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Weichmacher Es ist bekannt, daß die Ester von aliphatischen oder cycloaliphatischen
Sulfonsäuren mit Alkoholen oder Phenolen, wie man sie z. B. durch Umsetzung von
Alkoholen oder . Phenolen mit den bei der bekannten Einwirkung von Halogen und Schwefeldioxyd
auf gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe entstehenden
Schwefel, Sauerstoff und Halogen enthaltenden organischen Verbindungen erhält, vorzügliche
Weichmacher für plastische Massen sind, z. B. für Polyvinylverbindungen oder Celluloseester.
Je nach der Wahl der zur Veresterung verwendeten Alkohole oder Phenole erhält man
Weichinachungsmittel, die bei der Verarbeitung zu Kunstmassen Erzeugnisse mit verschiedenen
Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Kältefestigkeit und der Zerreißfestigkeit,
liefern. Man hatte bisher jedoch keine Weichmachungsmittel der genannten Art, die
bei der Verarbeitung mit plastischen Massen Erzeugnisse lieferten, die sowohl eine
gute Kältefestigkeit als auch eine hinreichende Zerreißfestigkeit besaßen..
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Es wurde nun gefunden, daß man dieses Ergebnis erzielen kann, wenn
man Ester aus aliphatischen oder cycloaliphatischen Sulfonsäuren und Phenolen zusammen
mit Estern von Sulfonsäuren der genannten Art mit Alkoholen anwendet. Die mit Hilfe
dieser
beiden Stoffgruppen gleichzeitig hergestellten Kunstmassen
zeichnen sich durch gute Kältefestigkeit und ausreichende Zerreißfestigkeit und
außerdem auch durch gute Alterungsbeständigkeit aus.
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Zur Herstellung der genannten Weichmacher können beliebige aliphatische
oder cycloaliphatische Sulfonsäuren oder ihre zur Esterbildung befähigten Abkömmlinge
dienen. Vorzugsweise verwendet man die Sulfohalogenide, die durch Behandlung von
gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen oder Halogenkohlenwasserstoffen
mit Schwefeldioxyd und Halogen, insbesondere Chlor, gegebenenfalls unter dem Einfluß
kurzwelligen Lichtes, erhältlich sind.
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Für die Bildung der Alkoholester mit den Sulfosäuren oder ihren zur
Esterbildung befähigten Abkömmlingen, insbesondere den Sulfohalogeniden, kommen
beliebige Alkohole in Frage, insbesondere solche mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen;
beispielsweise eignen sich aliphatische, geradkettige oder verzweigte, ein- oder
mehrwertige Alkohole, vorzugsweise solche mit 6 oder mehr KohlenstofE-atomen, ferner
cycloaliphatisclie Alkohole, wie Cyclohexanol oder Methylcycloliexanol, sowie gemischt
aliphatisch-aromatische Alkohole, wie Benzylalkohol oder Phenyläthylalkohol. Es
ist häufig besonders vorteilhaft, technische Alkohole oder Alkoholgemische zu verwenden,
wie sie z. B. bei der katalytischen Reduktion von Kohlenoxyd mit Wasserstoff unter
gewöhnlichen oder mäßig erhöhtem Druck oder als Nebenerzeugnisse neben Methanol
bei hohen Drucken gebildet werden, oder w=ie man sie erhält, wenn man an ungesättigte
Kohlenwasserstoffe Kohlenoxyd und Wasserstoff katalytisch anlagert und die erhaltenen
Aldehydgemische reduziert.
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Für die Herstellung der Phenolester eignen sich beliebige ein- und
mehrwertige Phenole, z. B. Phenol selbst und seine Homologen, ferner Nal>hthole
und auch mehrwertige Phenole, wie Resorcin oder Brenzcatechin.
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Man erhält die neuen Weichmachungsmittel beispielsweise durch Vermischen
der Alkoholester mit den Phenolestern. Dabei können die an der Esterbildung beteiligten
Sulfonsäuren gleich oder verschieden sein. Die Mengenverhältnisse richten ,sich
nach den Eigenschaften, die -der fertige Weichmacher haben soll, wie auch nach den
Kunstmassen, denen er zugesetzt werden soll. Das jeweils günstigste Mischungsverhältnis
kann leicht durch Vorversuche ermittelt werden. In vielen Fällen wendet man ungefähr
gleiche Gewichtsmengen der Alkoholester und der Phenolester an. Gewünschtenfalls
kann man die neuen Weichmachungsmittel zusammen mit anderen Weichmachern anwenden.
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Die in dem nachstehenden Beispiel angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
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Beispiel In einem mit Rührwerk versehenen und mit Phenolformaldeliydharz
überzogenen Gefäß mischt man 2ooo Teile eines Sulföchlorids, das aus einem durch
katalytische Hydrierung von Kohlenoxyd bei gewöhnlichem Druck erhaltenen Öl mit
den Siedegrenzen 2oobis35o° durch Behandeln mit Schwefeldioxyd und Chlor unter Bestrahlung
mit kurzwelligem Licht hergestellt wurde und das 5 % Schwefel und 6 % hydrolysierbares
Chlor sowie 5o % nicht umgesetzte Kohlenwasserstoffe enthält, mit 5o8 Teilen eines
Alkoholgemisches mit 8 bis o Kohlenstoffatomen, das durch katalytische Anlagerung
von Kohlenoxyd und Wasserstoff an ein technisches Olefingemiscli, Reduktion der
dabei gebildeten Aldehyde und rektifizierende Destillation der so entstandenen Alkohole
erhalten wurde.
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In diese Mischung leitet man bei etwa 30° unter Kühlung im Verlauf
von 2 Stunden 24o Teile trockenes. gasförmiges Ammoniak ein. Das im Umsetzungsgemisch
entstandene Ammoniumchlorid wird, nachdem das Kristallkorn durch Zusatz von c),5
bis z °/o Wasser vergröbert wurde, von der Mischung durch Filtrieren getrennt. Danach
wird das Filtrat durch Wasserdampfdestillation von nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen
und überschüssigen Alkoholen befreit, wobei man als Rückstand ein hellgelbes Öl
erhält.
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In der gleichen Weise werden 200o Teile des genannten Sulfochlorids
mit 384 Teilen eines technischen Phenolgemisches (bestehend aus etwa 4o % Phenol,
40 % Kresol und 2o °/o Xylenol) umgesetzt. Das Umsetzungsgemisch wird entsprechend
den obigen Angaben aufgearbeitet. Man erhält hierbei als Rückstand ein bräunliches
Öl.
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Die beiden ölartigen Erzeugnisse werden im Verhältnis 3 : 2 miteinander
gemischt. -.Hin erhält einen sehr hochwertigen Weichmacher. Verarbeitet man diesen
Weichmacher beispielsweise mit Polyvinylchlorid im Verhältnis 40 : 6o auf der Mischwalze
bei 140 bis 16o°, so erhält man eine Masse mit einer Zerreißfestigkeit von
135 kg/cm2 und einer Kältefestigkeit von -25°.
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Verarbeitet man dagegen das Polyv iny lchlorid in der gleichen Weise
und im gleichen Verhältnis mit dem oben beschriebenen Sulfonsäurealkylester allein,
so hat die Masse eine Kältefestigkeit von -35°, doch genügt die Zerreißfestigkeit
von nur ioo kg/cm2 den praktischen Anforderungen nicht mehr. Arbeitet man umgekehrt
unter den gleichen Bedingungen mit dein oben beschriebenen Sulfonsäurephenolester,
so erhält man eine Masse, die zwar eine Zerreißfestigkeit von i6okg/cm2 aufweist,
deren Kältefestigkeit von -i8° aber völlig un--lenügend ist.