DE1163309B - Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxes - Google Patents
Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxesInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung ionogen emulgierbarer Selbstglanzwachse Es sind zahlreiche Wachse bekannt, die mit Hilfe ionogener Emulgatoren zur Herstellung von Selbstglanzemulsionen verwendet werden können, z. B. Wachsester auf Rohmontanwachsbasis, Oxydate von Polyolefinen, mikrokristallinen Wachsen, synthetischen Paraffinen, Carnaubawachs und Gemische der genannten Wachse.Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxes Numerous waxes are known which can be produced with the aid of ionic emulsifiers can be used by self-gloss emulsions, e.g. B. wax esters based on raw montan wax, Oxydates of polyolefins, microcrystalline waxes, synthetic paraffins, carnauba wax and mixtures of said waxes.
Als ionogene Emulgatoren kommen hierbei Umsetzungsprodukte von Fettsäuren, wie z. B. Ölsäure u. ä. mit alkalischen Reagenzien, z. B. mit Aminen wie Morpholin, Aminomethylpropanol, Mono-, Di- und Triäthanolamin und andere alkyl- und alkoxysubstituierten Amine, bzw. mit Natriumborat, Alkalihydroxyden oder -carbonaten zur Verwendung. Die auf diesem Wege gewonnenen Emulgatoren sind von weicher Konsistenz und beeinträchtigen daher die Härte der Wachsfilme der mit ihrer Hilfe hergestellten Emulsionen, zumal die Umsetzung der genannten Fettsäuren mit den alkalisch reagierenden Verbindungen nicht vollständig verläuft und somit noch freie Reaktionsteilnehmer zur Erweichung der Selbstglanzfilme beitragen. Die mangelnde Härte der Filme begünstigt in unerwünschter Weise die Schmutzaufnahme.The ionogenic emulsifiers used here are conversion products of fatty acids, such as B. oleic acid and the like with alkaline reagents, e.g. B. with amines such as morpholine, Aminomethylpropanol, mono-, di- and triethanolamine and other alkyl- and alkoxy-substituted Amines, or with sodium borate, alkali hydroxides or carbonates for use. The emulsifiers obtained in this way are of a soft consistency and have an adverse effect hence the hardness of the wax films of the emulsions produced with their help, especially the implementation of the fatty acids mentioned with the alkaline compounds does not run completely and thus still free reactants to soften contribute to the self-glossy films. The lack of hardness of the films favors undesirable Way the dirt pick-up.
Es wurde deshalb bereits versucht, an Stelle der genannten Fettsäuren solche mit größerer Härte einzusetzen, wie sie bei der oxydativen Bleichung von Rohmontanwachs erhalten werden. Diese Wachssäuren, die meist noch größere Mengen von Estern enthalten, liefern jedoch nach Umsetzung mit den erwähnten alkalischen Reagenzien nur wenig stabile Emulsionen mit den zu emulgierenden Wachsen, bzw. sie beeinträchtigen deren Selbstglanzvermögen, oder sie müssen nach partieller Veresterung mit Alkoholen den zu emulgierenden Wachsen in sehr hohen Anteilen zugegeben werden.Attempts have therefore already been made to replace the fatty acids mentioned to use those with greater hardness, such as those used in the oxidative bleaching of Raw montan wax can be obtained. These wax acids, which are usually even larger amounts contain of esters, but deliver after reaction with the alkaline mentioned Reagents only slightly stable emulsions with the waxes to be emulsified, or they impair their self-luster properties, or they must after partial esterification with alcohols are added in very high proportions to the waxes to be emulsified.
Versuche, durch partielle Veresterung von Säuren auf Rohmontanwachsbasis mit Alkoholen auf direktem Wege zu Wachsen zu gelangen, die mit Hilfe von Aminen, Natriumborat, Alkalihydroxyden bzw. -carbonaten emulgierbar sind und zugleich Selbstglanzeigenschaften zeigen, verliefen bisher erfolglos.Attempts by partial esterification of acids based on raw montan wax to achieve waxes directly with alcohols, which with the help of amines, Sodium borate, alkali hydroxides or carbonates can be emulsified and at the same time have self-luster properties show, have so far been unsuccessful.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß aus Wachssäuren, wie sie bei der Bleichung von Rohmontanwachs oder Gemischen von Rohmontanwachs mit Paraffinen, Polyolefinwachsen oder deren Oxydaten mit Chromschwefelsäure anfallen und Alkoholen durch eine entsprechende Gestaltung der Veresterungsbedingungen Wachse erhalten werden können, die ohne Verwendung von Ölsäure und ähnlichweichen Fettsäuren allein durch Zugabe von Morpholin und den bereits genannten anderen alkalischen Stoffen auf Selbstglanzemulsionen mit optimalen Eigenschaften verarbeitet werden können, deren Wachsfilme infolge größerer Härte nur geringe Schmutzaufnahme zeigen.Surprisingly, it has now been found that from wax acids like them when bleaching raw montan wax or mixtures of raw montan wax with paraffins, Polyolefin waxes or their oxidates with chromosulfuric acid and alcohols Waxes can be obtained by designing the esterification conditions accordingly that can be made without using oleic acid and the like, soft fatty acids alone by adding morpholine and the other alkaline substances already mentioned can be processed on self-gloss emulsions with optimal properties, whose wax films show little dirt absorption due to their greater hardness.
Das wesentliche Merkmal des neuen Verfahrens liegt darin, daß Wachssäuren mit Diolen in ein vorwiegend aus Dioldiestern bestehendes Wachs übergeführt werden und dieses mit Wachssäuren umgeestert wird.The main feature of the new process is that wax acids be converted with diols into a wax consisting predominantly of diol diesters and this is transesterified with wax acids.
Als Wachssäuren werden Chromschwefelsäureoxydate von Rohmontanwachs oder den obengenannten Gemischen verwendet, die je nach dem Bleichgrad eine Säurezahl zwischen etwa 70 und etwa 160, vorzugsweise etwa 100 bis 140, und eine Verseifungszahl zwischen etwa 120 und etwa 180 haben. Diese Oxydate werden mit Diolen wie Äthylenglykol, Butylenglykol u. a. bzw. mit Gemischen dieser Alkohole auf eine Restsäurezahl von 5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 20, mit Hilfe katalytischer Mengen Mineralsäure verestert. Die Veresterung wird mit einer äquimolaren Menge Alkohol, bezogen auf die zu veresternden SZ-Einheiten, bei 100 bis 130°C durchgeführt, wobei jedoch die je nach den bei der Veresterung angewandten Bedingungen mit den Brüden abgehende Menge Alkohol entweder als Überschuß zu Beginn der Veresterung oder im Laufe der Reaktion zugefügt werden muß.Chromosulfuric acid oxidates from raw montan wax are used as wax acids or the above-mentioned mixtures, which have an acid number depending on the degree of bleaching between about 70 and about 160, preferably about 100 to 140, and a saponification number between about 120 and about 180. These oxidates are made with diols such as ethylene glycol, Butylene glycol and others or with mixtures of these alcohols to a residual acid number of 5 to 30, preferably 10 to 20, esterified with the aid of catalytic amounts of mineral acid. The esterification is carried out with an equimolar amount of alcohol, based on that to be esterified SZ units, carried out at 100 to 130 ° C, but depending on the Esterification conditions applied with the vapors outgoing amount of alcohol either be added as an excess at the beginning of the esterification or in the course of the reaction got to.
Zum Wachsester, dessen Säurezahl gegen Ende der Reaktion infolge Mangels an freien OH-Gruppen nahezu konstant bleibt, wird in Abhängigkeit von der Endsäurezahl eine solche Menge von weiterem Oxydat des obengenannten Kennzahlenbereiches hinzugegeben, daß die Mischung Ester-Oxydat eine Säurezahl von 70 bis 50, vorzugsweise von 65 bis 55, aufweist. Nach Zusatz geringer Mengen eines Veresterungskatalysators, wie Schwefelsäure, wird bei Temperaturen von 110 bis 130°C umgeestert, bis eine Säurezahl von 65 bis 45, vorzugsweise 55 bis 50, erreicht ist. Zur Beschleunigung der Umesterungsreaktion bis zur gewünschten Säurezahl können gegebenenfalls geringe Mengen solcher Alkohole, die den Wachscharakter, insbesondere hinsichtlich der Härte und Emulgierfähigkeit, nicht beeinträchtigen, zugesetzt werden, und zwar 1 bis 3 Hydroxyläquivalente auf je 100 zur Umesterung eingesetzte Säureäquivalente ohne Beeinträchtigung des Endproduktes. Hierzu eignen sich insbesondere langkettige und bzw. oder mehrwertige, dem Wachsfachmann an sich bekannte Alkohole, die im Einzelfall durch Vorversuche ermittelt werden können. Die Reaktion wird durch Neutralisation des Veresterungskatalysators, z. B. durch Zusatz von Natriumoleat, abgebrochen.To the wax ester, its acid number towards the end of the reaction due to a deficiency of free OH groups remains almost constant, depends on the final acid number such an amount of further oxidate of the above-mentioned key figure range is added, that the ester-oxidate mixture has an acid number of 70 to 50, preferably 65 to 55. After adding small amounts of an esterification catalyst, how Sulfuric acid, is transesterified at temperatures from 110 to 130 ° C until an acid number from 65 to 45, preferably 55 to 50, is reached. To accelerate the transesterification reaction Small amounts of such alcohols can optionally be used up to the desired acid number the wakefulness, in particular with regard to the hardness and emulsifiability, do not affect, are added, namely 1 to 3 hydroxyl equivalents per 100 acid equivalents used for transesterification without impairing the end product. Long-chain and / or polyvalent ones are particularly suitable for this purpose Alcohols known per se, which are determined in individual cases by preliminary tests can. The reaction is carried out by neutralizing the esterification catalyst, e.g. B. canceled by the addition of sodium oleate.
Durch dieses Verfahren wird ein bestimmtes, durch übliche Reaktionsführung nicht erreichbares Verhältnis zwischen Wachssäure, Glykolmonoester und Glykoldiester eingestellt, wobei die Umesterungsreaktion offenbar in besonderem Maße die Veresterung der stärkeren Fettsäuren der Rohmontanwachssäuren begünstigt und zugleich Wachssäuren in Freiheit gesetzt werden bzw. erhalten bleiben, die mit Aminen unter Bildung von Seifen die Emulgierung des Ester-Säure-Gemisches in besonders günstiger Weise zu bewerkstelligen vermögen. Die nach diesem Verfahren hergestellten Esterwachse unterscheiden sich daher auch durch ihre Kennzahlen, wie Säurezahl, Verseifungszahl, Fließpunkt, Erstarrungspunkt nicht oder nur unwesentlich von den Produkten, die durch direkte Veresterung von Rohmontanwachsoxydaten mit Glykolen bis zu Restsäurezahlen zwischen 45 und 65 erhalten werden, sondern lediglich in ihrem anwendungstechnischen Verhalten.This process creates a specific, customary reaction procedure Unachievable ratio between wax acid, glycol monoester and glycol diester set, the transesterification reaction evidently to a particular extent the esterification of the stronger fatty acids of the raw montan wax acids and at the same time wax acids are set in freedom or are retained, with amines with the formation of Soap the emulsification of the ester-acid mixture in a particularly favorable manner accomplish ability. The ester waxes produced by this process differ are therefore also characterized by their key figures, such as acid number, saponification number, pour point, Freezing point not or only insignificantly from the products by direct Esterification of raw montan wax oxidates with glycols up to residual acid numbers between 45 and 65 are obtained, but only in their application-related behavior.
Die durch direkte Veresterung gewonnenen Produkte ergeben bei der Emulgierung mit den genannten alkalisch reagierenden Stoffen je nach der Säurezahl entweder Emulsionen, die nach dem Auftrocknen keinen Selbstglanz zeigen, oder es können daraus keine bzw. nur instabile Emulsionen hergestellt werden.The products obtained by direct esterification result in the Emulsification with the alkaline substances mentioned, depending on the acid number either emulsions that do not show any self-luster after drying, or it no emulsions or only unstable emulsions can be produced from it.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Ester-Säure-Gemische zeichnen sich dagegen nicht nur durch hervorragende Emulgierbarkeit, die durch einen geringen Zusatz von Harzen höherer Säurezahl, wie Balsamharz oder von anderen üblicherweise verwendeten Harzen, noch erleichtert wird, und durch hohes Selbstglanzvermögen und Härte der aus den äußerst stabilen Emulsionen hergestellten Filme aus, sondern sie ermöglichen auch die Mitverarbeitung billiger anderer Rohstoffe, wie sogenannter Mikrowachse, Polyolefinoxydate u. dgl., in hohen Anteilen ohne Qualitätseinbuße. Sie sind ferner wie übliche oleinhaltige Selbstglanzemulsionen mit Lösungen von Schellack bzw. alkalihaltigen Spezialharzen und Polystyrol- bzw. Polyacrylatdispersionen verträglich und können nach den bekannten Emulgierverfahren verarbeitet werden.The ester-acid mixtures produced by the process according to the invention on the other hand are not only characterized by excellent emulsifiability, which is achieved by a low addition of resins with a higher acid number, such as gum rosin or others usually resins used, is even easier, and by high self-gloss and Hardness of the films made from the extremely stable emulsions, they separate also enable the processing of cheaper other raw materials, such as so-called Micro waxes, polyolefin oxidates and the like, in high proportions without any loss of quality. They are also like customary oleine-containing self-shine emulsions with solutions of Shellac or alkali-containing special resins and polystyrene or polyacrylate dispersions compatible and can be processed according to the known emulsification processes.
Beispiel l In einem Kessel wurden 1608 Teiie eines Rohmontanwachsoxydates, das durch Bleichung von Rohmontanwachs mit Chromsäure erhalten worden war und eine Säurezahl von 128,1 aufwies, unter Zusatz von 320 cm3 44°/oiger Schwefelsäure mit 121 Teilen Äthylenglykol in Verlauf von 8 Stunden bei 110°C unter Rühren bis zur Säurezahl 15 verestert. Die Brüden wurden mit einem Ventilator bei einem Unterdruck von 150 mm Wassersäule abgezogen. Zum erhaltenen Ester, dessen Säurezahl im Verlauf von weiteren 15 Minuten konstant blieb, wurden 1085 Teile desselben Rohmontanwachsoxydates und weitere 220 cm3 44°/oiger Schwefelsäure gegeben und unter den obengenannten Bedingungen umgeestert. Die Säurezahl des Ester-Oxyd-Gemisches sank innerhalb von 3 Stunden von 60 auf 52,5 ab. Die Reaktion wurde durch Zugabe von 16,4 Teilen Natriumoleat abgebrochen. Es wurden 2769 Teile eines gelben Wachses mit der Säurezahl 52,5, der Verseifungszahl 154,0 und einem Schmelzpunkt von 80 bis 81 ° C erhalten.Example 1 In a kettle, 1608 parts of a raw montan wax oxidate, which had been obtained by bleaching raw montan wax with chromic acid and had an acid number of 128.1, were added with 320 cm3 of 44% sulfuric acid with 121 parts of ethylene glycol in the course of 8 hours Esterified at 110 ° C. with stirring to an acid number of 15. The vapors were drawn off with a fan at a vacuum of 150 mm water column. To the ester obtained, the acid number of which remained constant for a further 15 minutes, 1085 parts of the same crude montan wax oxidate and a further 220 cm3 of 44% sulfuric acid were added and transesterified under the above-mentioned conditions. The acid number of the ester-oxide mixture fell from 60 to 52.5 within 3 hours. The reaction was stopped by adding 16.4 parts of sodium oleate. 2769 parts of a yellow wax with an acid number of 52.5, a saponification number of 154.0 and a melting point of 80 to 81 ° C. were obtained.
Die anwendungstechnischen Eigenschaften des Wachses sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Beispiel 2 In einem 2-1-Dreihalskolben wurden unter Rühren und Durchleiten von 125 1 Stickstoff je Stunde 470Teile eines Rohmontanwachs-Chromsäure-Oxydates der Säurezahl 115,2 mit 31,2 Teilen Äthylenglykol unter Zusatz von 0,5m1 Schwefelsäure im Verlauf von 51/2 Stunden bei 115`C bis zur Säurezahl 15,4 verestert. Zum Ester, dessen Säurezahl konstant blieb, wurden 330 Teile eines Rohmontanwachsoxydates mit der Säurezahl 123,0 unter Zusatz von 0,3 ml Schwefelsäure (44°/oig) gegeben. Das Ester-Oxydatgemisch wurde mit weiteren 6 Teilen Äthylenglykol versetzt. Die Reaktion wurde unter den obengenannten Bedingungen innerhalb einer Stunde bis zur Säurezahl 48,3 fortgeführt und dann durch Zugabe von 4,5 Teilen Natriumoleat abgebrochen. Es wurden 912 Teile eines gelben Wachses erhalten. Die Säurezahl des Produktes war 48,0, die Verseifungszahl 147,0, der Schmelzpunkt 81 bis 82°C.The application properties of the wax are shown in the table 1 compiled. Example 2 In a 2-1 three-necked flask were stirred and Passing 125 liters of nitrogen through 470 parts of a raw montan wax chromic acid oxidate per hour the acid number 115.2 with 31.2 parts of ethylene glycol with the addition of 0.5 ml of sulfuric acid Esterified in the course of 51/2 hours at 115 ° C to an acid number of 15.4. To the ester, whose acid number remained constant, 330 parts of a raw montan wax oxidate were included the acid number is 123.0 with the addition of 0.3 ml of sulfuric acid (44%). That A further 6 parts of ethylene glycol were added to the ester-oxidate mixture. The reaction was under the above conditions within one hour to the acid number 48.3 continued and then terminated by adding 4.5 parts of sodium oleate. 912 parts of a yellow wax were obtained. The acid number of the product was 48.0, the saponification number 147.0, the melting point 81 to 82 ° C.
Die anwendungstechnischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 zusammengestellt.The application properties are summarized in Table 2.
Beispiel 3 In einem Dreihalskolben wurden unter Rühren und Durchleiten von 1001 Stickstoff je Stunde 1000 Teile eines Chromschwefelsäureoxydates, das durch Bleichung eines Gemisches aus 50 Teilen entharztem Rohmontanwachs und 50 Teilen eines Paraffin-Luft-Oxydates mit der Säurezahl 25 gewonnen war und eine Säurezahl von 116,9 und eine Verseifungszahl von 143,5 aufwies, mit 61 Teilen Äthylenglykol unter Zusatz von 2 Teilen 44°/oiger Schwefelsäure bis zu einer Säurezahl von 15,4 im Verlauf von 5 Stunden bei 120'C verestert. Zu 300 Teilen des so erhaltenen Esters werden 291 Teile des obengenannten Oxydates gegeben und das Gemisch, dessen Säurezahl 65,1 betrug, unter Zugabe von 0,3 Teilen 44°/oiger Schwefelsäure im Verlauf einer Stunde bei 120°C umgeestert. Nach Erreichen der Säurezahl 63,0 wurde die Reaktion durch Zusatz von 3 Teilen Natriumoleat abgebrochen. Es wurden 593 Teile eines gelben Wachses erhalten, dessen Säurezahl 63,7 und dessen Verseif ungszah1141,4 betrug; der Schmelzpunkt des Produktes lag bei 84 bis 85°C.EXAMPLE 3 In a three-necked flask, while stirring and passing 100 liters of nitrogen through it, 1000 parts of a chromosulfuric acid oxidate were obtained per hour, which had been obtained by bleaching a mixture of 50 parts of raw montan wax and 50 parts of a paraffin-air oxidate with an acid number of 25 and an acid number of 116 , 9 and a saponification number of 143.5, esterified with 61 parts of ethylene glycol with the addition of 2 parts of 44% sulfuric acid up to an acid number of 15.4 in the course of 5 hours at 120.degree . 291 parts of the above-mentioned oxidate are added to 300 parts of the ester thus obtained, and the mixture, whose acid number was 65.1, is transesterified at 120 ° C. over the course of one hour with the addition of 0.3 part of 44% sulfuric acid. When the acid number had reached 63.0, the reaction was terminated by adding 3 parts of sodium oleate. 593 parts of a yellow wax were obtained whose acid number was 63.7 and whose saponification number was 1141.4; the melting point of the product was 84 to 85 ° C.
Die anwendungstechnischen Eigenschaften des Produktes sind in Tabelle 3 zusammengestellt.The application properties of the product are shown in the table 3 compiled.
Die Produkte wurden nach folgenden drei Rezepturen auf ihr anwendungstechnisches
Verhalten geprüft, wobei teils die Methode Wasser-in-Wachs, teils die Arbeitsweise
Wachs-in-Wasser zur Emulgierung angewendet wurde.
Mit dem Wachs nach Beispiel 1 wurden die in Tabelle 1 zusammengestellten
Selbstglanzwerte erreicht. Das Wachs nach Beispiel 2 führte zu den in Tabelle 2
zusammengestellten Selbstglanzwerten. Das Wachs nach Beispiel 3 zeigte die in Tabelle
3 aufgeführten Selbstglanzwerte.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF36714A DE1163309B (en) | 1962-05-04 | 1962-05-04 | Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxes |
| GB1767563A GB1039683A (en) | 1962-05-04 | 1963-05-03 | Waxes suitable for the manufacture of ionic bright-drying polish emulsions and process for preparing them |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF36714A DE1163309B (en) | 1962-05-04 | 1962-05-04 | Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1163309B true DE1163309B (en) | 1964-02-20 |
Family
ID=7096569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEF36714A Pending DE1163309B (en) | 1962-05-04 | 1962-05-04 | Process for the production of ionogenic emulsifiable self-gloss waxes |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1163309B (en) |
| GB (1) | GB1039683A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4083731A (en) * | 1974-10-23 | 1978-04-11 | Hoechst Aktiengesellschaft | Mixed oxidation product on the basis of bark waxes and other waxes |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8612589D0 (en) * | 1986-05-23 | 1986-07-02 | Johnson & Son Inc S C | Polish composition |
-
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- 1962-05-04 DE DEF36714A patent/DE1163309B/en active Pending
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1963
- 1963-05-03 GB GB1767563A patent/GB1039683A/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4083731A (en) * | 1974-10-23 | 1978-04-11 | Hoechst Aktiengesellschaft | Mixed oxidation product on the basis of bark waxes and other waxes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| GB1039683A (en) | 1966-08-17 |
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