DE849990C - Impraegniermasse zum Wasserabstossendmachen - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 22. SEPTEMBER 1952

R 3806 IVd/8k

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zum Wasserdichtmachen geeignete Masse, mit welcher Fasern, Gewebe, Papier und andere Flächengebilde überzogen werden können. Bisher hat man für diesen Zweck Paraffin und andere Wachse verwendet. Jedoch weisen diese Nachteile auf, deren Abstellung das Ziel dieser Erfindung ist.

Es wurde gefunden, daß ein Zusatz von aus polymerisiertem Kolophonium und Glycerin gewonnenen gummiartigen Estern zu Paraffinwachs dem Wachs wertvolle Eigenschaften verleiht. Die Imprägnierung gegen Wasser und Fett, aber auch der Glanz und die Härte des Wachses werden verbessert, während die Neigung des Wachses, Schmutz anzuziehen, vermindert wird. Das Wachs fühlt sich weniger fettig an, schmiert weniger und neigt weniger zum Festsetzen oder Kleben.

Nach der vorliegenden Erfindung werden das Wachs und das veresterte, polymerisierte Kolophonium zusammengeschmolzen und so lange gerührt, bis eine homogene Mischung entstanden ist. Dann bringt man das Gemisch in geschmolzenem Zustand auf die zu imprägnierende Oberfläche.

Es ist 'bekannt, daß gummiartige Ester aus Kolophonium handelsüblicher Hölzer schon früher mit Paraffinwachs verwendet worden sind. Jedoch bereitet die praktische Anwendung dieser Erzeugnisse Schwierigkeiten, da sich das Harz bei längerem Erhitzen abscheidet. Anscheinend wird das durch Oxydation des Harzes verursacht. Da das Oxvda-

tionsprodukt nicht mehr im Wachs löslich ist, scheidet es sich ab. Je mehr der Ester mit Wachs verdünnt wird, desto leichter erfolgt die Abscheidung. Wenn man Gemische aus gewöhnlichen gummiartigen Estern und !Paraffinwachs abkühlt und wieder einschmilzt, so tritt auch dann eine Trennung ein, während sich ein verestertes, polymerisiertes Kolophonium unter diesen Verhältnissen nicht absetzt, sondern eine klare homogene

xo Schmelze ergibt.

Ester aus polymerisiertem Kolophonium und Glycerin vertragen sich nicht nur mit Paraffinwachs, sondern auch mit vielen anderen natürlichen und künstlichen Wachsen, wie Carnauba-, Candellila-, Bienenwachs, Montanwachs, Ozokerit, sowie wachsartigen Stoffen, wie Stearinsäure und Cetylalkohol. Das Paraffinwachs ist jedoch wegen seiner niedrigen Kosten, seiner hellen Farbe und da es in genügenden Mengen zur Verfügung steht vor-

ao zuziehen.

Die gummiartigen Ester kann man aus polymerisiertem Kolophonium unter Verwendung von PoIyalkoholen, wie z. B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglyfcol, Diglykol, Sorbit, Mannit, Erythrit und Pentaerythrit herstellen. Glycerin ist jedoch besonders geeignet, weil es dem Harz einen Schmelzpunkt verleiht, der es für die Verarbeitung mit Paraffin geeignet macht, und da es außerdem verhältnismäßig billig ist.

Zur Herstellung eines Glycerinesters aus polymerisiertem Harz wurde folgendes Rezept benutzt:

Polymerisiertes Kolophonium . 90,5 °/o, o.8°/oiges Glycerin 9>5°/°·

Das polymerisierte Kolophonium wurde geschmolzen und auf 220⁰ erhitzt. Dann wurde das Glycerin zugesetzt und die Temperatur allmählich auf 280⁰ erhöht. Diese Temperatur wurde so lange aufrechterhalten, bis die Säurezahl 12 erreicht war. Nun wurde das Reaktionsgemisch so lange einem Unterdruck von 533 mm Hg ausgesetzt, bis die Säurezahl auf 6 bis 8 gefallen war. Das fertige Harz hatte folgende Konstanten:

Schmelzpunkt

(Kapillarröhrenverfahren)
Farbe (US.-Harz-Normen)
Säurezahl

84 bis 86°, N-WG, 6 bis 8.

Harze, die zum Imprägnieren von Papier und Packmaterial für Nahrungsmittel benutzt werden, müssen giftfrei sein. Aus diesem Grunde wurden Giftigkeitsprüfungen mit dem aus polymerisiertem Kolophonium und Glycerin hergestellten Estergummi vorgenommen. Acht Ratten erhielten 30 Tage lang tägliche Gaben des Harzes. Dann wurden alle Tiere getötet und die Organe untersucht, um etwaige Wirkungen durch die verabreichten Stoffe festzustellen. Nach dem Augenschein und auf Grund der Untersuchung der Organe sowie nach der festgestellten Gewichtszunahme befanden sich alle Tiere in normalem Gesundheitszustand. Das 'Harz hatte also keine Giftwirkung ausgeübt.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde ein gummiartiger Ester aus hydriertem Kolophonium und Glycerin, wie oben beschrieben, mit Paraffinwachs verschmolzen. Das Erzeugnis zeigte nach langer ununterbrochener Erhitzung ebenfalls eine ausgezeichnete Stabilität.

Das Harz wurde wie folgt gewonnen:

Hydriertes Kolophonium . . 90,5%, 98°/oiges Glycerin 9,5 °/o.

Das hydrierte Kolophonium wurde geschmolzen, auf 2io° erhitzt, darauf mit Glycerin versetzt, die Temperatur allmählich auf 270⁰ erhöht und so lange auf dieser gehalten, bis die Säurezahl 12 erreicht war. Dann wurde das Gemisch bei einem Vakuum von 500 mm Hg so lange weiter erhitzt, bis die Säurezahl auf 6 bis 8 gefallen war. Das erhaltene Harz hatte folgende Merkmale:

Schmelzpunkt

(Kapillarröhrenverfahren) . . 54 bis 56⁰,

Farbe (US.-Harz-Normen) . . WW-WG,

Säurezahl 6 bis 8.

Aus diesen Beispielen geht hervor, daß der Ester des polymerisierten Kolophoniums einen bedeutend höheren Schmelzpunkt hat als der Ester des hydrierten Kolophoniums. Daher eignet sich der erstere vornehmlich zur Verarbeitung mit Paraffinwachs, da Überzüge, die hydriertes Kolophonium enthalten, klebriger sind und mehr zum Festsetzen, Kleben und Schmutzanziehen neigen. Es kann aber _gg auch erwünscht sein, ein Gemisch aus den Estern der beiden Kolophoniumarten oder ein Estergemisch durch Veresterung einer Mischung aus polymerisiertem und hydriertem Kolophonium herzustellen.

'Polymerisiertes Kolophonium und hydriertes Kolophonium, jedes für sich mit Paraffinwachs vermischt, erwiesen sich als weniger brauchbar als die veresterten Erzeugnisse. Die Veresterung setzt den Schmelzpunkt herauf und verbessert den Ge- _1Oj ruch des Harzes. Das ist wichtig, wenn die Harze für Hüllen benutzt werden, die mit Nahrungsmitteln in Berührung kommen. Außerdem zeigte sich, daß das polymerisierte Kolophonium in verestertem Zustand eine größere Wärmebeständig- n₀ keit aufwies.

Bei höherem Harzgehalt empfiehlt es sich, der Imprägniermasse einen Weichmacher zuzusetzen, um eine genügende Elastizität zu erzielen. Es wurde gefunden, daß ein Weichmacher aus Olefinkohlenwasserstoffen mit verzweigter Kette von verhältnismäßig hohem Molekulargewicht sich besonders gut für diese Zwecke eignet, da diese sich sowohl mit Harz als auch mit dem Wachs vertragen. Dabei können viskose Polymere verwendet werden, die durch Polymerisation der gewöhnlich gasförmigen Monoolefine, wie Butylen, unter Verwendung von Aluminiumchlorid als Katalysator gewonnen werden, die eine Viskosität von annähernd Saybolt-Sekunden bei 99⁰ haben. Diese Stoffe sind weitgehend indifferent, sie haben eine helle

Farbe und erhalten die Masse lange Zeit hindurch plastisch.

Unter polymerisiertem Kolophonium ist ein handelsübliches Harz zu verstehen, das zur Erhöhung des Molekulargewichts und des Schmelzpunktes sowie zur Verringerung der ungesättigten Eigenschaften des Kolophoniums einem Polymerisationsprozeß unterworfen worden ist, z. B. in Lösung, und unter Verwendung von die Polymerisation fördernden Mitteln, wie Schwefelsäure, Bortrifluorid, wasserfreiem Metallchlorid, wie den wasserfreien Chloriden des Aluminiums, Zinns, Zinks, Titans u. dgl. mittels ultravioletten Strahlen oder anderen polymerisierenden Mitteln.

Unter hydriertem Kolophonium ist ein saures Harz zu verstehen, das aus teilweise oder ganz hydrierten, sauren oder nichtsauren Bestandteilen des Kolophoniums besteht.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat die Masse z. B. folgende Zusammensetzung:

Harz . . .

Wachs . .
Weichmacher

io bis 8o°/o,

2o bis 90 %,

ο bis 20%.

Unter Harzen sind veresterte, polymerisierte Naturharze, wie Kolophonium, hydriertes Kolophonium oder ein Gemisch aus beiden zu verstehen. An Wachsen können natürliche oder synthetische Wachse oder wachsartige Stoffe verwendet werden. Als Weichmacher eignen sich alle Stoffe, die die Elastizität der Erzeugnisse erhöhen.

In der Praxis haben sich folgende Mischungen als brauchbar erwiesen:

a) Glycerinester von polymerisiertem

Kolophonium 80%,

Paraffinwachs 20°/o;

b) Glycerinester von polymerisiertem

Kolophonium 5o°/o,

!Paraffinwachs 45 °/o,

Als Weichmacher: Olefinkohlenwasser-

stoff mit verzweigter Kette . 5 °/o.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Imprägniermasse zum Wasserabstoßendmachen, bestehend aus einem Gemisch eines wachsartigen Stoffes mit einem gummiartigen Ester aus einem mehrwertigen Alkohol und polymerisiertem und bzw. oder hydriertem Kolophonium.

2. Masse nach Anspruch 1, bestehend aus etwa 10 bis 8o°/o Ester und 20 bis 90¹Vo Wachs.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Weichmacher enthält, vorzugsweise einen Olefinkohlenwasserstoff mit verzweigter Kette.