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Verfahren zur Herstellung beständiger konzentrierter wäßriger Emulsionen
Für
viele technische Zwecke, z. B. um Fasergut, wie Gewebe aller Art oder Papier, oder
andere Werkstoffe zu imprägnieren, z. B. fäulnisbeständig oder wasserunempfindlich
zu machen, verwendet man Lösungen oder Emulsionen von Paraffin oder \R:achs!en oder
ähnlichen wasserunlöslichen organischen Stoffen. Die Anwendung von Lösungen erfordert
verhältnismäßig große Mengen von kost spieligen organischen Lösungsmitteln; sie
ist auch in vielen Fällen unzweckmäßig.
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Voraussetzung für die Anwendung wäßriger Emulsionen ist, daß sie
längere Zeit beständig sind, weil es meistens nicht möglich ist, sie sofort nach
ihrer Herstellung in der gewünschten Weise anzuwenden. Die Emulsionen sollen weiterhin
auch möglichst große Mengen der wirksamen Bestandteile enthalten; man kann sie dann
vor der Anwendung auf die jeweils gewünschte Verdünnung einstellen. Zur Herstellung
solcher Emulsionen war man bisher auf die Anwendung von Sclautzkolloiden angewiesen.
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Es wurde nun gefunden, daß man beständige konzentrierte wäßrige Emulsionen
von höhermolekularen emulgierbaren organischen Stoffen auch
ohne
Anwendung von Schutzkolloiden herstellen kann, wenn man die zu emuigierenden Stoffe
in Gegenwart von wasselöslichen oder wasserlöslich gemachten Vertindungen von Metallen,
die amphotere Hydroxyde bilden, höhermolekularen Sulfon- oder Carbonsäuren und Aminen
in Wasser verteilt.
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Als höhermolekulare emulgierbare organische Stoffe seien beispielsweise
flüssige oder feste Kohlenwasserstoffe, wie Mineralöle, Paraffin, Ozokerit, Ceresin
u. dgl., genannt, ferner natürliche oder synthetische Wachse oder wachsartige Ester,
höhermolekulare wasserunlösliche Äther und Ketone, Polymerisate, wie polymerisiertes
Äthylen oder polymerisierte Alkylenoxyde, ferner Polymerisate aus ungesättigten
organischen Verbindungen, wie Acrylsäureestern oder Acrylsäurenitril und ihren Homologen,
polymerisierte Polyalkylenimine und ihre Umsetzungserzeugnisse, weiterhin natürliche
und synthetische Fette und üble. Diese Stoffe werden, gegebenenfalls nach einer
vorhergehenden mechanischen Zerkleinerung oder als Schmelze, zusammen mit einer
wasserlöslichen oder wasserlöslich gemachten Verbindung eines Metalls, das ein amphoteres
Hydroxyd bildet, wie Aluminium, Zirkon, Zink oder Zinn, einer höhermolekularen Sulfonsäure,
z. B. einer alkylierten aromatischen Sulfonsäure, einer Sulfocarbonsäure, wie Sulfostearin-
oder Sulfopalmitinsäure, oder einer Carbonsäure, wie Stearinsäure, Palmitinsäure,
Montansäure, Naphthensäure u. ä., und einem Amin durch Rühren, Schütteln oder eine
entsprechende Behandlung in Wasser verteilt.
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Als Amine kann man die verschiedenartigsten Amine der aliphatischen,
aromatischen, aliphatischaromatischen oder cycloaliphatischen Reihe oder auch heterocyclische
Amine anwenden. Beispiel weise seien die folgenden Amine genannt: Dibutylamin, Butanolamine,
Di- und Triäthanolamin, Octodecylamin, Dicyclohexylamin, Morpholin, Pi peridin und
Chinolin.
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Es gelingt auf diese Weise, befriedigead haltbare Emulsionen mit
hohem Gehalt an den emulgierten Bestandteilen zu gewinnen. Beispielsweise kann man
Emulsionen von flüssigen oder festen aliphatischein Kohlenwasserstoffen oder Wachsen
herstellen, die 30°/o und mehr hiervon enthalten. Der Gehalt solcher, Emulsionen
an nichtwäßrigen Bestandteilen kann bis zu 60°/v und mitunter noch etwas mehr betragen.
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Die so herstellbaren Emulsionen sind u. a. vorzüglich geeignet, um
beliebige Faserstoffe wasserdicht zu imprägnieren, z; B. wenn man eine Emulsion
aus Weichparaffin, Aluminiumhydroxydsol und Stearinsäure oder Montansäure unter
Zusatz etwa von Triäthanolamin oder Dicyclohexylamin herstellt und sie vor der Anwendung
auf die gewünschte Verdünnung einstellt. Sie können auch verschiedenartigen anderen
Zwecken dienen, wofür solche Emulsionen angewandt werden, z. B. als Mauerütherzüge,
Verfestigungsmittel für Bodenbelag oder Strallenbaustoffe. Einige Ausführungsformender
Erfindung werden durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. Die angegebenen
Teile sind Gewichtsteille.
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Beispiel I Zu einer Lösung von 0,5 Teilen Morpholin in 30 Teilen
Wasser wird ein bei 90 bis I00° geschmolzenes Gemisch aus Io,oTeilen gebleichtem
Paraffin vom Schmelzpunkt 52 bis 540 und 3,0 Teilen Montanwachs von Ider Säurezahl
I30 bis I50 und der Verseifungszahl 155 bis I75 bei 60 bis 650 mit einem Kreiselmischer
emulgiert. Dann wird die Emulsion Idurch eine Homogenisierdüse gepreßt und bei 45
bis 500 im Kreiselmisoher mit einer Lösung von 27,0 Teilen eines Gemisches aus Aluminiumoxydhydrat
und Aluminiumoxychlorid (18 O/o. Al2 03, 6 0/o Chlorion) versetzt. Dann werden nochmals
3,0 Teile Morpholin und schließlich 2,5 Teile IoO°/oige Essigsäure zugesetzt. Dann
füllt man die Mischung mit Wasser auf 100 Teile auf, preßt sie wieder durch eine
Homogenisierdüse und läßt Idie Emulsion unter Rühren erlralten. Man kann sie mit
Wasser leicht auf die z. B. zum Wasserdichtmachen von Fasergut übliche Verdünnung
einstellen. Das behandelte Gewebe ist vorzüglich wasserdicht.
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Beispiel 2 Wie in Beispiel 1 beschrieben, wird eine Emulsion hergestellt,
die an Stelle von o;5 Teilen Morpholin I,0 Teil Triäthanolamin enthält. Diese Emulsion
wird im Kreiselmischer mit 27,0 Teilen des in Beispiel I erwähnten, mit I,0 Teil
IooO/oiger Essigsäure versetzten Gemischs von Aluminiumverbindungen verarbeitet.
Die erhaltene dünnflüssige Emulsion ist gut kältebeständig und mit Wasser verdünnbar.
Sie kann nach dem Einstellen auf die gewünschte Verdünnung z. B. zum Wasserdichtmachen
von Vistra- und Mischgewebe dienen. An Stelle des Montanwachses lassen sich auch
alkylierte aromatische Sulfonsäuren, Sulfopalmitinsäure oder höhermolekulare gesättigte,
ungesättigte oder Oxygruppen enthaltende aliphatische Sulfonsäuren anwenden.
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Beispiel 3 In einem Kreiselmischer werden ibei 500 4I,o Teil eines
Gemischs aus Aluminiumoxydhydrat und Aluminiumoxyidchlorild (22 °/o Also, und 8,2
o Chlorion) und 2,0 Teile Triäthanolamin gemischt.
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Dann läßt man bei 60 bis 650 ein bei go0 geschmolzenes Gemisch aus
20,0 Teilen Ceresin, 6,o Teilen des in Beispiel 1 angewandten Montanwachses und
4,0 Teilen Paraffinöl (spezifisches Gewicht 0,86) zulaufen, rührt 25,0 Teile Wasser
ein, homogenisiert die Emulsion und läßt sie unter Ritliren auf 300 abkühlen. Nun
werden noch -I,5 Teile Essigsäure eingerührt. Die fertige Emulsion läßt sich mit
Wasser leicht auf ein zum Behandeln von Fasergut übliches Bad verdünnen.
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Beispiel 4 In einem Kreiselmischer werden bei 400 0,75 Teile Triäthanolamin
und 30,0 Teile Wasser gemischt.
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Bei 60° wird ein bei 90 geschmolzenes Gemisch aus 5,8 Teilen Montanwachs
(Schmelzpunkt 70 bis 800, Säurezahl 15 bis 25, Verseifungszahl I40 bis I80) und
5,4 Teilen Hartparaffin (Schmelzpunkt 52 bis 540) eingerührt. Die Mischung wird
unter Rühren mit 45,0 Teilen Wasser verdünnt und bei 50 bis 600 durch eine Homogenisierdüse
gedrückt.
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Dann läßt man zu einer kleinen Menge der Emulsion unter Rühren bei
500 gleichzeitig die Hauptmenge der Emulsion und 12,0 Teile Zirkonoxychlorid (3IO/o
Zr 0,, 6,5 O/o Chlorion) zulaufen. Die erhaltene dickflüssige Emulsion läßt sich
in beliebiger Weise verdünnen.
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Beispiel 5 Man rührt in einem Kreiselmischer in eine Lösung von 30,0
Teilen Wasser und 5,0 Teilen Chinolinchlorhydrat bei 600 ein bei go0 geschmolzenes
Gemisch aus 8,o Teilen Paraffin (Schmelzpunkt 52 bis 540) und 4,0 Teilen des in
Beispiel I angewandten Montan,vachses ein und verdünnt die Mischung Unter Rühren
mit 30,0 Teilen Wasser. Bei 50 bis 600 wird die Emulsion kurze Zeit homogenisiert.
Darauf wird in dem Kreiselmischer eine kleine Menge Ider Emulsion bei 500 gleichzeitig
mit der Hauptmenge der Emulsion und 20,0Teilen eines Gemisches aus Aluminiumoxydhydrat
und Aluminiumoxychlorid (200/0 Al2 03, 60/0 Chlorion) zugegeben. Beim Abkühlen unter
Rühren gibt man bei 300 I,0 Teil Essigsäure IooO/oig zu. An Stelle von Chinolinchlorbydrat
lassen sich gleich gut Pentaoxybutylaminohexan oder Piperazinchlorhydrat anwenden.
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Beispiel 6 3,0 Teile Zinkacetat werden mit 30,0 Teilen Wasser und
einer Lösung von 3,0 Teilen isopropylnaphthalinsulfonsaurem Natrium in 10,0 Teilen
Wasser sowie 2,0 Teilen Triäthanolamin bei 40 bis 500 im Kreiselmischer verrührt.
Dann wird ein bei go bis IooO geschmolzfenes Gemisch aus 2,0 Teilen Stearinsäure,
2,0 Teilen eines Montanwachses der in Beispiel 1 angewandten Art und 6,o Teilen
Ceresin bei 650 eingerührt. Man erhält so eine beliebig verdünnbare Emulsion.
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An Stelle von isopropylnaphthalinsnlfonsaurem Natrium kann man auch
Alkalisalze aliphatischer höhermolekularer Sulfonsäuren verwenden.