DE917729C - Emulgatoren fuer gemischtartige Emulsionen - Google Patents

Description

• Emulgatoren für gemischtartige Emulsionen An vielen Stellen der Technik werden Emulsionen verwendet, beispielsweise zur Herstellung von Bohnermassen und Schuhpflegemitteln, ferner in der pharmazeutischen Industrie und in der Kosmetik zur Herstellung von Hautpflegemitteln.
• Nehen Wasser enthalten diese Emulsionen die verschiedenartigsten Bestandteile fester und flüssiger Art, wie z. B. Paraffine, Paraffinoxydationsprodukte, Wachse, Ozokerit, Mineralöle, Schwerbenzini, Glycerin, Medikamente usw. Außerdem ist in den Emulsionen stets noch ein Emulgator vorhanden, der die innige und stabile Verbindung des Wassers mit den übrigen Bestandteilen bewirkt.
• Man unterscheidet zwei verschiedene Emulsionsformen, und zwar Wasser-in-Ol-Emulsionen und Ol-in-Wasser-Emulsionen. Bei den letzteren bildet das Wasser die äußere und das Öl die innere Phase, während bei den Wasser-in-Ol-Emulsionen das Öl die äußere und das Wasser die innere Phase darstellt. Der jeweils zu erhaltende Emulsionstyp ist von der Art des bei der Emulgierung verwendeten Emulgators abhängig. Im allgemeinen kann man mit einem bestimmten Emulgator nur immer eine hestimmte Emulsionsart erzeugen. Mit Wollfettalkoholen erhält man beispielsweise stets Wasserin-Öl-Emulsionen, auch mit Seifen zwei- oder dreiwertiger Kationen, z. B. Ca, Mg, Al, Fe, ergibt sich der gleiche Emulsionstyp. Mit Alkaliseifen werden hingegen Öl-in-Wasser-Emulsionen erhalten.
• Es wurde gefunden, daß man gemischtartige Emulsionen von guter Beschaffenheit erhält, wenn man als Emulgatoren Oxydationsprodukte von Paraffinkohlenwasserstoffen verwendet, die durch Behandlung mit nitrosen Gasen in Anwesenheit von Schwefelsäure oder Nitrosylschwefelsäure oder mit Bichromaten und Schwefelsäure gewonnen und durch Behandlung mit praktisch wasserfreien, stark alkalisch wirkenden Mitteln, wie wasserfreien Alkalicarbonaten, trockenem Ammoniakgas oder organischen Aminen, vorzugsweise Triäthanolamin, bei erhöhter Temperatur, zweckmäßig nicht über I00° C, ganz oder teilweise versteift wurden. Die in den nachfolgenden Beispielen verwendeten Paraffinoxydationsprodukte sind, wenn nicht anders erwähnt, mit Bichromat und Schwefelsäure hergestellt.
• Enthält die herzustellende Emulsion neben Wasser in größerem Umfang eine bei normaler Temperatur flüssige Ölkomponente, so löst sich ein Teil des Emulgators in Wasser und der andere Teil im gleichzeitig vorhandenen Ö1. Bei der Emulgierung erhält man sodann Mischemulsionen, welche heide Emulsionstypen nebeneinander aufweisen. Je nach dem zwischen der wäßrigen und öligen Phase bestehenden Mengenverhältnis herrscht in der fertigen Emulsion der Wasser-in-C)1-Typ oder der ÖI-in-Wasser-Typ vor. Als Grenzfall tritt eine fast reine ÖI-in-Wasser-Emulsion auf, wenn in der Mischung keine bei Zimmertemperatur flüssigen Öle, sondern nur feste Wachskomponenten vorliegen.
• Bei der Emulgierung kann man den auftretenden Emulsionstyp in zweifacher Weise verändern, und zwar entweder durch die Zusammensetzung der Wachskomponente oder durch den Verseifungsgrad des Emulgators. Besteht der Emulgator aus vollverseiften Fettsäuren, so erhält man vorwiegend flüssige Emulsionen.
• Die in Frage kommenden vollverseiften Fettsäuren werden dadurch hergestellt, daß man anverseifte oder rohe Oxydationsprodukte mit hochkonzentrierter Alkalilauge im Überschuß behandelt, wobei die Verseifungstemperatur so hoch liegen muß, zweckmäßig bei Ioo bis I2OC C, daß die Hauptmenge des vorhandenen Wassers verdampft.
• In diesem Fall ist die Wirkung des vorhandenen Alkalis so stark, daß auch bei Gegenwart von unter normalen Bedingungen flüssigen Ölen fast keine Wasser-in-Öl-Emulsionen, sondern praktisch ausschließlich nur solche vom Öl-in-Wasser-Typus entstehen.
• Von den technisch bisher verwendeten Emulsionsarten, die stets nur den einen oder den anderen Typ enthielten, da die benutzten Emulgatoren entweder nur wasser- oder nur öllöslich waren, unterscheiden sich die erfindungsgemäß hergestellten Emulsionen grundsätzlich, da sie infolge der gleichzeitig vorhandenen Wasser- und Öllöslichkeit des Emulgators einem Mischtyp entsprechen. So haben z. B. erfindungsgemäß gewonnene gemischt verseifte Emulsionen, die neben 30 Teilen Wachskomponente beispielsweise 35 Teile Wasser und 35 Teile Testbenzin enthalten, zwar äußerlich das Aussehen von Wasser-in-t)1-Emulsionen, doch läßt sich das gleichzeitige Vorhandensein von Cil-in-Wasser-Emulsion durch die Anfärbbarkeit mit wasserlöslichen Farbstoffen leicht nachweisen.
• Aus den nachstehenden Ausführungsbeispielen sind weitere Einzelheiten ersichtlich.
• Ausführungs beispielI Man erwärmte I50 kg eines Paraffinoxydationsproduktes, das aus einem bei 910 C erstarrenden Kohlenoxydhydrierungsparaffin gewonnen war, auf 1000 C und trug in die Schmelze langsam 6,5 kg wasserfreie Pottasche ein. Nach weiterer Durcharbeitung wurde die Mischung zur Abkühlung gebracht. Von der dabei erhaltenen Masse (Emulsionswachs) wurden I50 kg zusammen mit 30 kg eines plastischen Hartparaffins, 70 kg eines Paraffins der katalytischen Kohlenoxydhydrierung (Stockpunkt 500 C) und 50 kg Hartparaffin (Stockpunkt 910 C) bei 950 C zusammengeschmolzen. In die Schmelze rührte man insgesamt 700 kg Wasser ein.
• Nach der Abkühlung erhielt man eine feste Emulsion von außerordentlicher Beständigkeit, deren äußere Phase vorwiegend aus Wasser bestand. Sie ließ sich mit wasserlöslichen Farbstoffen leicht und auffallend wirkungsvoll anfärben.
• Ausführungsbeispiel 2 Es wurden 100 kg des im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten, teilweise verseiften Paraffinoxydationsproduktes (Emulsionswachs) mit 50 kg anoxydiertem Hartparaffin, 30 kg eines plastischen Hartparaffins, 50 kg eines hochschmelzenden Hartparaffins (Erstarrungspunkt am rot. Therm. 9I°) und 100 kg eines Paraffins der katalytischen Kohlenoxydhydrierung (Stockpunkt 500 C) bei 950 C zusammengeschmolzen. Die erhaltene Schmelze versetzte man unter lebhaftem Rühren mit 340 kg Testbenzin (Siedegrenze I50 bis 200°l C) und mit 330 kg Wasser. Hierbei konnten, soweit erwünscht, sowohl öllösliche als auch wasserlösliche Farbstoffe eingearbeitet werden. Die erstarrte Masse, die vorwiegend den Wasser-in-Öl-Typ darstellte, zeigte eine gute Beständigkeit und Lagerfähigkeit und war in hervorragender Weise als Schuhcreme oder Fußbodenpflegemittel geeignet.
• Ausführungsbeispiel 3 Mit Hilfe des im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Emulsionswachses kann man unter Zufügung von Paraffin, organischen Lösungsmitteln und Wasser gemischtartige Emulsionen aufbauen, bei denen als äußere Phase je nach der Zusammensetzung sowohl 01 und/oder Wasser vorliegen können, wie nachfolgende Ansätze beweisen: a) Es wurden 10 kg Emulsionswachs (vgl. Beispiel I), 5 kg anoxydiertes Hartparaffin (Neutralisationszahl 88), 5 kg synthetisches Paraffin (Stockpunkt 520 C) und Iokg eines synthetischen Paraffins (Stockpunkt 9I C) bei go bis IooO C zusammengeschmolzen und mit 70 kg Wasser emulgiert. Bei der Erstarrung erhielt man eine Emulsion, welche als äußere Phase vorwiegend Wasser aufwies. b) Es wurden 10 kg des bereits wiederholt erwähnten Emulsionswachses mit 5 kg anoxydiertem Hartparaffin und 15 kg synthetischem Paraffinöl bei 80 bis go° C zusammengeschmolzen, worauf man in die Wachsschmelze 70 kg Wasser einrührte.
• Bei der Erstarrung ergab sich eine Mischemulsion, deren äußere Phase vorwiegend aus C)1 bestand. c) Es wurden 10 kg des erwähnten Emulsionswachses mit 5 kg anoxydiertem Hartparaffin und I5 kg einer bei der katalytischen Kohlenoxydhydrierung gewonnene Heptanfraktion bei etwa 800 C zusammengeschmolzen und in die Mischung 70 kg Wasser eingerührt. Nach der Erstarrung erhielt man eine plastische Emulsion, deren äußere Phase sowohl aus Wasser als auch aus Öl bestand.
• Ausführungsbeispiel 4 Man erwärmte 10 kg eines Paraffinoxydationsproduktes, das aus einem bei 520 C erstarrenden Paraffin der katalytischen Kohlenoxydhydrierung gewonnen war, auf 80 bis go0 C und trug in die Schmelze unter guter Durchrührung langsam 0,42 kg pulverisiertes wasserfreies Kaliumcarbonat ein. Nach weiterer guter Durchmischung ließ man die Masse erstarren. Von dem hierbei entstandenen Emulsionswachs wurden 10 kg mit 4 kg eines Hartparaffinoxydationsproduktes (Stockpunkt 480 C), 10 kg Paraffinöl, 2,5 kg Vaseline und 2,5 kg eines synthetisch gewonnenen Wachsesters auf Glykolbasis bei 80 bis goO'C zusammengeschmolzen In die erhaltene Schmelze rührte man 65 kg destilliertes Wasser und 5 kg Glycerin ein. Der fertigen Emulsion wurde außerdem noch I kg Riechstoffe zugesetzt. Sie eignete sich in hervorragender Weise als Hautpflegemittel und stellte eine Mischemulsion dar, deren äußere Phase vorwiegend aus Öl bestand.
• Ihr Hauteindringungsvermögen und ihre Kühlwirkung waren besonders gut.
• Ausführungsbeispiel 5 Man verseifte 30 kg eines Oxydationsproduktes von katalytischem Kohlenoxydhydrierungsparaffln (Paraffinstockpunkt 510 C, Neutralisationszahl 52), das durch Oxydation mit Nitrosylschwefelsäure und Nitrose gewonnen war, zu goO/o mit Triäthanolamin. Die erhaltene Wachsmischung wurde auf go° C erwärmt und darauf bei guter Durchrührung 970 kg Wasser zugesetzt, das vorher bis auf annähernd I00° C erhitzt war. Während der Durchmischung ließ man die Emulsion abkühlen und erhielt dabei eine dünnflüssige, außerordentlich haltbare Mischung, die zu verschiedenen Zwecken brauchbar war.
• Ausführungsbeispiel 6 Man verseifte 300 kg eines Oxydationsproduktes (Neutralisationszahl Io7), das in an sich bekannter Weise durch teilweise Oxydation eines Hartparaffins der katalytischen Kohlenoxydhydrierung (Stockpunkt 910 C) gewonnen war, unter Zusatz von 32 kg Kaliumhydroxyd in 15 1 Wasser bei etwa IOO° C.
• Darauf wurden 700 kg eines Schmieröls (Viskosität 2,50 E/5o0 C) und 500 kg einer 50/oigen Kaliumhydroxydlösung bei 80 bis go0 C zugesetzt und gut vermischt. Es ergab sich eine feste, glatte Paste, die in hervorragender Weise als Bohrpaste geeignet war und sich beispielsweise im Verhältnis I: IO mit kaltem oder heißem Wasser vermischen ließ, ohne daß auch nach längerer Zeit eine Entmischung eintrat.
• Ausführungsl>eispiel 7 Man schmolz 2 kg eines anoxydierten Hartparaffins (Neutralisationszahl 107), das noch etwa 35 bis 400/0 Unverseifbares (Stockpunkt 910 C) enthielt, und erwärmte die Schmelze auf IOO° C. Sodann wurden unter guter Durchmischung I3,2 kg feinstgepulvertes wasserfreies Kaliumcarbonat langsam in die Schmelze eingetragen. Das so hergestellte Emulsionswachs wurde bei einer Temperatur von etwa IOO° C mit einer Lösung von 8,6 kg Kaliumhydroxyd in 20 kg Wasser behandelt, wobei der größte Teil des angewandten Wassers verdampfte.
• Der Schmelze wurden unter guter Durchmischung I800 kg enthärtetes Wasser allmählich hinzugefügt und die entstandene Emulsion bis zu einer Temperatur von 200 C heruntergerührt. Die entstandene flüssige Paraffinemulsion, die einen PH Wert von 7,5 aufwies, zeigte eine außerordentlich gute Beständigkeit. Ihre äußere Phase bestand fast ausschließlich aus Wasser.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Die Verwendung der aus Paraffinen durch Oxydation mit nitrosen Gasen in Anwesenheit von Schwefelsäure oder Nitrosylschwefelsäure oder mit Bichromaten und Schwefelsäure gewonnenen und durch Behandlung mit praktisch wasserfreien, stark alkalisch wirkenden Mitteln, wie wasserfreien Alkalicarbonaten, trockenem Ammoniakgas oder organischen Aminen, vorzugsweise Triäthanolamin, bei erhöhter Temperatur, zweckmäßig nicht über IOO° C, ganz oder teilweise verseiften Produkte als Emulgatoren flir gemischtartige Emulsionen.