DE1583535C - Verfahren zur Herstellung eines mo difiZiertcn Tons fur die Ver" endurg a's Verdickungsmittel fur organische Flussig keiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verdickungsmittel für organische Flüssigkeiten, insbesondere auf Verdickungsmittel für flüssige Kohlenwasserstoffe und diese enthaltende flüssige Mischungen.

Es ist bekannt, wäßrige Medien zu verdicken, um z. B. die Suspension von festen Teilchen in solchen Medien zu verbessern oder das Aufstreichen des Mediums auf eine Oberfläche zu ermöglichen. Das bekannteste und im weitesten Umfang verwendete Verdickungsmittel ist Ton, sowohl in reinen Formen, wie z. B. als Bentonit, Kaolin oder Fuller-Erde, als auch in rohen Formen, wie z. B. als Bindeton. Eine besondere Verwendung solcher Verdickungsmittel besteht darin, das Aufbringen von feuerfesten Formüberzügen oder ähnlichen Mischungen oder Schlichten, wie sie in der Gießereiindustrie benutzt werden, aus wäßrigen Medien auf Formwänden od. dgl. zu ermöglichen.

Es ist bei solchen Anwendungen zuweilen erwünscht, nichtwäßrige Systeme z. B. auf der Grundlage von Toluol oder den niederen Alkoholen zu verwenden. Die Wirkungsweise der in wäßrigen Medien verwendeten Tone besteht darin, daß die Teilchen quellen und dann in Wasser gelieren. Tone gelieren jedoch nicht in flüssigen Kohlenwasserstoffen. Es ist vorgeschlagen worden, gewisse »hochwertige« Tone, d. h. Tone mit hoher Basenaustauschfähigkeit, zu modifizieren, um sie in organischen Flüssigkeiten zum Gelieren zu bringen, und es sind Alkylammonium-Montmorillonit-Verbindungen erzeugt worden, die Gele in Kohlenwasserstofflösungsmitteln bilden. Ein Nachteil dieser und ähnlicher Verbindungen auf der Grundlage von Ton ist die Schwierigkeit, starke oder feste Gele in den niederen organischen Alkoholen zu erzeugen.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Tons für die Verwendung als Verdickungsmittel für organische Flüssigkeiten vorgesehen, bei dem man Ton im alkoholischen Medium mit einem organischen Amin oder einem Salz dafür oder einer quarternären Ammoniumverbindung behandelt. Das Amin kann aus einem primären, aus einem sekundären oder einem tertiären Amin bestehen und kann eine, zwei oder mehrere Amingruppen enthalten. Es können auch Mischungen der vorgenannten Verbindungen Anwendung finden.

Der zu verdickende Ton kann z. B. aus Bentonit, Hectorit, Saponit, Nontronit oder Attapulgit bestehen; andere ähnliche Tone können auch nach dem Verfahren gemäß der Erfindung modifiziert werden.

Primäre Amine zur besonderen Verwendung gemäß der Erfindung haben die allgemeine Formel

RNH₂

wobei R eine Alkylgruppe von 16 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet. Die bevorzugten Verbindungen sind diejenigen mit einer Jodzahl von weniger als 5. Tertiäre Amine zur besonderen Verwendung gemäß der Erfindung haben die allgemeine Formel

.N-CH₂

R₁-C

CFI₂

R₂
in der R₁ eine Alkylgruppe mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen und R₂ eine Alkylgruppe mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise weniger als 4 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Besonders bevorzugte Verbindungen zur Verwendung bei der praktischen Ausführung der Erfindung sind Stearylamin und l-Hydroxyäthyl-2-heptadecenylimidazolin.

Quarternäre Ammoniumverbindungen zur besonderen Verwendung gemäß der Erfindung haben die ίο allgemeine Formel

[NR₁R₂R₃R^X-

in der eines der Symbole R₁, R₂, R₃ oder R., eine Alkylgruppe mit wenigstens 10 Kohlenstoffatomen ist

>5 und der Rest aus Alkylgruppen oder substituierten Alkylgruppen besteht, von denen der Alkylrest weniger als 10 Kohlenstoffatome und vorzugsweise nicht mehr als 4 Kohlenstoffatome enthält, und X ein Anion darstellt. Die bevorzugten Verbindungen sind diejenigen, bei denen zwei oder drei der genannten Gruppen Hydroxyalkyl- oder Aminoalkylgruppen sind.

Während das Anion X aus irgendeinem Anion

bestehen kann, ist es gewöhnlich zweckmäßig, daß es aus Chlor besteht, da viel quarternäre Ammoniumverbindungen der genannten Art gewöhnlich in Form der Chloride im Handel erhältlich sind.

Die Modifizierung des Tons wird vorzugsweise dadurch ausgeführt, daß man eine alkoholische Lösung des Amins oder der quarternären Ammoniumverbindung und des Tons mischt. Die Mischung enthält vorzugsweise einen geringen Anteil einer Säure, welche die Geschwindigkeit oder das Ausmaß der Ionisation des Amins oder Aminsalzes verbessert. Der verwendete Alkohol ist vorzugsweise ein niederer Alkohol, z. B. ein Alkohol mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise I bis 3 Kohlenstoffatomen, wie Methanol, Äthanol oder Isopropanol. Der behandelte Ton, der so ein verdicktes alkoholisches Medium bildet, kann als solcher verwendet werden, oder er kann getrocknet und zur späteren Verwendung als Verdickungsmittel gelagert werden. Gegebenenfalls können die gleichen Ergebnisse erhalten werden, indem man zuerst den Ton und den zu verdickenden Alkohol mischt und dann eine Lösung des Amins, Aminsalzes oder der quarternären Ammoniumverbindungen in den Alkohol oder die Alkoholgemische einführt.

Die optimale Menge an zur Modifizierung des Tons erforderlichem Behandlungsmittel wird auf das

chemische Äquivalent relativ zu der Basenaustauschfähigkeit des Tons bezogen. Diese Basenaustauschfähigkeit kann nach irgendeinem geeigneten Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise kann der Ton mit einer Ammoniumacetatlösung gesättigt und danach gewaschen und getrocknet werden. Die sich ergebende Stickstoffkonzentration des behandelten Tons, wie er durch Trockendestillation des Tons bestimmt wird, um Ammoniak zu ergeben, gibt eine Anzeige der Fähigkeit des Tons zur Absorption von Kationen. Dies wird gewöhnlich in Milliäquivalent je 100 g Ton zum Ausdruck gebracht. Hochwertiger Bentonit hat gewöhnlich eine Basenaustauschfähigkeit von etwa 75 bis 100 Milliäquivalent je 100 g. Vorzugsweise wird der zu modifizierende Ton mit einer Menge einer Aminverbindung behandelt, die 100 bis 20()°/₀ der Basenaustauschfähigkeit des Tons, insbesondere etwa 125 bis 150%, chemisch äquivalent ist.

ie erfindungsgemäß hergestellten modifizierten e sind von besonderem Wert als Suspensions- ;me bei Gießereiformschlichten od. dgl. Diese ichten können auf der Grundlage von verschie- ;n organischen Flüssigkeiten, wie den niederen oholen und Toluol, hergestellt werden. Wenn

Schlichte auf der Grundlage eines niederen ohols gewünscht wird, braucht dem modifizierten , der, wie oben beschrieben, in Alkohol hergestellt nur ein geeignetes teilchenförmiges, feuerfestes -erial zugegeben zu werden. Wenn eine Schlichte der Grundlage von Toluol gewünscht wird, muß

Ton zuerst von dem alkoholischen Medium etrennt und danach zum Verdicken des Toluols vendet werden. Zu dem verdickten Toluol wird 11 das teilchenförmige feuerfeste Material zueben.

in teilchenförmiges feuerfestes Material von beson- ;m Wert bei solchen Formschlichten ist Zirkonü.

)ie Erfindung wird nachstehend an Hand von spielen näher erläutert.

Beispiel 1

■ine Probe von Wyoming-Bentonit wurde unterlit, und es wurde gefunden, daß er ein Basenausschäquivalent von 85 Milliäquivalent je 100 g hat. Z dieses Tons wurden in 73 g Isopropanol dispertt, und 6,3 g Stearylamin wurden zusammen mit g o-Phosphorsäure (spezifisches Gewicht 1,75) ',egeben, worauf mit einer Hochscherungsdisper- : vorrichtung 15 Minuten gerührt wurde. Die Miung nahm sehr rasch die Konsistenz eines sehr ken Krems an.

Beispiel 2

20 g Wyoming-Bentonit wurden in 71,6 g [sopropanol dispergiert, und es wurden 7,7 g l-Hydroxyäthyl-2-heptadecenylimidazolin zusammen mit 0,7 g o-Phosphorsäure (spezifisches Gewicht 1,75) zugegeben, wonach mit einer Hochscherungsdispergier^ vorrichtung 15 Minuten gerührt wurde. Die Mischung nahm rasch die Konsistenz eines sehr dicken Krems an.

Es ist zu bemerken, daß es sich als nicht möglich herausgestellt hat, Alkohole, insbesondere die niederen Alkohole, mit als Markenartikel erhältlichen organomodifizierten Tonen zu verdicken.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Tons für die Verwendung als Verdickungsmittel für organische Flüssigkeiten, bei welchem Ton mit einem organischen Amin oder einem Salz davon oder mit einer quarternären Ammoniumverbindung behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im alkoholischen Medium ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol aus Methanol, Äthanol oder Isopropanol besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Amin in einer Menge verwendet wird, die 100 bis 200 °/₀ der Basenaustauschfähigkeit des Tons chemisch äquivalent ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ton Bentonit, Hectorit, Saponit, Nontronit oder Attapulgit verwendet wird.