DE1235281B - Verfahren zur Herstellung von Hartwachsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c

Deutsche Kl.: 12 ο - 5/09

1235 281
F46581IVb/12o
13. Juli 1965
2. März 1967

Eine wichtige anwendungstechnische Eigenschaft von Wachsen ist ihre Löslichkeit in den in der Wachsverarbeitung gebräuchlichen Lösungsmitteln, da der Einsatz von löslichen Wachsen oftmals erhebliche Vorteile gegenüber der Verwendung von Wachsemulsionen oder Suspensionen bringt. So können Wachslösungen beispielsweise versprüht werden; auch ist mit ihnen leichter als mit Emulsionen oder Suspensionen eine homogene Schutzschicht herzustellen.

Besonderes Interesse wird in der Praxis nun solchen Wachsen entgegengebracht, die bei guter Löslichkeit auch eine hohe Härte aufweisen. Die Kombination jener beiden Eigenschaften ist bisher jedoch nur bei gewissen Polyvinyläthern erreicht worden, deren Herstellung aber kompliziert und kostspielig ist. Alle anderen, bisher bekannten harten Wachse sind in organischen Lösungsmitteln unlöslich; die weicheren Wachse, die löslich sind, können aber häufig die an sie gestellten anwendungstechnischen Forderungen nicht erfüllen.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Hartwachsen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Glycidäther aliphatischer Alkohole mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen polymerisiert.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Hartwachse sind in den bei der Wachsverarbeitung üblichen organischen Lösungsmitteln, wie Balsamterpentinöl, Benzin oder Trichloräthylen, gut löslich und bleiben nach dem Verdunsten des Lösungsmittels als harte, glänzende Filme zurück.

Für das beanspruchte Verfahren werden Glycidäther aliphatischer Alkohole mit 16 bis 30, insbesondere mit 16 bis 24 Kohlenstoffatomen eingesetzt. Besonders geeignet sind die des Cetyl-, Stearyl- und Behenylalkohols sowie Mischungen derselben, ferner die Glycidäther der über die Alfol-Synthese gewonnenen Alkohole mit etwa 16 bis 24 C-Atomen.

Die Herstellung der als Ausgangsprodukte verwendeten monomeren Glycidäther kann sowohl in zwei Stufen durch Umsetzung der Alkohole mit Epichlorhydrin und anschließender Dehydrochlorierung der Chlorhydrinäther als auch in nur einer Stufe nach demselben Reaktionsprinzip erfolgen.

Die erhältlichen Glycidäther sind farblose Produkte mit einem Epoxydgehalt von etwa 65 bis 85 % der Theorie und einem Chlorgehalt von 1 bis 1,7 % und können ohne weitere Reinigungsverfahren, wie etwa Destillation oder Umkristallisation, zur Polymerisation eingesetzt werden.

Die Polymerisation der Glycidäther wird vorzugsweise direkt in Substanz durchgeführt, wobei unter Verfahren zur Herstellung von Hartwachsen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dr. Josef Kaupp, Wiesbaden;

Dr. Karl Petz, Westheim bei Augsburg

Atmosphärendruck, vermindertem Druck oder erhöhtem Druck gearbeitet werden kann. Selbstverständlich läßt sich die Polymerisationsreaktion auch in Gegenwart inerter Lösungs- oder Verdünnungsmittel, z. B. Äthern oder Kohlenwasserstoffen, vornehmen.

Als Katalysatoren eignen sich die sogenannten Friedel-Crafts-Katalysatoren, ferner metallorganische Verbindungen. Besonders geeignete Katalysatoren sind Borfluorid, Zinntetrachlorid, Antimonpentachlorid oder Mischungen derselben. Vorteilhaft kann beispielsweise Borfluorid auch in Form eines Ätheroder Wasserkomplexes sowie verdünnt mit einem Lösungsmittel, z. B. Dioxan, dem Monomeren zugegeben werden. Die Initiatoren werden den Glycidäthern in einer Konzentration von 0,01 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent zugesetzt, aber auch höhere Konzentrationen schaden bei der Polymerisation nicht.

Die Art der Zugabe des Katalysators zum Monomeren ist für den Erfolg der Polymerisation nicht entscheidend. Es kann die gesamte Katalysatormenge bereits zu Beginn der Polymerisation zugegeben werden, man kann aber auch so arbeiten, daß man durch Zugabe einer Teilmenge des Katalysators den Polymerisationsvorgang einleitet und den Rest während der Polymerisation in Portionen nachgibt. Auch ist es möglich, zur Polymerisationsmischung weiteren Glycidäther zulaufen zu lassen.

Die Polymerisation wird bei Temperaturen zwischen 40 und 200° C, vorzugsweise 50 bis 100° C durchgeführt. Da die Reaktion stark exotherm verläuft, ist es im allgemeinen notwendig, das Reaktionsgefäß während der gesamten Polymerisationsdauer zu kühlen. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, bei konstant zu haltender Temperatur zu arbeiten, vielmehr hat es sich gelegentlich als zweckmäßig er-

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wiesen, beispielsweise bei 50° C mit der Polymerisation zu beginnen und die Temperatur im Verlauf der Reaktion langsam bis auf 120° C steigen zu lassen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Polymerisation ist beispielsweise bei 50 bis 60° C und Atmosphärendruck unter Rühren und Stickstoffüberlagerung den Katalysator zum Monomeren tropfenweise zuzugeben und die Reaktionsmischung durch Kühlung bei dieser Temperatur zu halten.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hartwachse stellen Polymerisate mit Polymerisationsgraden von 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 dar, haben eine helle Farbe und können ohne weitere Reinigung oder Entfernung von Katalysatorrückständen in der Praxis eingesetzt werden.

Sie sind in Balsamterpentinöl, Benzin und Trichloräthylen löslich und zeichnen sich durch außergewöhnlich niedrige Schmelzviskosität und hohe Fließhärte aus. So beträgt beispielsweise beim Polyoctadecylglycidäther die Schmelzviskosität 21 bis 23 cSt und ao die Fließhärte 350 bis 400 kg/cm². Zum Vergleich seien die entsprechenden Kennzahlen für den PoIyoctadecylvinyläther mit etwa 400 cSt und 220 bis 260 kg/cm² angeführt. Die Verfahrensprodukte sind insbesondere auf dem Putzmittelsektor vielseitig ver- as wendbar, beispielsweise als Fußbodenpflegemittel, speziell zur Pflege von Steinboden, als Möbelpolituren und als Autowachse.

Beispiel 1

60 g farbloser Hexadecylglycidäther mit folgenden Kennzahlen: Fließ/Tropfpunkt 26,3/26,5; Epoxydgehalt 11,7% (theoretisch 14,4%) und einem Chlorgehalt von 1,57% wurden in einem 500 ml Dreihalskolben vorgelegt. Unter gutem Rühren und bei 60° C Ölbadtemperatur wurden im Laufe von 5 Minuten 0,3 ml BFg-Diäthylätherat zum Monomeren zugegeben. Die Temperatur der Reaktionsmischung stieg dabei auf 97° C an. Es wurde dann noch 15 Minuten nachgerührt.

Der Fließ/Tropfpunkt des entstandenen weißen Hartwachses des Polyhexadecylglycidäthers ist 39,7/ 39,9° C.

Beispiel 2

Zu 300 g Octadecylglycidäther mit den Kennzahlen: Fließ/Tropfpunkt 35,9/36° C, Epoxydgehalt 10,7 (theoretisch 13,25) und einem Chlorgehalt von 1,4% wurden bei 50 bis 60° C im Laufe von 22 Minuten 3,5 ml einer 50%igen Lösung von BF₃-Ätherat in Dioxan zugegeben. Dabei wurde die Reaktionsmischung von Zeit zu Zeit mit einem Wasserbad gekühlt. Anschließend wurde noch 20 Minuten ebenfalls bei 60° C nachgerührt.

Der Polyoctadecylglycidäther ist ein weißes Hartwachs vom Fließ/Tropfpunkt 49,7/49,8° C. Das Molekulargewicht des Polyäthers ist, nach der ebullioskopischen Methode bestimmt, etwa 1400.

Beispiel 3

Der eingesetzte Docosanylglycidäther hatte folgende Kennzahlen: Fließ/Tropfpunkt 49,9/50⁰Q Epoxydgehalt 9,6% (theoretisch 11,2) und Chlorgehalt 1,1 %. Zu 350 g dieses Glycidäthers wurde bei einer Ölbadtemperatur von 6O⁰C innerhalb 10 Minuten 1,2 ml BFg-Diäthylätherat zugetropft. Die Temperatur der Reaktionsmischung stieg dabei auf 93° C an. Nach Beendigung der Katalysatorzugabe wurde noch 10 Minuten weitergerührt. Der PoIydocosanylglycidäther ist ein weißes Hartwachs vom Fließ/Tropfpunkt 61,5/62,5° C. Das Molekulargewicht des erhaltenen Polymerisates war etwa 1000.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hartwachsen, dadurch gekennzeichnet, daß Glycidäther aliphatischer Alkohole mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen polymerisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation durch Katalysatoren vom Friedel-Crafts-Typ initiiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation bei Temperaturen zwischen 40° C und 200° C vorgenommen wird.

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