit 5 kg eines Montanwachses mit der
Säurezahl 60. Es entsteht eine mit Wasser verdünnbare Emulsion.
-
Es wurde schon vorgeschlagen. Textilien mit Zirkonsalzen zu imprägnieren.
Gegebenenfalls koniiten dabei Emulsionen von Paraffin oder ähnlichen Stoffen und
Seifen mitverwendet werden. Bei der Herstellung des Imprägnierbades wurden die Zirkonsalze
als Lösungen den verdünnten Emulsionen zugesetzt.
Es ist nicht möglich,
bei diesem Verfahren die Zirkonsalze bereits der konzentrierten Emulsion zuzugeben
oder das Paraffin. mit der Zirkonsalzlösung zu emulgieren, weil die benutzten Seifenmengen
zu hoch sind.
-
Es ist ferner bereits bekannt, Emulsionen durch Behandlung von Paraffin
mit einer wässerigen Lösung eines Schutzkolloides und eines Aluminiumsalzes herzustellen.
Bei dem vorliegenden Verfahren entstehen trotz Fehlen des Schutzkolloides Emulsionen,
die mindestens die gleiche Beständigkeit wie die bekannten aufweisen. Insbesondere
lassen sich Abscheidungen, die in den verdünnten Emulsionen auftreten können, bei
den nach der vorliegenden Arbeitsweise hergestellten Emulsionen leichter wieder
einrühren als bei den bekannten schutzkolloidhaltigen Emulsionen.
-
Als Schutzkolloid wird häufig Gelatine benutzt. Infolge der hohen
Viscosität ihrer wässerigen Lösungen erfordert die Emulgierung mit der Paraffinschmelze
einen beträchtlichen Kraftaufwand. Ferner müssen die schutzkolloidhaltigen Emulsionen
volr der Verdünnung meistens aufgeschmolzen werden, während sich die nach dem vorliegenden
Verfahren hergestellten Emulsionen ohne weiteres verdünnen lassen. Vor allem aber
ist die Herstellung schutzkolloidhaltiger Emulsionen mit vienvertigen Metallsalzen
in der gleichen Konzentration, wie sie beim vorliegenden Verfahren benutzt werden,
überhaupt nicht möglich, da die vierwertigen I(ationen mit der Schutzkolloidlösung
zähe Massen bilden oder das Schutzkolloid ausflocken.