DEP0036115DA - Verfahren zur Herstellung von Kondensations- und bzw. oder Polymerisationsprodukten aus synthetischen Fettsäuren und Acetylen - Google Patents

Description

Bei der Oxydation von Paraffinkohlenwasserstoffen entstehen verschiedene Fraktionen, für die noch Anwendungen gesucht werden; vgl. Dr. L. Mannes, Über die Nebenprodukte der Paraffinoxydation, in "Die Chemie" 57, 6 (1944). Insbesondere ist dies der Fall mit den niedrigeren Fraktionen, wie die Vorlauffettsäuren, die 5-10 Kohlenstoffatome enthalten. Wegen des gesättigten Charakters dieser Fettsäuren ist es nicht möglich, daraus direkt makromolekulare Stoffe für die Kunststofffarbrikation herzustellen.

Nur durch eingreifende chemische Reaktionen, so wie Chlorieren und darauffolgendes Abspalten von Salzsäure, kann man doppelte Bindungen einführen. Soweit bekannt, finden derartige Verfahren bisher noch keine Anwendung.

Aus der deutschen Patentschrift 588 352 ist bekannt, Acetylen auf sich in der flüssigen Phase befindende Fettsäuren mit mehr als 4 Kohlenstoffatomen im Molekül oder auf Gemische derartiger Fettsäuren, unter denen ein durch Oxydation von Paraffin enthaltenes Fettsäuregemisch, das Säuren mit 8-12 Kohlenstoffatomen enthält, genannt wird, einwirken zu lassen. Die Reaktion wird ausgeführt in Anwesenheit der Zink- oder Kadmiumsalze organischer Säuren als Katalysator und vorzugsweise unter Druck. Es entstehen Vinylester der verwendeten Fettsäuren. Diese lassen sich auf die für Vinylester der niedrigeren Fettsäuren bekannte Weise polymerisieren. Mann kann aber auch die Herstellung der Vinylester und deren Polymerisation in einem Verfahren ausführen durch Verlängerung der Reaktionsdauer oder dadurch, dass man nach Beendigung der Reaktion die Erhitzung noch fortsetzt.

Die Polymerisate sollten je nach dem Ausgangsmaterial mehr oder weniger feste, zum Teil wachsartige Massen oder insbesondere bei Anwendung von ungesättigten Fettsäuren, sehr viskose, standölartige Flüssigkeiten sein. Die aus den Vinylestern von ungesättigten Säuren hergestellten Polymerisate sollten trocknende Eigenschaften besitzen, insbesondere in Gegenwart von Trockenstoffen. Beim Nacharbeiten der Angaben dieser Patentschrift ergab sich, dass die Polymerisationsprodukte im allgemeinen gelatiniert waren; sie sind in fetten Oelen nicht löslich, so dass sie für technische Anwendungen nicht oder kaum in Frage kommen.

Es wurde nun gefunden, dass man Produkte, die für verschiedene technische Zwecke ausserordentlich brauchbar sind, erhalten kann, wenn man Acetylen bei erhöhter Temperatur und in Gegenwart einer Zink- oder Kadmiumverbindung als Katalysator mit synthetischen Fettsäuren oder Gemischen von Fettsäuren in Anwesenheit eines fetten Oeles reagieren lässt. Es kann von Nutzen sein, z.B. zur Entfernung des Katalysators nach der Reaktion dem Gemisch ein Lösungsmittel, wie Lackbenzin,beizufügen. Statt Acetylen kann man auch Acetylen enthaltende Gase anwenden.

Bei dieser Reaktion erhält man flüssige Produkte, die polymerisierbar sind oder die, je nach der Temperatur und der Dauer der Reaktion, schon in mehr oder weniger grossem Umfange polymerisiert sind.

Überraschend ist, dass man infolge der Anwesenheit der fetten Öle die Art und damit die Eigenschaften der Endprodukte weitgehend beherrscht. Dies gilt insbesondere für den Grad der Ungesättigtheit der Produkte. So kann man z.B. die Geschwindigkeit des Trocknens der Produkte an der Luft innerhalb weiter Grenzen regeln. Ausserdem ergab sich, dass die Produkte nach dem Trocknen ausserordentlich wasserfest sind. Eine wichtige

Eigenschaft der nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen neuen Produkte ist noch, dass sie eine grosse Menge Pigment aufnehmen können und doch noch ziemlich gut, auch oft sogar sehr gut fliessen.

Man hat also mittels der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit geschaffen, neue Produkte zu erhalten, deren wichtigste Eigenschaften, z.B. die Trockengeschwindigkeit, die Viskosität, die Fähigkeit, Pigmente aufzunehmen, und die Wasserfestigkeit des getrockneten Filmes regelbar sind. Die Wahl der Fettsäure und der fetten Oele, das Verhältnis der Komponenten, die Temperatur und gegebenenfalls der Druck beeinflussen diese Eigenschaften. So wird das Endprodukt umso viscoser, je höher man die Temperatur bei der Reaktion wählt.

Verwendet man z.B. Leinöl als fettes Oel, so kann man standölartige Produkte erhalten, die in dünnen Schichten gut an der Luft trocknen, trockene Farbstoffe sehr leicht befeuchten, mit Pigment ungerührt vortrefflich fliessen und mit hohem Glanz trocknen, auch noch bei sehr hohem Pigmentgehalt. Es ist überraschend, dass diese Eigenschaften bedeutend günstiger sind als die von Leinölfarben.

Bei anderen Endprodukten, die weniger stark ungesättigt sind und deshalb viel weniger stark lufttrocknen, treten z.B. mehr die weichmachenden Eigenschaften in den Vordergrund. Die Erfindung ist darum nicht beschränkt auf die Herstellung von Produkten mit bestimmten Eigenschaften.

Bei dem geschilderten Verfahren kann man unter Druck arbeiten, doch dies ist nicht notwendig. Es ist überraschend, dass man auch bei normalem oder nur etwa erhöhtem Druck (z.B. nur soweit erhöhtem Druck, als nötig ist, um das Acetylen durch die Flüssigkeit hindurchperlen zu lassen) vortreffliche Produkte erhält, bei denen man die obengenannte Möglichkeit zum Regeln der Eigenschaften hat. Nach der vorzugsweise angewandten Ausführungsform lässt man also Acetylen bei ungefähr atmosphä- rischem Druck und in Anwesenheit einer Zink- oder Kadmiumverbindung als Katalysator auf ein Gemisch von einer synthetischen Fettsäure oder Gemische synthetischer Fettsäuren und ein fettes Oel wirken. Das Arbeiten bei ungefähr atmosphärischem Druck ist nicht nur einfacher als die Arbeit unter Druck, sondern man vermeidet auch beim erstgenannten Verfahren die Explosionsgefahr, die immer auftritt, wenn man Acetylen unter Druck setzt.

Die Temperatur, bei der man die Reaktion stattfinden lässt, hängt selbstverständlich ab von den Eigenschaften, die man dem Endprodukt erteilten will, wie oben schon erwähnt. Wendet man ungefähr atmosphärischen Druck an, so liegt diese Temperatur im allgemeinen zwischen 150 und 250°. Unter 150° verläuft die Reaktion meistens für technische Zwecke zu träge. Ueber 250° findet schon eine bemerkliche Spaltung der gebildeten Produkte statt. Wenn man unter Druck arbeitet, kann die Temperatur ein wenig niedriger sein.

Beispiel1:

75 Gewichtsteile Vorlauffettsäure mit Säuren mit 5-10 Kohlenstoffatomen im Molekül, 25 Gewichtsteile Leinöl und 3 Gewichtsteile Zinkoxyd werden 30 Stunden hindurch unter Einleiten von Acetylen bei atmosphärischem Druck am Rückflusskühler auf 210° erhitzt. Man erhält ein klares, viskoses Oel mit einer Säurezahl von ungefähr 15.

Nach Zusatz von Trocknungsmitteln trocknet dieses Oel in dünnen Schichten an der Luft innerhalb 24 Stunden, und man erhält einen nicht klebende, elastischen Film, der gut wasserfest ist.

Beispiel 2:

50 Gewichtsteile Nachlauffettsäure mit Fettsäuren mit 20-28 Kohlenstoffatomen im Molekül, 50 Gewichtsteile Sojaöl, 25 Gewichtsteile Lackbenzin und 1,5 Gewichtsteil Kadmiumacetat werden bei atmosphärischem Druck unter Durchleiten von Acetylen am Rückflusskühler zuerst 20 Stunden hindurch auf 200° erhitzt und danach 4 Stunden hindurch auf 225°.

Man erhält ein etwa trübes, viskoses, gut fliessendes Oel mit ungefähr denselben Eigenschaften wie des Oels nach Beispiel 1.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Kondensations- und bzw. oder Polymerisationsprodukten aus synthetischen Fettsäuren durch Einwirkung von Acetylen mit Hilfe einer Kadmium- oder Zinkverbindung als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetylen bei erhöhter Temperatur mit einem Gemisch, das eine synthetische Fettsäure und ein fettes Oel enthält, in Reaktion bringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei ungefähr atmosphärischem Druck und einer Temperatur zwischen 150 und 250° durchführt.