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Verfahren zur Herstellung wäßriger Emulsionen filmbildender Stoffe
Es -,wurde gefunden, daß man zu technisch wertvollen wiißrigen Emulsionen filmbildender
Stoffe gelangt, weine man filmbildende Stoffe in organischen Lösungsmitteln löst
und die Lösungen mit Hilfe von Aminogruppen enthaltenden Polvsacchariden, wie Chitosan
oder Chondroitin in Gegenwart flüchtiger organischer oder anorganischer Säuren in
`-Wasser emulgiert. Man erhält auf diesem Wege stabile wäßrige Emulsionen, aus denen
sich der filmbildende Stoff beim Trocknen mit dem Chitosan usw. abscheidet, das
selbst filnibildend ist. Durch den Trockenprozeß werden die flüchtigen Säuren entfernt,
so daß das Chitosan in Verbindung mit dem filmbildenden Grundstoff in Gestalt eines
wasserunlöslichen, wasch- und alkali-Festen Films zurückbleibt. Man kann diese Emulsionen
zur Herstellung von Imprägnierungen, überzügen, Anstrichen, Filmen, Folien usw.,
verwenden.
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Man hat bereits versucht, auf dein Gebiet der itrocelluloselacke ähnliche
wäßrige Emulsionen herzustellen, indem man bekannte oberflächenaktive Mittel, wie
beispielsweise Seifen, Fettalkoholsulfonate, Türkischrotöl, als Emulgatoren verwendete.
Weiterhin
hat man auch schon für die gleichen Zwecke Gelatine, Kasein und Methylcellulose
als Emulgatoren vorgeschlagen oder auch diese Mittel mit den vorgenannten Mitteln
kombiniert. Aus diesen Emulsionslacken gebildete Überzüge, Filme usw. besitzen im
Gegensatz zu den Imprägnierungen, Überzügen oder Filmen, die man mit den Emulsionen
gemäß vorliegendem Verfahren erhält, den Nachteil, daß sie nicht wasserbeständig
sind. Entweder werden sie von den Oberflächen bzw. Substraten in Gegenwart von Wasser
sofort wieder herunteremulgiert, oder sie sind leicht quellbar und werden mit der
Zeit ebenfalls vom Wasser angegriffen und abgelöst.
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Als filmbildende Stoffe kommen für das vorliegende Verfahren vornehmlich
Celluloseester, insbesondere Nitrocellulose oder auch Acetyl- oder Formylcellulose
in Betracht, daneben Celluloseäther, wie Benzylcellulose, Äthylcellulose usw. Ferner
kann man bekannte, in organischen Lösungsmitteln lösliche filmbildende Kunstharze,
Guttapercha usw. verwenden.
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Als Lösungsmittel kommen für dieses Verfahren alle bekannten Celluloseester-
bzw. -ätherlösungsmittel sowie Kunstharzlösungsmittel in Betracht daneben die üblichen
Verdünnungs- und Verschnittmittel.
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Das Chitosan, welches bekanntlich ein teilweise entacetyliertes Chitin
darstellt, und das Chondroitin können unter Umständen auch in Form ihrer Derivate
verwendet werden, wie beispielsweise in Form ihrer Salpetersäureester.
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Die flüchtigen Säuren, welche man zur überführung der Aminopolysaccharide
in wäßriger Lösung verwendet, können organischer oder anorganischer Natur sein.
In erster Linie kommen dafür niedrigmolekulare Fettsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure,
Propionsäure, Buttersäure, in Betracht, daneben flüchtige anorganische Säuren, wie
z. B. Salzsäure.
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Nachstehend soll die vorliegende Erfindung am Beispiel der wäßrigen
Nitrocelluloseemulsionen näher erläutert werden. 5o Gewichtsteile einer Nitrocelluloselacklösung,
die etwa 3o bis 6o % flüchtige organische Lösungs- und Verdünnungsmittel enthält,
werden am besten unter mechanischer Homogenisierung mit o,i bis i Gewichtsteilen
Chitosan gemischt, das unter Zusatz von o,5 bis 3 Gewichtsteilen einer flüchtigen
organischen Säure, wie z. B. Ameisensäure oder Essigsäure, in etwa 5o Gewichtsteilen
Wasser gelöst ist. Die Wassermenge kann je nach dem Verwendungszweck der Emulsion
variiert werden. Es empfiehlt sich, das Chitosan mit einem Teil des Wassers und
der gesamten Säuremenge vorher zu lösen und mit dem Rest des Wassers diese Stammlösung
zu verdünnen.
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Je nach der angewandten Menge Chitosan erhält man zähflüssige Emulsionen
vom Typ Wasser-in-Lack oder weniger zähflüssige vom Typ Lack-in-Wasser. Geringere
Mengen Chitosan bedingen vorzugsweise Emulsionen vom Typ Lack-in-Wasser, mit größeren
Mengen Chitosan Umkehr der Emulsion. Die Emulsionen vom Typ Lack-in-Wasser sind
praktisch unbeschränkt mit Wasser weiter verdünnbar, bei dem umgekehrten Typ ist
die Verdünnbarkeit mit Wasser nur eine beschränkte. Unter Lack wird hier die Lösung
der filmbildenden Stoffe in organischen Lösungsmitteln verstanden.
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Die Emulsionen können mit Weichmachern, Pigmenten und sonstigen üblichen
Zusätzen für Imprägnierungen, Überzüge, Filme usw. versetzt werden. Die Mitverwendung
kleiner Mengen von Kationseife ist möglich, jedoch vermindern Zusätze von mehr als
0,5 % in der Emulsion die Wasserfestigkeit. Anionseifen wirken dagegen fällend und
zerstören die Emulsion schon bei geringen Zusätzen. Beispiel i 5o Gewichtsteile
einer Nitrocelluloselösung, bestehend; aus 20% Nitrocellulosewolle der Eigenviskosität
400, trocken, 20% Phthalsäureester der Vorlaufalkohole C7-C9 als Weichmacher, 150/0
Cyclohexanonharz, 15% Xylol und 30% Butylacetat, werden langsam in einer Lösung
von o,625 Gewichtsteilen Chitosan und o,625 Gewichtsteilen Eisessig in 48,75 Gewichtsteilen
Wasser eingerührt. Es tritt sofort eine gute Emulgierung der Nitrocelluloselösung
ein. Nach dem Homogenisieren erhält man eine stabile Emulsion vom Typ Lack-in-Wasser,
die sich insbesondere für Spritzlackierung eignet. Es ist auch möglich, Pigmente
in die Emulsion einzuarbeiten. Der nach dem Trocknen erzielte Lacküberzug ist waschfest
und festhaftend. Beispiel e Man verwendet 42,3 Gewichtsteile der in Beispiel i beschriebenen
Nitrocelluloselösung, die man finit 0,5 Gewichtsteilen Chitosan, gelöst in
0,5 Gewichtsteilen Essigsäure und 56,7 Gewichtsteilen Wasser, emulgiert.
Man erhält eine stabile Emulsion, die für Anstrich- und Imprägnierungszw-ecke geeignet
ist. Beispiel 3 6o Gewichtsteile einer Lacklösung, enthaltend 30% Nitrocellulosewolle
von der Eigenviskosität 400, trocken, 30010 Phthalsäureester der Vorlaufalkohole
C7-C0, 30% Butylacetat und io % Xylol, werden langsam in einer Lösung von o,625
Gewichtsteilen Chitosan und o,625 Gewichtsteilen Essigsäure in 38,75 Gewichtsteilen
Wasser eingerührt. Nach dem Homogenisieren ist die Emulsion stabil und eignet sich
für Lackierung von saugenden und nichtsaugenden Oberflächen. Bei spiel 4 Eine Lösung
von 20 % Nitrocellulosewolle der Eigenviskosität 400, 30 0/0 eines Kondensationsharzes
aus mehrwertigen Carbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen, 30 % Butylacetat und 20
0/0 Kylol wird wie in Beispiel 3 emulgiert. Man erhält eine Emulsion, die auf Holz
gut verstreichbar ist
und einen haltbaren Anstrich liefert. Die
Emulsion kann mit w'asser verdünnt werden.
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13eisl)iel j In der glcichen Weise, wie in Beispiel 3 be-
schrieben,
verarbeitet inan folgende Nitrocelluloselösung zur wäßrigen Emulsion: 40% NitrocelluloseNvolle
der Eigenviskosität 400,40 °/o Butylacetat, 2o °/o \vlol. .11ai) erhält auch mit
dieser sehr viskosen Lösung eine gut streichbare Eintilsion vom "Typ Lack-in-Wasser,
die noch pigmentiert und auch beliebig mit Wasser verdünnt werden kann.