DE966986C - Verfahren zur Herstellung konzentrierter waesseriger Emulsionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung konzentrierter wässeriger Emulsionen Es ist bekannt, daß man unlösliche Stoffe, wie Fette, Öle, Wachse oder Paraffin, mit Hilfe von Seifen oder seifenartigen Stoffen in wässerige Emulsion überführen kann. Fügt man zu solchen Emulsionen Aluminiumsalze hinzu, so tritt eine Zerstörung oder Umkehrung der Emulsion ein, wenn man nicht Schutzkolloide, wie Leim, zufügt oder, wie es vorgeschlagen wurde, bestimmte Bedingungen einhält, z. B. mit kleinen Mengen eines Emulgators eine Voremulsion herstellt, dieser ein basisches Aluminiumsalz zufügt und das Ganze noch kurz nachhomogenisiert. Bei der Verwendung der üblichen tertiären Aluminiumsalze läßt sich auf diese Weise keine Emulsion herstellen. Diese Emulsionen haben jedoch vielfach die Eigenschaft, thixotrop zu sein. Sie verdicken sich beim Stehen und werden beim Rühren wieder dünnflüssig. In höherer Konzentration sind sie überhaupt ziemlich dickflüssig.
• Es wurde nun gefunden, daß man konzentrierte schutzkolloidfreie Emulsionen herstellen kann, die diese Eigenschaften nicht aufweisen, wenn man als Emulgatoren keine seifenartigen, d. h. anionaktiven, sondern kationaktive oder nichtj onogene Verbindungen verwendet. Die Emulsionsbildung kann hierbei entweder so erfolgen, daß man Fette, Öle, Wachse oder Kohlenwasserstoffe, wie Paraffin, zunächst mit einer kleinen Menge des Emulgators in wässerige Emulsion überführt und dann das Aluminiumsalz zufügt. Es ist hierbei möglich, basische wie tertiäre Aluminiumsalze zu verwenden, während bei der Benutzung anionaktiver Emulgatoren nur basische Aluminiumsalze zugesetzt werden können. Ferner ist eine Nachhomogenisierung in den meisten Fällen nicht mehr erforderlich, und die Aluminiumsalze können zu einer kaltgerührten Emulsion zugegeben werden, so daß man unter Umständen auch solche Aluminiumsalze verwenden kann, die wärmeempfindlich sind und deren Anwendung gerade bei der wasserabstoßenden Imprägnierung von Textilfasern von Bedeutung ist. Die Emulgier- bzw. Homogenisiervorrichtungen brauchen nicht aus säurebeständigen Werkstoffen hergestellt zu sein. Eine weitere Herstellungsmöglichkeit für die erfindungsgemäß beschriebenen Emulsionen besteht darin, daß man den zu emulgierenden Stoff direkt mit der wässerigen Lösung eines tertiären Aluminiumsalzes emulgiert, wobei der Emulgator sowohl der Aluminiumsalzlösung wie auch dem zu emulgierenden Stoff beigefügt sein kann.
• Als Emulgatoren kommen oberflächenwirksame Verbindungen in Betracht, deren wirksamer Bestandteil im Kation liegt, also wasserlösliche Salze von aliphatischen oder cyclischen Mono- oder Polyaminen mit höheren aliphatischen, hydroaromatischen oder aliphatisch-aromatischen Resten, die gegebenenfalls durch andere Atome oder Atomgruppen als Kohlenstoff mit dem Stickstoff verbunden sein können, oder von den entsprechenden Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumbasen mit organischen oder anorganischen Säuren. Ferner sind auch die nichtjonogenen Emulgatoren für das Verfahren geeignet, also solche organische Verbindungen, deren Wasserlöslichkeit durch eine größere Anzahl von Hydroxylgruppen oder durch Polyglykolätherreste bewirkt ist. Solche Verbindungen sind beispielsweise herstellbar durch Einwirkung von Äthylenoxyd auf aliphatische, aromatische oder hydroaromatische, Hydroxylgruppen enthaltende Verbindungen oder durch Umsetzung entsprechendeI Halogenverbindungen mit mehrwertigen Alkoholen.
• Die Menge an Emulgator, bezogen auf die zu emulgierenden Stoffe, kann niedrig sein und etwa 100/0 oder auch weniger von deren Gewicht betragen. Bei Verwendung sehr geringer Mengen Emulgator können bei der Bildung aluminiumsalzfreier Voremulsionen zunächst unbeständige Gemische entstehen, die nach dem Zusatz der Aluminiumsalze kurz nachhomogenisiert werden müssen. Es ist jedoch zu beobachten, daß solche unbeständigen Voremulsionen schon durch den Aluminiumsalzzusatz beständiger werden.
• Als Aluminiumsalze sind alle wasserlöslichen basischen bzw. tertiären geeignet, vornehmlich die von organischen Säuren. Ihre Menge kann innerhalb weiter Grenzen schwanken und etwa 1/2 bis 7 Teile zu emulgierendem Stoff auf 1 Teil Aluminiumoxyd betragen. Die Aluminiumsalze können ganz oder teilweise durch entsprechende Salze vierwertiger Metalle ersetzt werden.
• Die erfindungsgemäß hergestellten Emulsionen besitzen außer dem Fehlen der Thixotropie noch den Vorteil, daß sie in weitgehender Unabhängigkeit von der Konzentration an emulgierten Stoffen flüssig sind.
• Infolgedessen lassen sich auch Aufrahmungen, die beim Stehen der konzentrierten wie der daraus hergestellten verdünnten Emulsionen gegebenenfalls eintreten können, sehr leicht durch Schütteln oder kurzes Rühren wieder beseitigen. Der Verteilungszustand wird durch das Aufrahmen nicht verändert.
• Trotzdem die benutzten Emulgatoren meist ein sehr starkes Schaumvermögen aufweisen, sind die erfindungsgemäß hergestellten Emulsionen meist völlig schaumfrei.
• Die Emulsionen gemäß vorliegender Erfindung sind sehr gut zum wasserabstoßenden Imprägnieren von textilen Fasern aller Art sowie von Papier geeignet und werden hierzu nach Verdünnung mit der vielfachen Wassermenge in etwa I- bis 5 0/0eigen Flotten in üblicher Weise angewandt.
• Beispiel I 75 kg Paraffin (Schmelzpunkt 40 bis 42°) werden aufgeschmolzen und mit 100 1 einer 8- bis Io°/Oigen wässerigen Lösung eines Laurylpolyglykoläthers von etwa der Formel C12H25 - (OC2114)6 - C2H4OH in einer Hochdruckhomogenisiermaschine bei 60" in eine feinteilige Emulsion übergeführt. Zu dieser kann man sofort oder nach dem Erkalten 225 kg einer wässerigen Lösung von basischem Aluminiumformiat (5 0/o A1203 und 601o Ameisensäure) einrühren, wobei die Emulsion in ihrem Verteilungsgrad unverändert bleibt. Ebenso könnte man eine entsprechende Menge einer Aluminiumtriformiatlösung zugeben. Die entstandene Emulsion ist flüssig und bleibt es auch nach längerem Stehen oder beim Transport. Eine etwaige Aufrahmung läßt sich leicht durch Schütteln oder Rühren beseitigen, wobei der Verteilungsgrad unverändert bleibt.
• An Stelle des Laurylpolyglykoläthers kann auch ein wasserlöslicher Cetyl- oder Isooctylphenylpolyglykoläther verwendet werden.
• Beispiel 2 Aus einem Gemisch von 25 kg Ozokerit (Schmelzpunkt 72°) und 25 kg eines synthetischen flüssigen Kohlenwasserstoffes einerseits und einer Lösung von 4 kg Dodecylmorpholinacetat in 50 1 Wasser andererseits wird bei 70" in einer Hurrel-Homogenisiermaschine eine beständige Emulsion hergestellt, die anschließend kaltgerührt wird. Dann fügt man I50 kg einer wässerigen basischen Aluminiumformiatlösung (I50/o A12 03 und 2I °/0 Ameisensäure) hinzu. Die entstandene Emulsion ist ebenfalls beständig und bleibt flüssig. Sie läßt sich leicht mit kaltem Wasser zu Imprägnierflotten verdünnen.
• Beispiel 3 Man homogenisiert 100 kg Montanwachs (Schmelzpunkt 48°, Säurezahl 22, Verseifungszahl 27), das aufgeschmolzen und mit 50 1 Tetrachlorkohlenstoff vermischt ist, mit 200 1 einer 50/0eigen wässerigen Lösung von Cetylpyridiniumbromid bei 60 bis 70" in einer Hurrel-Maschine. Hierauf rührt man eine Lösung von go kg festem Aluminiumtriformiat in 270 1 Wasser ein. Die Emulsion ist beständig und mit Wasser leicht verdünnbar.
• Beispiel 4 In einer Hochdruckhomogenisiermaschine wird bei 70° und 50 atü ein verschmolzenes Gemisch von 60 kg synthetischem Ceresin (Schmelzpunkt etwa 80°) und 30 kg gehärtetem Talg mit einer Lösung von go kg festem Aluminiumtriformiat und 5 kg des Acetats von Diäthylentriamin, das entweder durch einen Cetyl-oder einen Oleylrest substituiert ist, in 400 1 Wasser längere Zeit behandelt, bis eine beständige, verdünnbare Emulsion entstanden ist.
• Beispiel 5 Eine Emulsion, die 29 °/o dispergiertes Fett enthält, aber trotzdem dünnflüssig und sehr beständig ist, erhält man durch Homogenisieren von 15 kg Paraffin (Schmelzpunkt 40 bis 42°) mit einer Lösung von I,5 kg des Acetats von Dodecyltrioxyäthylmorpholin in 15 1 Wasser bei 60° in einer Hochdruckhomogenisiermaschine und Einrühren von 20 kg einer basischen Aluminiumchlorid-formiatlösung (I5 °/o Al2 03, I8 °/o Ameisensäure, 5 °/o Salzsäure). Die Aluminiumsalzlösung kann der warmen oder der kalten Emulsion zugegeben werden.
• Es ist zwar bekannt, daß die erfindungsgemäß angewandten kationaktiven sowie die nichtjonogenen Verbindungen Emulgiereigenschaften für Wachse, Fette, Öle usw. besitzen. Es konnte jedoch nicht vorausgesehen werden, daß auf diese Weise hergestellte konzentrierte Emulsionen den Zusatz großer Mengen an Aluminiumsalzen vertragen, ohne zerstört zu werden.
• Es ist weiterhin überraschend, daß auch tertiäre Aluminiumsalze während oder nach der Emulgierung zugegeben werden können, gegen die sonst Emulsionen besonders empfindlich sind.
• PATENTANSP2tS CHE 1. Verfahren zur Herstellung konzentrierter wässeriger, schutzkolloidfreier Aluminiumsalze oder Salze vierwertiger Metalle enthaltender Emulsionen von Wachsen, Fetten, Ölen, Paraffin und ähnlichen Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Herstellung kleine Mengen nichtanionaktiver, d. h. nichtjonogener oder kationaktiver Emulgatoren verwendet.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Hilfe einer kleinen Menge eines nichtanionaktiven Emulgators eine Voremulsion herstellt und in diese ein basisches oder tertiäres Aluminiumsalz oder ein entsprechendes Salz eines vierwertigen Metalls einrührt.

   3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man den zu emulgierenden Stoff in Anwesenheit einer kleinen Menge eines nichtanionaktiven Emulgators mit der wässerigen Lösung eines tertiären Aluminiumsalzes emulgiert.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Chwala, Textilhilfsmittel, I939, S. 394 u. 395; britische Patentschrift Nr. 540 650; französische Patentschrift Nr. 864 640; USA.-Patentschrift Nr. 2 210 595.