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Verfahren zur Verbesserung von Wachsen, Paraffinen und Mischungen
wachsartiger Stoffe Gegenstand der Erfindung ist eine Mischung von natürlichen oder
künstlichen wachsartigen Stoffen, wie z. B. Paraffinen, Ceresinen, Carnaubawachs,
Candellilawachs, Montanwachs und dessen Umsetzungsprodukten einerseits und einer
monomeren oder polyrneren siliciumorganischen Verbindung, die höhere Alkyl- oder
Acylreste über eine 0-Brücke an Silicium gebunden enthält, wobei die höheren Reste
gegebenenfalls auch Ätherverbindungen enthalten können.
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Die bisherigen Versuche, siliciumorganische Verbindungen, wie z. B.
Siloxane, mit wachsartigen Stoffen zu mischen und dadurch deren Eigenschaften zu
verbessern, führten nicht zum Ziel, da diese mit Wachsen nicht oder nur sehr schwer
mischbar sind.
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Zwar lassen sich die monomeren Silane mit Wachsen im geschmolzenen
Zustand mischen. Sie sind jedoch als Modifizierungsmittel für Wachse nicht geeignet,
da sie schon bei @ gewöhnlicher Temperatur langsam verdampfen.
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Es ist lediglich bekanntgeworden, einem Paraffinwachs o,ooi bis o,o5
°/, eines Dimethylpolysiloxans zuzusetzen, um dadurch eine Verfärbung des Wachses
zu verhindern. Derartige geringe Mengen von Siloxanen haben natürlich auf die sonstigen
Eigenschaften des Wachses keinen nennenswerten Einfluß, und größere Mengen Siloxan
lösen sich nicht in Paraffinwachs.
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Erfindungsgemäß wird nun eine völlige und dauerhafte Mischung von
Wachsen und siliciumorganischen Verbindungen dadurch erreicht, daß man solche kohlenwasserstoffsubstituierten,
insbesondere methyl-und/oder phenylsubstituierten monomeren oder polymeren
siliciumorganischen
Verbindungen verwendet, in die höhere Fett- oder Wachsalkohol- bzw. höhere Fettsäuregruppen
eingeführt worden sind. Man erhält auf diese WeiseNachs-Silicon-Mischungen, die
gegenüber reinen Wachsen oder Wachsmischungen erhebliche Vorzüge aufweisen. Solche
Mischungen ergeben z. B. nach ihrer Verarbeitung auf Polituren, Cremes u. dgl. Filme,
die erheblich bessere Wasserabweisung und besseren und dauerhafteren Glanz zeigen
und daher auch viel seltener der Erneuerung bedürfen als solche, die mit Wachsen
allein erhältlich sind. Außerdem wird durch den Silicongehalt das Sprödewerden des
Wachsfilms verhindert. Schon der Zusatz von wenigen Prozenten der siliciumozganischen.
Verbindung zeigt einen merklichen Einfluß auf die Eigen-. schaften des reinen Wachses.
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Selbstverständlich können die Silicon-Wachs-Mi-: schungen auch in
all den Fällen vorteilhaft verwendet werden, in denen bisher Wachse oder Wachsmischungen
allein, gegebenenfalls mit anderen Stoffen, verwendet wurden, z. B. als Auskleidemassen,
Imprägniermittel, Isoliermittel usw.
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Die neuen Mischungen können auch modifizierende Zusätze der verschiedensten
Art aufweisen, wie Harze; fette Öle, Fettsäuren, Farbstoffe, Weichmacher, Emulgiermittel,
Pigmente usw.
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Die Herstellung von höhere Alkohol- oder Säurereste enthaltenden Siloxanen
kann auf folgende Weise erfolgen Siloxanöle mit beliebigen, durch Kohlenstoff an
Silicium gebundenen Kohlenwasserstoffresten, wie z. B. Alkyl, Aryl, Aralkyl, und
gegebenenfalls auch mit solchen substituierten Resten, die am Silicium mindestens
einmal pro Molekül die Gruppe SiH enthalten, werden mit einem höheren Paraffinalkohol
oder einer höheren Fettsäure umgesetzt. Dabei tritt beim Erhitzen Wasserstoffentwicklung
ein,- und die Gruppe SiH verwandelt sich in die Gruppe SiOR' bzw. Si0 C O R', wobei
R' den höheren Paraffinrest des Alkohols oder der Säure bedeutet. Die Umsetzung
erfolgt zweckmäßig in Gegenwart von Katalysatoren, alkalischen oder sauren Stoffen,
wie z. B. Natriumalkoholat bzw. Zinkchlorid oder Ansolvosäuren.
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Siloxane gleicher Zusammensetzung kann man auch aus niedere Alkoxygruppen,
wie Äthoxyreste, am Silicium enthaltenden Siliconen durch Umätherung mittels höherer
Alkohole, gegebenenfalls in Gegenwart von Katalysatoren, erhalten. _ Anstatt Siloxane,
die über eine 0-Brücke höhere Alkylreste am Silicium enthalten, kann man auch solche
Siloxane verwenden, die die höheren Paraffinreste über eine OCO-Brücke am Silicium
besitzen. Sie können leicht aus Alkoxysiloxanen durch Umsetzung mit höheren Fettsäuren
bei erhöhter Temperatur gewonnen werden.
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Durch die Auswahl des Ausgangssiloxans, das je nach seiner Herstellung
viele oder nur wenige SiH-Gruppen bzw. Alkoxy- oder Acyloxyreste pro Molekül enthalten
kann, und durch die Wahl des Paraffinalkohols oder der Fettsäure kann man die Produkte
in jeder gewünschten Weise modifizieren und so entweder mehr oder weniger hochviskose
ölartige bzw. butterartige oder mehr oder weniger harte Silicone erhalten, die ,mit
Wachsen u. dgl. gut mischbar sind.
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An Stelle von Siloxanen kann man auch andere polymere siliciumorganische
Verbindungen, die höhere Alkohol- oder Säurereste enthalten, als mit Wachsen mischbare
Modifizierungsmittel verwenden, so z. B. Verbindungen, die zwischen den Siliciumatomen
jeweils ein zweiwertiges Radikal, wie - C H2 -, - C,H4 -, enthalten, sogenannte
Silmethylene oder Silphenylene oder Verbindungen, die in ihrem Polymeraufbau gleichzeitig
Siloxan- oder Sihnethylen- bzw. Silphenylenbindungen aufweisen. Auch Polysilane,
bei denen die Siliciumatome aneinander gebunden -sind-können -erfindungsgemäß verwendet
werden. Die Herstellung .solcher polymeren Verbindungen erfolgt nach an sich bekannten
Verfahren, wobei nur bei der Herstellung darauf zu achten ist, daß an den Siliciumatomen
noch Wasserstoffatome oder Alkoxyreste vorhanden sind, die dänn in«der angegebenen
Weise durch höhere Alkohol- oder Säurereste ersetzbar sind.
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Monomere Silane mit höheren Alkohol- oder Säureresten können in einfacher
Weise durch Umsetzung von z. B. Alkoxysilanen mit den entsprechenden höheren Alkoholen
oder Säuren gewonnen werden. Silane mit höheren Alkohol- oder Säureresten können
auch aus monomeren Silanen, die noch Wasserstoff am, Silicium enthalten und
deren restliche Valenzen durch hydrolysierbare und/oder nichthydrolysierbare Reste
abgesättigt sind, nach dem oben beschriebenen Verfahren durch Verwandlung der Gruppe
SiH in die Gruppe Si 0 R' bzw. Si 0 C 0 R' mittels höherer Alkohole oder Säuren
erhalten werden.
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Die Mischung der Wachse und der siliciumorganischen Verbindungen,
die höhermolekulare Alkylreste an Silicium über eine 0- oder eine 0-C 0-Brücke gebunden
enthalten, kann in verschiedener Weise erfolgen. Im einfachsten Fall -werden- die
Si-Verbindungen dem geschmolzenen Wachs zugegeben. Man kann aber auch die Wachse
bereits bei der Herstellung der hochmolekulare Reste enthaltenden Si-Verbindungen
zugegen sein lassen oder sie während der Herstellung zusetzen. Beispiel z 13 g eines
Alkylsiloxanöls, bei dem jedes zweite Si-Atom eine SiH-Gruppe besitzt, werden mit
28 g Cetylalkohol 2 Stunden auf Zoo bis 25o° erhitzt. Es tritt Wasserstoffentwicklung
ein, und es bildet sich eine homogene, weiche Masse, die mit Paraffinöl, Paraffinen
und Wachsen mischbar ist.
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Wird diese Siliconmasse in Mischung mit üblichen Wachsen unter Verwendung
eines Emulgators zu einer Polituremulsion verarbeitet, so erhält man mit dieser
Politur auf lackierten Flächen, Holz, Linoleum u. dgl. hochglänzende und stabile
Filme, deren Wasserabweisung viel besser ist als die von reinen Wachsfilmen. Beispiel
2 Bei gleichem Ansatz wie im Beispiel z wird an Stelle von Cetylalkohol Octadecylalkohol
verwendet, wobei die Umsetzung in Gegenwart einer Spur Natriummethylat erfolgt.
Man erhält wie im Beispiel z eine
weiche Masse, die mit Wachsen
und Paraffinen mischbar ist. Eine Mischung des Silicons mit Wachsen, wie sie für
die Bohnerwachsherstellung verwendet werden, ergibt eine Masse, die, zu Bohnerwachs
verarbeitet, viel länger haltbare Filme ergibt.
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Beispiel 3 Man ,gibt zu 2o g Cetylalkohol in der Wärme eine Spur Natrium
und fügt dann wie im Beispiel 2 ein entsprechendes Siloxanöl zu. Man erwärmt kurze
Zeit auf i5o° und erhält unter Wasserstoffentwicklung eine mit Wachsen und Paraffinen
verträgliche Masse, die als ausgezeichnetes Imprägniermittel für die verschiedensten
Zwecke verwendbar ist. Beispiel 4 Zu einem Alkylsiioxanöl, welches mindestens einmal
pro Molekül die Gruppe SiOC,H5 enthält, gibt man Cetylalkohol und erhitzt, gegebenenfalls
in Gegenwart eines Katalysators, wie Natriumalkoholat, einige Zeit. Es bildet sich
ebenfalls ein in Paraffin und Wachsen lösliches Produkt, das in Mischung mit Wachsen
an Stelle von reinen Wachsen verwendet werden kann. Beispiel 5 Ein Siloxanöl, welches
die Gruppe Si O C 0 C H3 enthält, wird mit Octadecylalkohol erhitzt. Es bildet sich
eine feste Masse, die mit Wachsen mischbar ist und für beliebige Zwecke, vorteilhaft
an Stelle von reinen Wachsen, verwendet werden kann. Beispiel 6 30 g Cetylalkohol
werden geschmolzen und in einem Kolben mit RückfluBkühler mit i5 g Trimethylbutoxysilan
versetzt. Die Mischung wird 3 Stunden zum Sieden erhitzt und dann mit Hilfe einer
kleinen Kolonne das durch Umesterung entstandene Butanol langsam abdestilliert.
Nach weiterem 2stündigem Erhitzen unter Rückfiuß wird auf die gleiche Art abdestilliert.
Das so erhaltene Produkt läBt sich mit Paraffin in geschmolzenem Zustand mischen.
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Beispiel 7 319 einer Wachskombination, hergestellt aus 8 g
Fettalkohol C 18 und 23g Methylsiliconöl, in welchem durchschnittlich jedes elfte
Siliciumatom ein H-Atom direkt gebunden enthält, werden mit 31 g braunem Hartwachs
zusammengeschmolzen und ganz langsam abgekühlt. Es entsteht eine homogene, wachsartige,
braune Masse, die einen beständigeren Wachsfilm liefert als das braune Hartwachs
allein. Beispiel 8 Man gibt zu 2o g eines OH-Gruppen-haltigen Polyäthylenoxyds in
der Wärme etwas Na-Alkoholat zu und setzt, wie im Beispiel i und 2, ein Methylsiloxanöl
zu. Man erwärmt kurze Zeit auf 15o° und erhält unter Wasserstoffentwicklung eine
butterartige Masse, die sich mit Wachsen aller Art beim Erwärmen mischt. Mit einer
solchen Mischung erhält man z. B. Filme, die verbesserte mechanische und chemische
Eigenschaften aufweisen.