DE1644886A1 - Emulgierter fluessiger Kohlenwasserstoff - Google Patents

Description

Emulgierter flüssiger Kohlenwasserstoff.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen emulglerten flüssigen Kohlenwasserstoff.

Brennstoffe^auf Basis von Kohlenwasserstoffen und insbesondere für Flugzeuge haben den Nachtelle, daß sie beim Auftreten von Rissen oder Löchern in Brennstoffbehältern oder deren Zuleitungen, beispielsweise bei Flugzeugunglücken oder durch Einwirkung von außen, z.B. durch kriegerische Handlungen, leicht auslaufen, sich entzünden und zu Explosionen führen. Diese Gefahr wird noch dadurch verstärkt, daß duroh den Aufprall der Brennstoff versprüht wird und sich dadurch noch leichter entzündet.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachtelle zu vermelden und eine Emulsion des Brennstoffes vorzuschlagen, die hinreichend viskos ist, so dad sie duroh Schwerkraft nicht ausfließen kann. Ferner soll

^ ^fi %

gemäE Erfindung ganz allgemein jeder entflammbare flüssige Kohlenwasserstoff, z»B. Lösungsmittel oder Gemische für die'Chemischi'einigung und dergleichen» weniger gefährlich gemacht werden« Ferner soll der emulgierte flüssige Kohlenwasserstoff als diskontinuierliche oder dispergierte Phase auftreten und 75 ~is 99 Gew.# der Gesamtmischung ausmachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine stabile und äußerst ^ viskose Emulsion angestrebt, die bei niedrigen Scherkräften nicht schnell aus einem gerissenen oder auf andere Welse beschädigten Brennstoffbehälter ausfließt und trotzdem ohne Schwierigkeiten zu dem eigentlichen Motor oder in die Brennkammer gepumpt werden kann. G&aäfi Erfindung werden derartige Emulsionen erzielt, die bis zu 99 Qew»# der Gesamtmlschung an flüssigem Kohlenwasserstoff als diskontinuierliche Phase und kein Wasser enthalten, wobei die Gesamtmischung brennbar ist, während in anderen Ausführungsformen flüssige Kohlenwasserstoffe mit einem Gehalt von mehr als 93 Gew.J^ und nicht mehr als etwa 0,5 bis 0,7 0ew.£ Wasser bereitet, werden können.

Es wurde bereits vorgeschlagen. Emulsionen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen herzustellen; diese enthalten Jedoch gewöhnlich nicht mehr als höchstens 60 bis 70 Gew.% Kohlenwasserstoffe, bezogen auf das Gesairtgewieht In der disper-

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sen Phase. Emulsionen mit höheren Gehalten an Kohlenwasserstoffen enthalten diesen meist als kontinuierliche Phase. Derartige Emulsionen sind jedoch nicht geeignet, die Fließfähigkeit einzuschränken« da eine Emulsion mit einer kontinuierlichen Kohl«nwass«rstoffphas· kaum viskoser sein wird als der Kohlenwasserstoff selbst·

Versuche zur Herstellung von Kohlenwasserstoffenulslonen mit hohem Gehalt an flüssigen Kohlenwasserstoffen von I 90£ und mehr in einer dispersen Phase liefien sich bislang nicht mit ausreichender Stabilität herstellen. De« gegenüber sind die erfindungagemaflen Emulsionen sehr viel stabiler als die bekannten Emulsionen alt eine« groBen Gehalt an flüssigen Kohlenwasserstoffen in der kontinuierlichen Phase. Da es gemäß Erfindung «Bglioh 1st, Mischungen herzustel len, bei denen praktisch alle Bestandteil« brennbar sind« entsteht auch kein Verlust des Heizwertes der Kohlenwasserstoffe im Vergleich mit nicht emulgierten Kohlen- j Wasserstoffen.· In den Fällen, wo kein Wasser vorhanden ist, werden auch Korrosionserscheinungen, die bei wässrigen Emulsionen auftreten, verhindert. I« übrigen wurde festgestellt, daß bei den neuartigen Eeulsionen, der*n Oesaatwassergehalt nicht «inen Wert von 0,5 bis 0,7 Gew.Ji überschreitet, die Korrosion entweder überhaupt nloht «erkbar 1st, oder so gering 1st, dal al« leicht ehoe werden loan·

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Bmulsionen bestehen aus einer Dispersion einer flüssigen Phase innerhalb einer zweiten nicht mischbaren flüssigen Phase« Eine Emulsion» welche einen hohen Prosentgehalt einer Inneren dispersen Phase enthält, zeigt eine von den auftretenden Scherkräften abhängige Viskosität, d.h. bei geringen Scherkräften findet kein freies Fließen der Emulsion statt, während bei ausreichend großen Scherkräften die Viskosität bei bestimmten Geschwindigkeltsgefälle der Emulsion abnimmt„ so daß das Material leicht flüssiger wird« Solange der kritische Wert der Scherbelastung nicht tiberschritten und dadurch die Emulsion nicht zum Brechen gebracht wird» nimmt das Material bei Nachlassen der Scherkraft wieder den viskoseren Zustand an.

Derartig stark viskose oder pseudoplastlsohe Emulsionen gemäß Erfindung unterscheiden sich deutlich von Gelen» die aus einem festen« dreidimensionalen Netzwerk bestehen, in dem verzahnt ein ähnllohes flüssiges Netzwerk ange-W ordnet 1st, wobei jedoch keines dieser Oitter vollständig ineinander geschoben 1st. Wenn ein OeI durch Belastung fließfähig wird, so werden die Verbindungsstellen des Netzwerks aufgebrochen und müssen zur Verfestigung des OeIs wieder neu erzeugt werden. Im,Gegensatz dazu befindet sioh bei den erfindungsgemäßen pseudoplastischen Emulsionen jedes Tröpfohen der dispersen Phase tatsächlich Innerhalb

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der kontinuierlichen Phase und bleibt auch dort Jederzeit, wobei ein Fließen unter Belastung nur eine zeitweilige Änderung der geometrischen Ausbildung verursacht«

Diese geometrische Figur kann als Mehrzahl von verzerrten Kugeln oder Dodekaedern der dispergierten flüssigen Kohlenwasserstoff phase angesehen werden, von denen jede vollständig durch einen Film der kontinuierlichen PhasenflUesig kelt vollständig umgeben 1st« Die kontinuierliche Phasenflüssigkeit enthält einen Emulgator oder ein oberflächenaktives Mittel, um die Filmbildung der kontinuierlichen Phasenflüssigkeit zu ermöglichen, da diese ein Zusammenfließen der dispergierten Tröpfchen des Kohlenwasserstoffes verhindert.

Gemäß Erfindung wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß man eine viskose oder pseudoplastische stabile Emulsion herstellen kann, die als disperse Phase 75 bis 99 Gew.£ flüssigen Kohlenwasserstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, enthält, wenn man «in oder mehrere bestimmt· nichtwässrige organische Flüssigkeiten als kontinuierlich« Phase verwendet. Insbesondere werden als nichtwüssrige

Flüssigkeiten gemäß Erfindung stark polare organIsoh©

hohe

Flüssigkeiten verwendet, welche verhältnismäßig/Dielektrizitätskonstanten besitzen. Typische derartige Produkte

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sind Formamid, Dimethylacetamid, Diäthylformamid, Dimethylsulfoxyd, Propylencarbonat Glycidol, Kthylenglycol und Dimethylformamid. Die als kontinuierliche Phase zu verwendenden Stoffe kennzeichnen sich dadurch, daß deren Dielektrizitätskonstanten größer als 25 sind und daß der Löslichkeltswert größer als 10 ist? Ferner 1st es vorteilhaft, wenn der Gefrierpunkt der kontinuierlichen Phase nicht sehr viel mehr Über %,5°C liegt, so daß die Emulsion bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen stabil bleibt; dies ist jedoch kein wesentliches Merkmal.

Im folgenden sind die Eigenschaften einiger als kontinuierliche oder disperse Phase der erfindungsgeoäßen Eaulsicnen geeignete polare Stoffe und zu» Vergleich die Eigenschaften von Wasser und einem Düsentreibstoff angegeben.

Als Löslichkeitswert oder LÖ3lich«k«ite-Parameter gilt der Wert, der aus der Quadratwurzel der Verdnapfungaenergie je Mol Volumen nach dem Verfahren von J.H. Hildebrand "Solubility of Non-Electrolytes", 3. Ausgabe, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1930, entsprechend der

^g.cal/mol/ml berechnet wird.

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Substanz	Gefrier punkt °C	-56	0	Siede punkt	Dielektrizitäts- C konstante	Löslich- keits- wert
Formamid	0°	+18		. 109	18
Dimethylformamid	+ 8	200	57	12
Dimethylsulfoxyd	0	185	45	13
Ameisensäure	-17	100,	5 58	12,1
Glycerol	JP-4 Düsentreibstoff <-56	296	45	16,5
Äthylenglycol	Wasser	197	41	14,2
60	(IBP) 2	7
100	80	23,4

Selbstverständlich muß die Flüssigkeit der kontinuierlichen Phase mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff unmischbar sein«

Formamid wird besonders als kontinuierliche Phase bevorzugt, da man mit diesem eine im wesentlichen wasserfreie Emulsion mit einem Gehalt bis zu 99 Gew_D$ flüssigen Kohlenwasserstoff herstellen kann, wahrend der Rest das Dispergiermittel und das Material der kontinuierlichen Phase isto

Bei Formamid kann die Tieftemperaturbeständigkeit verbessert werden, wenn man Gemisch aus Formamid mit bestimmten festen Amiden verwendet,vorausgesetzt, daß die Mischungen bei Normaltemperatur noch flüssig sind. Die festen Amide haben

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1 bis 3 Kohlenstoffatome, zwei Aminoreste und null bis zwei Iminoreste. Hierzu gehören also Harnstoff, Oxamid und Guanidin.. Gewöhnlieh enthalten diese Mischungen 50 bis 85 Gew.% Formamid, während der Rest ein oder mehrere dieser festen Amide ist.

Bei Verwendung von Äthylenglycol, Propylenglyeöl und Glycerin kann man den Zusatz von Wasser zur Herstellung einer stabilen Emulsion vermelden, indem man ein Gemisch des Glycols oder Glycerins mit 5 bis J50 $> und vorzugsweise 10 bis 20 % Harnstoff verwendet„ Man kann ferner wasserfreie Emulsionen aus einem Gemisch von 60 bis 90 % Formamid

und 10 bis 40 % Äthylenglycol herstellen» Ferner sind vollständig wasserfreie Emulsionen unter Verwendung von Glycol oder Glycerin als kontinuierliche Phase möglich, wenn man anstelle des Wassers kleine Menge eines Cg bis C₁Q Fettalkohols oder einer entsprechenden Fettsäure, z.B_o Laurylalkohol verwendet.

Die Kohlenwasserstoffe, welche die disperse Phase in den erfindungsgemäßen Emulsionen bilden, sieden im wesentlichen im Bereich zwischen 21 bis 400⁰C, z.B. Erdölfraktlonen wie Gasöle, Petroleum, Benzin, Leichtbenzin oder Flugbenzin, Düsentreibstoff, Dieselöl, Stoddard Lösungsmittel und dergleichen, wie ferner Kohlenteer, Kohlenwasserstoffe oder -lösungsmittel, Naphtha, Benzol,

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Xylol, Kohlenwasserstoff-Brennstoffe aus der Kohlevergasung, Schieferöldestillate und dargleichen«, Als Benzin wird eine Mischung flüssiger Kohlenwasserstoffe mit einem Anfangssiedepunkt im Bereich von 21 bis 57°C und einem Endsiedepunkt Im Bereich von 121 bis 2j52°C bezeichnet» Die meisten Benzinsorten sind entweder Motorbenzin oder Flugbenzin, wobei erstere im Bereich von 21 bis 232°C sieden, wfihrend letztere einen engeren Siedebereich zwischen von 37 bis 156°Cbesitzen» Derartige Benzine be« stehen aus zahlreichen Kohlenwasserstoffen einschließlich Aromaten, Olefinen, Paraffinen, Isoparaffinen und Naphthenen. Das Stoddard Lösungsmittel hat im allgemeinen einen Siede bereich von 148 bis 205°C. Düsentreibstoffe sieden im allgemeinen zwischen 65 und 310⁰Co Die Kenndaten eines typischen Düsentreibstoffes sind bei dein sogenannten JP-4 Brennstoff wie folgt:

Dampfdruck nach Reed 2,20

API Dichte 53,5 I

maximaler Frierpunkt -54°C

Das Siedeverhalten nach ASTM D-86 in ⁰F ist wie folgt:

Anfangssiedepunkt: l40

10# : 251

20Ji : 278

: 300

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ίο -

50* : 526

80* : 585

95* : **5

Endsiedepunkt : 472

Die Emulsionen gemäß der Erfindung enthalten vorzugsweise, wenn sie als Motortreibstoffe verwendet werden» keine Metall«. Der beste Ausgleich der Anziehungskräfte zwischen der Kohlenwasserstoff phase und der kontinuierlichen Phase der Emulsion wird erreicht, wenn man eine Kombination aus zwei oder mehr Emulgatoren verwendet. Zur Erzielung bester Ergebnisse soll* der lipophile Anteil des Emulgators möglichst nahe der zu dispergierenden Kohlenwasserstofffraktion entsprechen. Um einen guten Ausgleich zwischen den lipophilen und nicht lipophilen also hydrophilen Kräften in dem Emulgatoreyete» zu erhalten, wendet man praktisch die sogenannten HLB-Werte an, wie sie von W.C.Oriffln in Journal of the Society of Cosmetic Chemistry« Dezember, 19^8, Seite 419, und ferner in Kirk-Othraer Encyclopedia of Chemical Technology, 2.Auflage, Band 8, Seiten 151-155 (1965) beschrieben sind. Die geeigneten HLB-Werte erreicht man, indem man zwei oder mehrere Emulgatoren in Kombination verwendet. Zur Herstellung stabiler Emulsionen gemäß Erfindung bei einer kontinuierlichen Phase aus Fomuuaid werden alt Emulgatoren bzw. Emulgatorkombinationen mit HLB-Werten la Bereich von 11-16 erzielt. Formamid gibt die grüßte Auswahlmöglichkeit

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an Emulgatoren,und zwar vermutlich wegen der starken Wasserstoff bindung des Formamid. Mischungen aus Formamid und festen Amiden wie Harnstoff ergeben die besten Emulsionen, wenn man nichtionische Emulgatoren mit HLB-Werten im Bereich von 11=14 verwendete Bei polaren organischen Flüssigkelten mit Amiden oder mit geringen Mengen Wasser, ZoB» bei Xthylenglykol, hängen die tatsächlichen HIB-Werte von der betreffenden ausgewählten Flüssigkeit ab und ändern sich mit dem Verhältnis von Wasser oder Amid zur organ!- | sehen Flüssigkeit in der kontinuierlichen Phase.

Als oberflächenaktive Stoffe oder Emulgatoren können gemäß Erfindung u.a. Alkylphenyl-polyäthylen-glycoläther, PoIyäthylen-polyoxypropylen-glyeol, Harzsäureester des PoIyoxyäthylenglycols und Alkylphenyl-polySthoxyalkanole verwendet werden, wie Isooctylphenyl-polyäthoxyäthanol, d.h. also das Reaktionsprodukt aus Ieooctylphenol und Xthylenoxyd. Die Alkylphenyl-polyalkoxyalkanole erhält man durch Umsetzung von bis 15 Mol Teilen eines Cg bis C, Alkylenoxyds mit einem Mol Teil eines Alkylphenols mit C- bis C₁₂ Alkylresten, d.h. also das Reaktionsprodukt aus 6 Molen Propylenoxyd mit einem Mol Dodecylphenol oder das Reaktionapr^dukt aus einem Gemisch von 5 Molen Xthylenoxyd und 5 Molen Propylenoxyd mit einem Mol Nonylpnenol oder das Reaktionsprodukt von 8 bis 10 Molen Xthylenoxyd mit einem Mol Isooctylphenol. Diese gehören zu den Verbindungen mit

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der allgemeinen Formel

RA(CH₂CH₂O)_x CH₂CH₂OH oder

₌. RA(CH₂CH₂CH₂O)_x

In welchen R einen Cg bis C₁Q Kohlenwasserstoffrest, A Sauerstoff oder Schwefel und χ einen Wert von 8 bis 20 bedeuten.

Andere Emulgatoren sind Fettsäureester des Sorbltans wie Sorbitanmonolaurat , Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonopalmltat und alkoxyllerte Fettsäureester des Sorbltans, wie Polyoxyäthylensorbitan-monostearat, Trlstearat oder Trloleato Andere geeignete Emulgatoren sind u.a. N-alkyltrlmethylen-diamlndioleat, Ootakls-(2-hydroxypropyl)sukrose, Kondensationeprodukte von FettsKureamlden und Xthylenoxyden, Kthoxylierte Fettalkohole, PolyoxyKthylenmonostearat, PoIyoxyKthylenmonolaurat , Propylenglycolraonooleat, Olycerlnmonostearat, Äthanolamlnfettsäureealze, Stearyldlmethylbenrolaramonlumohlorld, verschiedene Ouaaarten wie Tragant, Akazlengumml und dergleichen. Wenn die Gegenwart von Netall In der Emulsion nicht stört, so können auch metallhaltige Emulgatoren wie Natriumdiootylsulfosucoinat oder Dlnatrlum-N-octadeoyl-sulfonsiocinamat verwendet werden.

Eine ausführliche Liste von Emulgatoren mit deren HLB-Werten 1st in Kirk-Othmer "Encyclopedia of Chemical

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Technology", 2, Ausgabe, Band 8, Seite 128-I5O (1965) aufgegeben. Aus dieser Aufstellung kann man die Emulgatoren auswählen, welche entweder allein oder Im Gemisch die für die vorliegende Erfindung geeigneten HLB-Werte ergeben.

Die flüssigen Kohlenwasserstoffemulsionen gemMB Erfindung unter Verwendung von Formamid, Formamld/festem Amid, '

Formarald/Glycol als kontinuierliche Phase enthalten die Bestandteile in den folgenden Bereichen:

Gewichtsprozent

Bestandteile allgemeiner bevorzugter . Bereich Bereich

Kohlenwasserstoff 75-99 90-99 kontinuierliche Phase 0,5-20 0,5-8 Dispergiermittel 0,5-10 0,5-5

Besonders bevorzugt sind Emulsionen, bei denen die diakontinuierliche Kohlenwasserstoffphase 96 bis 99 Gew.% der Emulsion ausmacht.

Falls in der kontinuierlichen Phase Wasser vorhanden ist, so verschieben ^ich die Bereiche geringfügig, nämlich wie folgt:

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Gewichtsprozent allgemeinerbevorzugter Bestandteile Bereich Bereich

Kohlenwasserstoff 80 - 98 95 - 98

kontinuierliche Phase 1,5 - l8 1,5 - J5#5 Dispergiermittel 0,5 — 10 0,5-2,5

Das Verhältnis von Wasser zu der organischen Flüssigkeit der kontinuierlichen Phase beträgt bei' Verwendung von Xthylenglycol, Glycerin, 2-Pyrrolidon oder N,N-dlroethylacetamld im allgemeinen bei JO : 70 bis 60 : 40 und vorzugsweise nicht höher als 50 : 50.

Das Verhältnis von flüssigem Kohlenwasserstoff zur kontinuierlichen Phase und zum Emulgator oder zum oberflächenaktiven Mittel soll so eingestellt sein» dafl man eine Emulsion erhält, deren Belastbarkeit in Bereioh von 800 bis 35OO und vorzugsweise von 1000 bis 3000 Dyn/cn gemessen nach ASTN D217 Penetrometer oder naoh ASTH DIO92 Viskometer mit Extrapolierung auf die Nullgeschwindigkeit der Belastung, oder nach dem Kugelsteigverfahren MII^P liegte Die Grenzwerte für die Belastbarkeit ergeben sich aus der Anforderung, daß man noch «ine Viskosität haben muß, die ein Pumpen durch'übliche BrennstoffZuleitungen oder Pumpen ermöglicht unä trotzdem «ine Brennstoff emulsion ergibt, welche durch Öffnungen oder Löcher

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in den Wänden der Behälter nicht leicht ausfließt» Bei üblichen Düsenflugzeugen liegen diese Werte vorzugsweise Im Bereich von 1400 bis 2500. Der günstigste Wert liegt da, wo der aus einem durchlöchterten oder gerissenen Brennstoffbehälter oder -leitung ausfließende Brennstoff so langsam unter den bestehenden Druckverhältnissen ausfließt, daß der Brennstoff nicht versprüht und die gefährlichen und bei normalem Benzin auftretenden hochexplosibel feinverteilten Brennetoffluftgemische ergibt. Das Fließver« mögen der erfindungsgemäßen Emulsion läßt sich am besten mit dem einer Zahnpasta aus üblichen Tuben vergleichen, die einen kleinen Materialberg anstelle eines sich schnell ausbreitenden Tropfens bilden. Obgleich also die Emulsion nach wie vor entflammbar oder brennbar 1st, bleibt sie doch in einem Bereich, der sich sehr viel leichter unter Kontrolle bringen läßt, als es bei unverdicktem Brennstoff der Fall ist.

Zur Herstellung der Emulsion werden vorzugsweise die DIspergiermittel mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff vermischt und dann dieses erhaltene 0eml30h unter'Rühren dem die kontinuierliche Phase bildenden Material zugesetzte Wahlweise kann man beim Arbeiten mit zwei Emulgatoren, von denen der eine ein llpophller und der andere ein hydrophiler Emulgator ist, den lipophilen Anteil der

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Kohlenwasserstoffphase und den hydrophilen Anteil der kontinuierlichen Phase zugeben. Die Ruhrgeschwindigkeit ist wesentlich und kann nicht eine Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 1,52 m/Sek. betragen; gewöhnlich liegt die Umfangsgeschwindigkeit im Bereich von 0,15 bis 0,6 m/Seko Demzufolge kann man langsam laufende Propellerrührer, z.B. mit einer Umdrehungszeit von 150 bis 500 U/Min« oder Getriebepumpen zum Durchmischen,nicht jedoch hochtourig laufende Mischgeräte wie Kolloidmühlen, verwenden, die Geschwindigkeiten von 1500 bis 3OOO U/Min, haben» Bei zu großen Mischgeschwindigkeiten neigt die Emulsion zum Brechen. Der Grenzwert für die Schergeschwindigkeit bei der Herstellung ergibt sich aus der Tatsache, daß bei einer einmal gebildeten Emulsion eine Schergeschwindigkeit von 10.000 Sekunde" einen Grenzwert für die Emulslonsstabllitfit besteht, wenn man diese durch Leitungen, Ventile, Filter oder andere Anlagen führt. Vorzugsweise soll bei einem derartigen Verwendungszweck die Schwergeeohwlndigkelt einen Wert von 5000 Sekunde" nicht überschreiten. Zur Herstellung der Emulsionen kann entweder absatzweise oder kontinuierlich gearbeitet werden, wobei Zimmertemperaturen bevorzugt werden. Bei kontinuierlichen Verfahren kann man Innerhalb einer Leitung mischen.

Bei der Herstellung von Emulsionen, welche Kthylenglycol, öoru Glycerin oder £■Pyrrolidon und Wasser als

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"Span 8o" und für Polyc^athylen-Borbitanmonopalmitat "Tween 4o" und für Polyox^thylen-sorbitanmonooleat "Tween 80^tt lautet. Die einzelnen Emulgatorenmlsohungen hatten folgende Zusammensetzung:

Emulgator A: 37# Span 80, 6yf> Tween 80, HLB-Wert: 11 Emulgator B: 28jS Span 80, 12% Tween 80, HLB-Wert: 12 Emulgator C: 195^ Span 80« 8lji Tween 80, HLB-Wert: IJ Emfilgator D: 68jC Tween 4O₉ 32+ Span 80, HLB-Wert: 12

.20-

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Zusammensetzung in Qe*.$

	Düsen- Trcdfestoff	Formamid	Emulgator	(A)
	97	1.5	1.5	(B)
	97	1.5	1,5	(C)
	97	1.5	1.5	(A) (D)
O . O IO m to «j	96 97	2,0 1.5	2 1,5	•u.a.I
/182$

Tabelle I	Eigenschaften	Test II	Abtrennung
	Stabilität VoIJi	0	Test III
	Test I	0	0
Belastbarkeit in Dyn/cm2	2,0	0	0
1725	1,5	0	0
2000	2,0	0	0
2500	2,0		0
27OO	0,5
2500

des»

Is

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treibstoff JP«4, I^ Oew·^ Formamid und 1,5 Qew.j6 Poly-

t>xyäthylen©ls5lEfei;3? (10 Mol Xthylen je Mol Ölsylallcshol) silo einem HtB-Wsr^ yen 12,4+1 hergestellt. Disee Emulsion

■ß?vste eine Bcäastl-ärkeit von 3000 r^a/snr * Bisse

"' m3j?;^; ~" ' ir;i^rj *ir

,';. ⁷I iif^ L" _*4.f'~ «ρ- --si. " xi i^ ktti: ^mm&i

iepisl 2 «uni*£ rlrti B»l*i§nen wife

sine» festen Amid mis ieentinuidrllohe mid 1,5 0qm_s^ des SBsul^tore B vsfif#ad«t.

Bie kü£ititfui@f*li€uie ?h&m der ersten Bmulsiäii beet&nd

iaiuf 53Ji SKanistaff, uit der swai^m Ssulslon

844886

aus 855f Formamid und 15# laimstoff und dl* der Emulsion aus 50# Formamid islü $0$ Oxamide Di© erhaltenen Belastbarkeitswerte in Dyn/ear betrugen 1850 bsw« 2000 bzw« J.5OQ. Alle drei Emulsionen zeigten sowohl beim Stabilitätstest II und III keine Abtrennung, wahrend nach einem dreimal 6 Ständen durchgeführten Stabilitätstest 1 @i&e Abtrennung ▼on weniger als 1,0 bei der ersten Emulsion uM von 0,5 -

; ~ sn

der zweiten Emulsion erhalten

Beispiel 7

Eb wurden nach dem Verfahren genäfl Beispiel 6 drei Emulsionen ^.orge^.tellt, wobei die erste ein Gemisch aus 30$ Xthylenglyccl w*l TO % Formamid» die zweite ein Gemisch aus 5OJi Glycerin vm<k TO % Formamid, und die dritte nur aus Formamid als kontinuierliche Ph&ss snthi^lit Wim Sigansohaften

dieser Emulsionen Nrs· 1-3 ,^

Tabelle: Tabelle 2 Eigenschaft Belastbarkeit in Dyn/cm²

Abtrennung in % nach Stabilitätatest I

Korrosion von Kupfer nach 3 Stunden bei 100⁰C von Bronze bei 55⁰C

eas

folgender

	Emulsion	Mr. 3
Nr. 1	Nr.2	2000
1350	1250	1,0
5,0	5,0	J-IO
J-3	J-3	mild
keine	koisie

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Beispiel 8

Bei Herstellung von Emulsionen mit Glycolen und unter Verwendung von Laurylalkohol anstelle von Wasser wurden in mehreren Versuchen jeweils 97# Düsentreibstoff JP-4, 1,5 Gew.£ eines Glyooles und 0,5 0ew.£ Laurylalkohol und entweder 1,5 Gew.Ji Ammoniumlaurylsulfat oder Diäthanolarainlaurylsulfat als Emulgator verwendet« Der Laurylalkohol wurde dem Düsentreibstoff zugegeben, während der Emulgator zu der kontinuierlichen Glycolphase gegeben wurde· Anschließend wurde der in Alkohol enthaltende Düsentreibstoff der kontinuierlichen Phase nebst Emulgator in einem Rührgefäfl zugegeben bis das gesamte Kohlenwasserstoffgemisch zugesetzt worden war. Die Emulsionen waren viskos und stabil und hatten ein opakes bis blau-transparentes Aus* sehen. Die Belastbarkeit betrug bei Propylenglycol und

Verwendung von Dläthanolamlnlaurylsulfat 2000 Dyn/cm bzw. bei Verwendung von Ammoniumlaurylsulfat l800 Dyn/cm . Bei Verwendung vpn Xthylenglycol und Diäthanolaminlaurylsulfat

betrug die Belastbarkelt 2600 Dyn/cm , während sie mit

ο Ammoniumlaupylsulfat 2000 Dyn/cm betrug.

Beispiel 9

Es wurden sechs Emulsionen hergestellte wobei In jeden Fall als kontinuierliche Phase eine Mischimg aus einer polaren organischen Flüssigkeit urd Wasser bereitet wurde.

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Hierbei hatten die einzelnen Emulsionen die Zusammensetzung:

Emulsion Nr, 1 - 68£ Nfff-iimetiisftaeetaioid, Emulsion Nr.2 - $7£ Foneeiaid« 43Jß Hasser Mr. 3 - 70^ QXymrin» 3Cg? Wasser

Nr. 4 -

Nr. 5 -

und C sowie ein Bmulgater'S» Sies^slitnd ens lg0 %sa 80

SO und 9 t 5 % Spsss §@_d ^©Ki^M^t«, %f@l@lt@ fe@Mcs einen ms«Werfe k%

Γ ii5 Bsüilüion Nr.

Eiiäi®rli@he Phase und d@r ^ml^tor betragen te®l @i©n Nr. 1 jeweils 2,5 9®w_e|i ^nd bei äen.mndes^s

Hr. 2-5 jeweils * Oew.^. Al!« %&ttlelonefi seiften fe$i d·»

St&bilit&ftstesten XX und IXX kein» Aktrpnnraig* für die Belastbarkeit in Ttyn/m und die Abtä*®mtsig tmah Test X ergibt sieh aus der folgenden fabelles

Tabelle 3	Belastbarkeit
Emulgator	1500
B	1900
B	3550
C	1000
C	1500
S _	120©" '~
P ,/■

Abtrennung Test I

2 B 1900 7

2 C >550 5

«nd Wass®r

von

welche bei -5%®€ noc'i stabil sind. * bei denen di@ teattnmierlieti© Phase ^ Ith^lenglycol ued 35 bis 51*5 Sew·^

sieh keine übtr®nnmgeii naeh einem; bis zn «5%°C äurctigefUhrten KMltetest siit dreifachen 16 StsMHSen-AbkühlVorgang« Alle Iteilsionen wurden■ wiein den vorhergehenden Beispielen hergestellt. Sie Zusanssensetzungen und die Werte der Belastbarkeit sind in der folgenden Tabelle angegeben. Bei diesen mit Jlthyl@nglycol hergestellten Eoasulsionen 1st ein Emulgator mit einem HIiB-Wert im Bereich von 12 bis 14 am zweckmäßigsten

7/182S

Tabelle 4

Zusammensetzung in Oew«<

Düsentreibstoff JP-4 Glycol/Wasaer Emulgator Belastbarkeit in Dyn/cm

48,5β Xthylenglycol, 65 % Äthylenglycol,

5 Ca) 5 Cd)

97 96 96

1,5 (a) 2 (2) 2 (b)

1.5 (d) 1,5 (e) 2 (d)

1000 1200 I5OO

$> Wasser Wasser % Wasser

97	Cc)	i
1.5	(f)	IO
1.5
1000

52,5 % Xttarlenklyeol, 19 % Span 80, 81 t Twe- ö0 9 % Span 80, 91 % Twee- 3®

28p Span 60 (Sorbitamt . : :;&rat), 72^ Tween 60 (Polyoxyäthylen-sorbitanmono-

stearat)

28 .- ■ ■

BetapjLel 11,

Ira folgenden Beispiel wird die Wirkung von zugesetztem .., Wasser gezeigt, welches einmal der Emulsion zugesetzt wird nachdem 50 % der dispergierten Phase erzielt worden •sind und zum anderen, wenn das Wasser mit dera XthyXenglyool vorgemiseht und letzteres als kontinuierliche Phase benutzt wird. Der Emulgator wurde dem Düsentreibetoff zugesetzt und das Gemisch dann in einem RUhrkeesel der kontinuierlichen Phase zugesetzt. In einem Fall wurde das Wasser mit dem Xthylenglycol vorgemiaoht und in dea anderen Fall wurde das Wasser erst zugegeben nachdem 50£ der dispergierPhase erhalten wären·

Es wurde mit 97 Gew.£ Düsentreibstoff, 0,68 QeM.% Äthylenglycol und 0,82 Qew_o^ Wasser gearbeitet ι als iSoulgatop wurde 0,29 Gew.Ji Span 80 und 1J21 Oew.jt Tween 80 verwendet. Wenn das Wasser mit Glycol vorher gesiecht wurde» betrug ' die Belastbarkeit 1000 Dyn/em², walirehd bei Zugab« iron Wasser R&ch 30Jiiger Diepergierung die Belaetbarkeit 1200 Dps/ess² betrug. Die StabllitKtsiahtereuoteunsea daß bei einer Behandlung nach dta Test III b#l am mischten Präparat nach 4 Moch«n und Wi dt» splfeer benen Prad-^t sieh na©h 2 Wochen k@i£ie Trsfutung Bei am Stafeilitltst®©t ti», welcher fei© » wurde

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Perioden keine Abtrennungen» Hur bei dem Stabilitätstest I , der mit sechs 6~st0ndlgesi Perioden bei 54⁰C durchgeführt wurde, zeigten sich bei dem vorgemischten Produkt Afo&iffchnungen von IG«15 und bei dem später zugegebenen Produkt 5 % Abscheidungen·

Di@@e Werte zeigen, daß Emulsionen 'mit einem VorgeasSgeh ■von Glycol und Wasser etwas g@r.lsig$re Beiastbag°fe#l&s.werte haben und etwas stabiler sind- als Baulsionen^ ύ±® toerge-:

stellt wurden durch Zus&te ^@n tessser nach Binmtm® der Emulglerunge

Beispiel 12

Es wurden weitere Emulsicin@n hergestellt» wobei als konti« nuierllche Phase entweder Ithylesiglycol, Glycerin oder 2-Pyrrolld©n verwendet wurde* wobei ferner als Emulgator eine !Combination aus Span 80, Triton X-100 und Triton X-405 verwendet miras* Es wurde entspres^end Beispiel 1 das Wasser emt gugegeben als $ϋβ der dlspergierten Phase erzielt wurden· Die Zusaunenset^ung der verschiedenen Benilsionen und deren BlgeneeSiaft«n sind in der folgenden Tabelle angegebene

	Tabelle 5	Gew.	B	•_c_	D
Beatandteil	A	1,20		- - .
Kthylenglyool	1,20	-	1,91	"-
Propylenglycol	-,	-	•	1,0
Glycerin	- -	0,80	1,09	1,0
2-Pyrrolidon	-	0,19	0,19	0,19
Wasser	0,80	0,275	0,275	0,275
Span 80	0,19	0,555	0,555	0,555
Triton X»4O5	0,275	97,0	97,0	97,0
Txiton Χ-10Θ	0,555
ii mMtaften '	97,0

2000 2P.QD ~ 260©

It Mi f
⁹Q 16 Stunden

0,0

0,0

0,0

0,0

0,©

'HtB-Werte verstehen sieh mit einer Fehler» von plu· oder minus i der angegebenen Z«bJ.enwerte.

Zuaeunmenfftseend kann also festgestellt werden« daß* die erfindungsgem&een Bmileionen in einem Temperaturbereich von -50 bis +55⁰C stabil sind und in einigen Fällen nooh bei »55° C stabil sind, und anmr mindeetens 50 Tage bei

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sms l

oiit

Zimmertemperatur· Die - I@sssi§t@siE &MS„ daß sie durch

gepumpt

viskos sind» um ein seteelle® Löchern oder

st®££tankee zu verhindern» BwJLsiQEisii. hängen auch in b@trsff@ad©Ei Oberfläche ab. Io allg@ii@&SäQa Polyäthylen,cd©r Polypropylen nicht durch diese Emulsionen ben@tit,

von derartigen Flächen durch reibungsfreies

Die meisten anderen Oberflächen, wie Metalls, %Rm @d©r^j Csqfpo2.2jm@ri8a.te te®rd@n vösi ά®η Samlslonen benetzt, s© daß das' Fließv@rha,It@^ (ims v@u S©^si@ipfett oder Majonäse entspricht. Bsi ters mit einer nicht benet£©n€i@2t geringer überdruck, um die emulgierte In eine Zuführpumpe zu bringen«

als Brennstoffe fUr jeden einem Brennsto£f©lsi®prifcssy©fö©äs äußerst wirkeasra®

mehr als 1

nicht

benutst

arbeitstι

können alt sie

fif

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Plugzeuge können diese neuartigen Brennstoffe auch für Militärfahrzeuge» Schiffe, Rennwagen* Dieselmotoren, als SioherheitstreibatOff, als Heizöl und als Treibstoffvorrat für Haushaltszwecke oder in Lebensrettungsausrüstungen in Rettungsbooten (z.B. zur Wasserdestillation), ferner als Sicherheitslösungsmittel, zum Chemisohreinigen, im Haushalt z.B. als Tapetenreiniger verwendet werden· Wenn nan ein stark entflammbare Material wie beispielsweise Schwerst benzin oder Naphtha erfindungsgemäß emulglert, kann man

dieses Produkt dann in Tankschiffen transportieren und das Material am Bestimmungsort entemulgieren und damit das Sicherheitsrisiko verringern. Wenn man die Emulsion vor dem endgültigen Einsatz aufbrechen muß, so kann dieses durch starkeScherbelastung, durch Zugabe überschüssigen, nichtemulglerten,flüssigen Kohlenwasserstoffes.oder durch Zugabe von Aceton, Methanol, Isopropylalkohol und dergleichen erfolgen.

Ue:mU

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Claims (1)

1. Stabile Kohlenwasserstoffemulsion mit einer Scherbelastbarkeit von 800 bis 3500 Dyn/cm ,dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer dispersen Phase aus 75 bis 99 Gew.£ eines flüssigen Kohlenwasserstoffes besteht, der im Bereich von 21 bis 40O⁰C siedet und 0,5 bis 20 Gew.Ji einer polaren organischen Flüssigkeit als kontinuierliche Phase enthalt, welche mit dem Kohlenwasserstoff unmischbar ist und eine Dielektrizitätskonstante von mehr als 25 und einen Löslichkeitswert von mehr als 10 besitzt und daß 0,5 bis 10 Gew.^ eines organischen Emulgators vorhanden sind*

2. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß sie als polare Flüssigkeit Formamid enthält.

5. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafl die polare Flüssigkeit ein flüssiges Gemisch aus 50 bis

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85 GeWoji Formamid und 15 bis 50 Gew„SI> eines festen Amides mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, 2 Aminogruppen und Null bis 2 Irainogruppen 1st»

4a Emulsion nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die polare Flüssigkeit ein Gemisch aus 70 bis 95$ Kthyienglycol, Propylenglycol oder Glycerin und 5 bis 30 % Harnstoff ist,

5« Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polare Flüssigkeit ein Gemisch aus 50 his 85 Gew„# Formamid und 15 bis 50 Gew„# Harnstoff ist ο

6« Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die polare Flüssigkeit ein Gemisch aus 50 bis 85 Gew<>£ Formamid und 15 bis 50 Gew.Ji Oxamid ist«

7. Emulsion nach Anspruch 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet,daJ sie 0 bis 0,7 Gew># Wasser, bezogen auf das Gesamtgewichtder Emulsion enthält.

8ο Emulsion nach Anspruch 1 bis 7# dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff ein Düsentreibstoff 1st»

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Emulsion nach Anspruch 1 his 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator mindestens teilweise ein nichtionischer Emulgator ist₀

10. Emulsion nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet« daß der Emulgator einen HLB-Wert in Bereich von 11 bis 16 hatc

Ho Emulsion nach Anspruch 1 bis 10« dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffgehalt 75 bis 99 Gew_o£ beträgt.

12ο Emulsion nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 2 Gew.jG eines nicht-ionogenen Emulgators mit einem HLB-Wert von 11 bis 14 enthält.

Emulsion nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie Belastbarkeitswert im Bereich von 1400 bis 2500 hat.

14. Emulsion nach Anspruch 1 bis I5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 96 bis 99 Gew.$ eines Düsentreibstoffes, aus 0,5 bis 3 Gew.% Formamid und 0,5 bis 2 GeWc# eines Emulgators mit HLB-Werten von 11 bis 16 besteht«

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15« Emulsion nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Phase aus einem Gemisch aus 30 bis 60 Gew„5i Wasser und 70 bis 40 Gew.Ji der organischen Flüssigkeit besteht,

16. Emulsion nach Anspruch 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit Äthylenglycol 1st.

17. Verfahren z_vur Herstellung einer Emulsion nach Anspruch

1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man den Emulgator mit dem Kohlenwasserstoff vermischt und dann das erhaltene Gemisch in eine gerührte kontinuierliche PhasenflUsslgkelt mit einer Geschwindigkeit zu^setzt, die die Anwesenheit von nicht mehr als etwa 1 $ des nicht emulgierten Kohlenwasserstoffes zur betreffenden Zeit in der gesamten gerührten Nasse und der erhaltenen Emulsion zuläßt, wobei die Ruhrgeschwindigkeit eine Umfangsgeschwindigkeit von 1,524 m/Sek» nicht überschreitet..

18. Verfahren nach Anspruch 17· dadurch gekennzeichnet,

' daß man die Emulsion einer Schergeschwindigkeit aus» setzt, die nicht mehr als 10.000 Sekunden" beträgt■*

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19o Verwendung einer Emulsion gemäß Ansasmcli 1 bis 16 als Sicherheitstreibstoff.

UetmU

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