DE1795662B2 - Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher bzw. in Wasser quellbarer oberflächenaktiver Additionsprodukte. Ausscheidung aus: 1495749 - Google Patents
Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher bzw. in Wasser quellbarer oberflächenaktiver Additionsprodukte. Ausscheidung aus: 1495749Info
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Description
genannt, wobei // eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist,
1.2-PropylenglykoI. 2,2-Diniclhyl-piopandiol-i,?, Octadecandiol-1,12.
Glycerin. Trimelhylolpropan. Rk iihim'M,
Pentaerythrit. S ο ι bit. Buten-2-diol-l,4. OcIadcccn-Q.lO-diol-i.lZ.
2.2'-Dihydroxy-diäthylsuHid, N-Alk>ldiäthanolamine, Di -(2-liydroxyäthyl)-ole\
amin. Triäthanolamin, CyelohexandioI-1.4. Terephthalsäure-di-(2-hydroxyäth\l)-ester,
H\drochinon-di-
Ί>
(^-hydroxyäthyl)-äther. Des weiteren können polyfunktionelle
Phenole, Oxycarbonsäuren, Polycarbonsäuren, Aminoalkohole mit primär oder sekundär
gebundener Aminogruppe, primäre Mono- und Polyamine und Diamine mit primäien, primären und
sekundären oder mit sekundären Aminogruppen als Startkomponenten eingesetzt werden.
Für die Additionsreaktion können Polyisocyanate der aliphatischen, aromatischen oder cycloaliphaüschen
Reihe allein oder in Mischungen verwendet ic werden, wie z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexa-
:methylendiisocyanat, 1,4-und 1,3-Phenylendiisocyanat,
Toluylen-2,4- und Toluylen-2,6-diisocyanat sowie Gemische
beider Isomeren, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4' -Diphenyl- dimethyl -methandiisocyanat,
Naphthylen-l.S-diisocyanat, Cyclohexan-lAdiisocyanat,
Toluol-2,4,6-triisocyanat und nach der deutschen Patentschrift 1 101 394 gewonnene Biuretpolyisocyanate.
Erfmdungsgernäß verwendbare monofunktionelle
Isocyanate oder Alkohole oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren mit einem mehr als acht
Kohlenstoffatome enthaltenden Kohlenwasserstoffresi
lind 2. B. primäre Alkohole der allgemeinen Formel CnH2H-T1OH, wobei η eine ganze Zahl größer als 8
gedeutet, ferner 2,2-Dimethyl-octanol-l, 2,2-Dimethyl-
«lecanol-1, Octadecen-9-ol-l, p-n-Nonylphenol, n-Dodecyl-mercaptan,
primäre Amine der allgemeinen Formel C71H2,, MNH2) wobei η eine ganze Zahl größer
Bis 8 bedeutet, N-Methyi-stearylamin, N-Methylcleylamin,
Dodecylanilin, Monocarbonsäuren der allgemeinen Formel Ο,Η.,,^ΟΟΟΗ, wobei /; eine
ganze Zahl größer als 8 bedeutet. Undecylensäure,
Ölsäure, Leinölfettsäure, Monoisocyanate der allgemeinen Formel CH2n+1NCO, wobei /1 eine ganze
Zahl größer als 8 bedeutet, Oleylisocyanat, /?-Dekalylisocyanat,
4-Dicyclohexylmethanisoeyanat, \-Propyl-
«-undecyl-methylisocyanat, Diphenylmethan-4-isocyanat,
2-Methyl-4-cyclohexyl-phenylisocyanat, Nonyliphenylisocyanat,
p-Dodecylphenylisocyanat.
Durch gleichzeitigen Einsatz verschiedener hydrophober Komponenten sind weitere Variationsmöglichkeiten
gegeben.
Wird der hydrophobe Rest, das ist der mehr als acht Kohlensoffatome enthaltende Kohlenwasserstoffrest,
über ein Monoisocyanat in die Verfahrensprodukle eingeführt, so müssen die Polyäthylenglykoläther
mit einem Unterschuß eines Polyisocyanats umgesetzt werden, das Verhältnis von NCO OH ibt also
bei diesem Reaktionsschritt kleiner als 1.
Die nach dieser Umsetzung noch verbleibenden freien Hydroxylgruppen werden alsdann mit dem
Monoisocyanat abgesättigt, so daß im Endeffekt die NCO/OH-Bilanz der Gesamtreaktion 1 beträgt. Eine
Trennung dieser Arbeitsweise in zwei Stufen kann durchgeführt werden, sie ist experimentell jedoch nicht
notwendig. Der Polyäthylenglykoläther kann in einem Arbeitsgang mit einem Gemisch eines Polyisocyanats
und eines hydrophoben Monoisocyanats unter Beachtung
der Forderungen hinsichtlich Art und Menge 6u der Komponenten umgesetzt werden.
Die Einhaltung eines NCO/OH-Verhältnisses von 1
für die Gesamtreaktion ist nicht zwingend notwendig, sowohl bei darunter als auch bei darüberliegenden
Werten werden im Sinne der Erfindung noch durchaus wirksame Produkte erhalten. Bevorzugt ist jedoch in
der Gesamtbilanz, ein NCO/OH-Verhältnis von 1.
Wird der hydrophobe Kohlenwassersloffresi über
einen monofunktionellen Alkohol, ein monofunktionelles Mercaptan oder Amin oder über eine monofunktionelle
Carbonsäuie eingeführt, so müssen die Polyäthylengylkoläther mit einem Überschuß eines
Polyisocyanats umgesetzt werden, das NCO/OH-Verhältnis ist bei diesem Reaktionsschriit also größer als 1.
Die nach dieser Umsetzung im Additionsprodukt verbleibenden freien NCO-Gruppen werden dann mit den
genannten hydrophoben monofunktionellen Komponenten abgesättigt, so daß in der Gesamtbilanz der
Reaktion das Verhältnis \on NCO/H = 1 beträgt. Auch bei dieser Arbeitsweise ist eine Trennung in
zwei Stufen nicht erforderlich, eine Mischung des Polyäthylenglykoläthers mit der hydrophoben monofunktionellen
Komponente kann in ein_m Arbeitsgang, wiederum unter Beachtung der Forderungen
hinsichtlich Art und Menge der Kompoenten, mit einem Polyisocyanat umgesetzt werden.
Eine Einhaltung des NCO/H-Verhäitnisses von 1 in
der Gesamtbilanz wird bevorzugt, bei kleineren oder darüberliegenden Werten jedoch ebenfalls im Sinne
der Erfindung brauchbare Produkte erhalten.
Die Polyäthylenglykoläther werden vor der Isocyanatumsetzung
sorgfältig entwässert, was z. 3. durch eine Vakuumbehandlung bei erhöhten Temperaturen
von 100 bis 120'C oder durch Behandlung mit Lösungsmitteln,
welche mit Wasser konstant siedende Gemische bilden, erreicht werden kann. Enthalten
die Polyäthylenglykoläther von ihrer Herstellung her noch Alkalien bzw. Alkalisalze organischer Säuren,
so wird in der Regel auch noch eine Neutralisation mit anorganischen starken Säuren, wie Salzsäure odet
Schwefelsäure, notwendig sein, um unerwünschte Nebenreaktionen bei der lsoc\anatadditionsieaktion
zu vermeiden. Diese Additionsreaklionen können andererseits durch bekannte Katalysatoren für Isocyanatreaktionen
sehr wirksam in gewünschter Richtung beeinflußt werden. Genannt seien z. B. Eisenacetylacetonat,
Zinnverbindungen, wie Dibutylzinndilaurit, Magnesiumoxyd und tertiäre Amine.
Lösungsmittel, welche keine mit Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatome enthalten, können mitverwendet
werden. Da die Verfahrensprodukle wasserlöslich sind, werden mit Wasser unbegrenzt mischbare
Lösungsmittel, wie Aceton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylformamid, bevorzugt.
Die Umsetzung wird zweckmäßig in Rührgefäßen, Knelern oder Autoklaven bei Raumtemperatur oder
erhöhten Temperaturen, vorteilhafterweise unter einer Schutzgasatmosphäre von Stickstoff oder Kohlendioxyd
bei Atmosphärendruck oder erhöhtem Druck durchgeführt. Der Reaktionsverlauf läßt sich leicht
durch Ermittlung des Isocyanatgehalts verfolgen. Auch Viskositätsmessungen können zur Kontrolle
des Reaktionsablaufs herangezogen werden. In diesem Falle wird die Reaktion unterbrochen, wenn wäßrige
I ösiingen des Reaktionsgemisches ein Viskositätsmaximum
erreicht haben. Wird die Reaktionsmischung nach Erreichen dieses Viskositätsmaximums weiter
auf höhere Temperaturen erhitzt, so ist als Folge oxydativer Abbaureaktion bisweilen eine unerwünschte
Viskositätsabnahme zu verzeichnen. Durch die Mitverwendung geringer Anteile von Oxydationsschutzniitteln.
wie z. B. Di-tert.-butyl-p-kresol, lassen sich diese Begleiterscheinungen wirksam unterbinden.
Die wäßrigen, mehr oder weniger stark rheopexen Lösungen der erhaltenen Verfahrensprodukte zeigen
bei starker Grenzflächenaktivität geringe Neigung
zum Schäumen und sind daher zur Herstellung schaumfreier Benzin-in-Wasser-Emulsionen (OfVJ-Emulsionen)
oder als Dispergiermittel vorzüglich geeignet; ihre Viskosität ist durch Art und Menge der
Reaktionspartner in weiten Grenzen variierbar und kann z.B. für 2%ige wäßrige Lösjngen zwischen
10 bis 10 000cP/25°C eingestellt werden. Gegenüber bisher bekannten Emulgiermitteln — auch gegenüber
den in der deutschen Auslegeschrift 1081 225 beschriebenen
— ermöglichen die neuen Verbindungen die Herstellung von Emulsionen, deren innere Phase
bei vergltichbarer Viskosität und gleichen Mengen an eingesetztem Emulgiermittel um 20 bis 30 % geringere
Mengen an Schwerbenzin enthält. Derartige Emulsionen sind nicht nur für die Praxis wirtschaftlicher,
sie geben vor allem im Pigmentdruck bei Verwendung dispergierter Bindemittel, wie synthetischen Latices,
infolge der höheren Wasserreserve drucktechnische Vorteile. Weiterhin können die erfindungsgemäß hergestellten
Additionsprodukte vorteilhaft zur Dispergierung -r organischer und organischer Pigmente in
Wasser und zur Herstellung nicht absetzender Pigmentfarbstoffteige regulierbarer Viskosität eingesetzt wer-Additionsproduktes
wurden die folgenden Versuche durchgeführt:
In eine Lösung von 8 Teilen des Verfahrensproduktes in 442 Teilen Wasser werden mit einem hochtourigen
Schnellrührer (3000 Umdr./Min.) 550 Teile Benzin (Siedebereich 100 bis 2500C) einemulgiert. Es ist dabei
belanglos, ob dieses Benzin keine oder — wie es bei handelsüblichen Sorten (Testbenzinen) der Fall ist —,
mehr oder weniger große Mengen an Aromaten enthält. Es ensteht eine Paste, deren Viskosität nach
dreiminütigem Rühren nicht weiter ansteigt und bei Zimmertemperatur eine Viskosität von etwa 6000 cP
hat. Die Konzentration des Emulgiermittels in der Emulsion beträgt 0,8 %.
In eine Lösung von 5 Teilen des Emulgators in 295 Teilen Wasser werden 700 Teile Benzin einemulgiert.
Die Viskosität dieser beständigen Emulsion beträgt, bei Zimmertemperatur und mit kleiner
Schubspannung gemessen, etwa 5000 cP.
Je 290 Teile Polyäthylenglykoläther (Molekulargewicht 6000), hergestellt durch Äthoxylierung von
Äthylenglykol, werden mit den in der Tabelle ΐ auf-
den. Sie sind ferner geeignet für Bohröl- und Pflanzen-
schutzmittelemulsionen, Schlichtemittel, wäßrige Ap- 25 geführten Anteilen Alkohol vermischt und mit
pretur- und Beschichtungsmassen für Textilien oder Toluylen-2,4- und Toluylen-2.6-diiskcyanat (Mengenverhältnis
65: 35) zur Umsetzung gebracht. Vor der Isocyanatzugabe erfolgt eine in Beispiel 1 beschriebene
Vorbehandlung des Polyäthylenglykoläther-Alkohol-30 Gemisches unter Einsatz von jeweils 1,18 ml n-Schwefelsäure,
75 ml Benzol und 10 mg Eisenacetylacetonat.
Papier sowie als Dispergiermittel und als Schutzkolloide bei der Zubereitung wäßriger Anstrichfarben.
Sie können des weiteren eingesetzt werden bei der Herstellung von Beton und Estrich, wo sich ihr Emulgier
und Viskositätsverhalten plastifizierend auswirkt. Die in Wasser nicht mehr löslichen, sondern nur noch
quellbaren Verfahrensprodukte sind in besonderem Maße wegen ihres vorzüglichen Wasserhaltevermögens
als Bodenverbesserungsmittel geeignet. Da das rheopexe Viskositätsverhalten dieser Stoffe einen intensiven
Schmiereffekt zur Folge hat, können sie vorteilhaft zusammen mit anderen waschaktiven Substanzen und
Füllstoffen als Gesichts- und Handwaschseifen Verwendung finden.
5680 Teile linearer Polyäthylenglykoläther (Molekulargewicht 6000), hergestellt durch Äthoxylierung
von Äthylenglykol, werden in einer Rührapparatur mit 1250 ml Benzol und mit 23 ml r-Schwefelsäure
versetzt und 3 Stunden auf 105cC erhitzt. Während
dieser Zeit, in der das Benzol im Kreislauf geführt wird,
werden 45 ml Wasser abgeschieden. Dann wird das Benzol, zuletzt im Vakuum von 14 mm Hg, in einer
Stunde und 45 Minuten abdestilliert. Bei 75' C werden dem Polyäthvlenglykoläther 0,336 Teile Fuenacetylacetonat
hinzugefügt und während einer Stunde bei gleicher Temperatur gelöst. Dem so \ 01 behandelten
Polyäthylenglykoläther werden bei 75C C 98 Teile Toluylen-2,4- und Toluylen-2,6-diisocyanat (Mischungsverhältnis
65 : 35) sowie 235 Teile Stcarylisocyanat hinzugefügt. Nach Einmischen der Iso-Nach
einer Reaktionszeit von etwa 30 Minuten bei 1000C ist die Isocyanatadditionsreaktion beendet.
Entstanden sind bei Raumtemperatur zerbrechbare, in Wasser etwas milchig trüb lösliche Wachse mit
den in der Tabelle I angeführten Viskositäten.
| Ge | Alkohol | Isocyanat- | Viskosität der 2%igen |
|
| Nr. | wichts- | mengc | Wasscr- | |
| teile | in Gewic'üis- | lösung | ||
| Stearyl- | teilen | ίπςΡ/25°Ο | ||
| A | 11,35 | Cetyl- | 12,08 | etwa 5700 |
| B | 11,70 | Myristyl- | 12,60 | 336 |
| C | 11,70 | Lauryl- | 13,14 | 230 |
| D | 11,50 | DccnI- | 13.90 | 28 ^ |
| E | 11,75 | 14,87 | 8,6 | |
Zum Nachweis der Eigenschaften der gemäß diesem Beispiel hergestellten Additionsprodukte wurden folgende
Versuche durchgeführt:
In eine Mischung aus 20 Teilen des Verfahrer.s-Produktes
C. 800 Teilen Wasser sowie 1.50 Teilen eines 40°(')igen synthetischen Latex eines Acrylsäurebutylester-Acrylnitril-Mischpolymerisates
werden 50 Teile einer 30%igen wäßrigen Dispersion von Ruß einaerührt.
Fs entsteht eine Paste mäßiger Viskosität,
cyanate wird eine geringfügige exotherme Reaktion 60 welche nach den üblichen Methoden auf Beton, Putz,
beobachtet. Weiteres einstündiges Rühren bei 100' C unter Stickstoff als Schutzgas führt zum Reaktionsende. Das Reaklionsprodukt ist nach dem Abkühlen
ein festes, leicht zerbrechbares Wachs. Fine prozentige wäßrige Lösung desselben ist
und hat eine im Höppler-Viskosimeter Viskosität von 360cP/25°C.
Zum Nachweis der Eigenschaften des erhaltenen
zweiklar
gemessene
ve
fi5 Holz oder Papier aufgetragen wird und nach der
Diirchtrocknung einen wasserbeständigen Anstrich
liefert.
In ein etwa SO0C heißes Gemisch aus 100 Teilen des
Verfahrensproduktes A, 100 Teilen Natrium-nonylben?.olsulfonat
und 400 Teilen Wasser werden 300 Teile feinkörniger Quarzsand sowie 100 Teile Talkum oder
Bentonit eineerührt. Nach dem Erkalten erhält man
eine feste Masse, die als ausgiebige, »rillensauber« waschende Handwaschseife zu verwenden ist.
20 Teile des Verfahrensproduktes A werden in 580 Teilen Wasser gelöst. Nach der Einemulgierung
von 400 Teilen Schwerbenzin entsteht eine hochviskose Emulsion mit einer bei Raumtemperatur
gemessenen Viskosität von etwa 7000 cP, die nach der Kombination mit Bindemitteln und dispergierten
Pigmentfarbstoffen als Pigment-Filmdruckpaste dient.
Zur Herstellung einer Mineralöl-in-Wasser-Emulsion
werden in eine Lösung von 10 Teilen des Verfahrensproduktes C in 100 Teilen Wasser 100 Teile Mineralöl
von Hand kräftig eingerührt. Diese Emulsion kann bis zur zehnfachen Menge mit Wasser verdünnt werden,
ohne daß bei Temperaturen bis zu 70° C ein Aufrahmen des Mineralöls beobachtet wird.
300 Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers (Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxylierung
von Äthylenglykol, werden nach Zugabe von 0,* ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol als
Schleppmittel entwässert, mit 0,017 Teilen Eisenacetylacetonat und mit den in der Tabelle Il aufgeführten
Isocyanat-Gemischen bei 1000C versetzt. Nach einstündiger
Reaktionszeit werden bei Raumtemperatur wachsartige in Wasser lösliche Reaktionsprodukte
erhalten, die sich vorzüglich als Emulgatoren und zugleich Verdickungsmittel eignen. 2%ige wäßrige
Lösungen haben die in der Aufstellung angegebenen Viskositätswerte in cP/25°C.
| Tabelle | II | Stearyl- | Visko | |
| isocyanat | sität | |||
| einer | ||||
| in g | 2%igen wäßrigen |
|||
| Diisocyanat in g | 11,8 | Lösung | ||
| cP/25°C | ||||
| 11,8 | 200 | |||
| a | Hexamethylen- | 3,86 | ||
| diisocyanat | 11,8 | 60 | ||
| b | Diphenylmethan- | 5,75 | ||
| 4,4'-diisocyanat | 92 | |||
| C | Cyclohexan- | 3,82 | ||
| 1,4-diisocyanat | ||||
| B e i s ρ i | el 4 | |||
lierung von Äthylenglykol, sowie die in der Tabelle III
jeweils angegebenen Teile Oleylalkohol werden nach Zugabe von 0,6 ml 1 η-Schwefelsäure in gleicher
Weise wie in Beispiel 1 beschrieben mit 75 ml Benzol als Schleppmittel einer azeotropen Entwässerung
unterworfen, mit 0,017 Teilen Eisenacetylacetonat versetzt und bei 1000C mit den jeweils angegebenen
Teilen Toluylendiisocyanat (Mischung der Isomeren Toluylen-2,4- und ToIuylen-2,6-diisocyanat im Verhältnis
65: 35) vermischt. Nach einer Reaktionszeit von 30 Minuten bei gleicher Temperatur ist die Umsetzung
beendet. 2%ige wäßrige Lösungen der Produkte haben die in der Tabelle angegebenen Viskositäten
in cP/25°C.
| Ver gleichs- versuch |
20 | a | Toluylen diisocyanat |
Oleylalkohol | Viskosität einer 2 %igen wäßrigen Lösung |
| b | (Teile) | (Teile) | cP/25'C | ||
| c | 12,65 | 16,06 | 705 | ||
| d | 11,48 | 12,36 | 1405 | ||
| e | 10,58 | 9,46 | 1750 | ||
| f | 9,56 | 6,43 | 2200 | ||
| 8,95 | 4,60 | 380 | |||
| 9,56 | 1,775-n-Butyl- | 3 | |||
| alkohol |
300 Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers (Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxylierung
von Äthylenglykol, werden nach Zugabe von 0,6 ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol als
Schleppmittel entwässert, mit 0,017 Teilen Eisenacetylacetonat und mit einem Gemisch aus 3,3 Teilen
Toluylen-2,4- und Toluylen-2,6-diisocyanat (Isomerenverhältnis 65: 35) sowie 12,5 Teilen Myristylisocyanat
bei 100'C versetzt. Nach einstündiger Reaktionszeit bei gleicher Temperatur ist die Polyaddition beendet.
Das bei Raumtemperatur wachsartige Produkt ist in Wasser klar löslich, eine 5%ige Lösung hat eine
Viskosität von 640cP/25°C. Es eignet sich zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen.
Je 300 Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers (Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxy-Die
Produkte, insbesondere diejenigen mit hohen Viskositätswerten, eignen sich voi züglich als Verdickungsmittel
wäßriger Zubereitungen. Sie können auch als Emulgatoren für Öl-in-Wasser-Emulsionen
eingesetzt werden.
Wird die im Versuch d angegebene Menge Oleylnlkohol
durch einen äquivalenten Anteil n-Butylalkohol ersetzt, wie dies im Vergleichsversuch geschehen
ist, so ist das Reaktionsprodukt wder als Verdickungsmittel noch als Emulgator verwendbar.
287 Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers (Molekulargewicht
4150), hergestellt durch Äthoxylierung
von Äthylenglykol, werden nach Zugabe von 1,4 ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol als Schleppmittel
entwässert. Nach dem Abdestillieren des Benzols, zuletzt im Vakuum von 12 mm Hg, werden dem
Polyäther bei 1000C 0,014 Teile Eisenacetylacetonat
und 8,74 Teile Toluylendiisocyanat (Isomerenverhällnis von Toluylen-2,4- und Toluylen-2,6-diisocyanat
65: 35) sowie 6,8 Teile Stearylisocyanat hinzugefügt.
Nach einstündiger Reaktionszeit bei 110 bis 1200C sind die Additionsreaktionen beendet. Entstanden ist
ein bei Raumtemperatur festes, in Wasser lösliches Wachs mit einer Viskosität der 2%igen wäßrigen
Lösung von 179 cP/25°C. Das Reaktionsprodukt ist zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen sehr
gut geeignet.
B e i s ρ i e 1 7
600 Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers (Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxylierung
von Äthylenglykol, werden nach Zugabe von 1,2 ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol als
Schleppmittel entwässert, mit 0,034 Teilen Eisenacetylacetonat, 24,12 Teilen ölsäure und 22,34 Teilen Toluylen-2,4und
ToluyIen-2,6-diisocyanat (Isomerenver-
409525/421
hältnis 65: 35) bei 1OOCC versetzt. Nach dem Homogenisieren
der Komponenten wird die Reaktionsmischung
in einen vorgeheizten Kneter gefüllt und dort bei 130°C 2 Stunden weiterbearbeitet. In dieser
Zeit wird ein ständiger Viskositätsanstieg beobachtet. Entstanden ist ein bei Raumtemperatur zähes, in
Wasser lösliches Produkt mit einer Viskosität von 336cP/25°C der 5%igen Lösung. Das Reaktionsprodukt ist ein guter Emulgator und geeignet zur Herstellung
von Öl-in-Wasser-Emulsionen. Wird an Stelle der Ölsäure die gleiche Menge Stearinsäure eingesetzt,
so wird ein gleichfalls sehr zähes Endprodukt erhalten, welches sich in warmem Wasser milchig trübe löst.
Eine 5%ige Lösung hat unmittelbar nach der Herstellung eine Viskosität von etwa 9000 cP/25°C, beim
Stehen findet jedoch eine Viskositätszunahme bis zum nahezu gallerartigen Zustand statt. Das Produkt
ist zur Herstellung nicht sedimentierender Pigmentdispersionen als Verdickungs- und Emulgiermittel
geeignet.
Je 30Cl Teile eines linearen Polyäthylenglykoläthers
(Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxylierung von Äthylenglykol, werden nach Zugabe von
0,6 ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol entwässert. Mit 0,017 Teüen Eisenacetylacetonat sowie
einem Gemisch aus 11,8 Teilen Stearylisocyanat und den in der Tabelle IV angegebenen Teilen eines nach
dem deutschen Patent 1 227 004 hergestellten Biuretpolyisocyanate
auf Basis von ToluyIen-2,4-diisocyanat bei 1000C versetzt. Nach einer Reaktionszeit von
einer Stunde bei HO0C werden bei Raumtemperatur wachsartige, in Wasser lösliche Produkte erhalten mit
den in der Aufstellung angegebenen Viskositätswerten (cP/25°C als 2%ige wäßrige Lösung). Sämtliche
Produkte eignen sich vorzüglich zur Herstellung von Öl-in-Wasser-Emulsionen.
| Biuretpolyisocyanat | Teile | Viskosität | |
| 5,25 | (2%ige | ||
| °/ NCO | 5,80 | wäßrige Lösung | |
| 36,7 | 6,50 | cP/25cC | |
| a | 33,3 | 8,26 | 765 |
| b | 29.8 | 720 | |
| C | 23.5 | 630 | |
| d | 1080 | ||
600 Teile eines linearen Polyäthylenglykolpolyäthen (Molekulargewicht 7000), hergestellt durch Äthoxy-
lierung von Äthylenglykol, werden nach Zugabe vor 1,2 ml 1 η-Schwefelsäure azeotrop mit Benzol als
Schleppmittel entwässert, mit 0,030 Teilen Eisenacetylacetonat und einem Gemisch aus 20,3 Teilen eines
nach der deutschen Patentschrift 1 101 394 aus Hexamethylendiisocyanat
gewonnenen Biuretpolyisocyanats mit 19,0% NCO und 23,6 Teilen Stearylisocyanat bei
1000C vermischt. Nach der Homogenisierung der Reaktionskomponenten wird die Mischung in einen
vorgeheizten Kneter umgefüllt und in diesem die Umsetzung während 30 Minuten bis 130°C zu Ende
geführt. Entstanden ist ein bei Raumtemperatur festes Wachs, welches sich zu einem feinen Pulver zerkleinern
läßt. Dieses ist in kaltem Wasser nicht mehr vollständig löslich, es findet lediglich Quellung zu einer
gallertartigen Masse statt. Das Umsetzungsprodukt zeichnet sich durch ein hervorragendes Wasseihaltevermcgen
aus. Es ist als Bodenverbesserungsmittel geeignet.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher bzw. in Wasser quellbarer ob :rflächenaktiver Additionsprodukte durch Umsetzung von mindestens zwei Hydroxylgruppen enthaltenden Polyäthylenglykoläthern mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000 mit Polyisocyanaten, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Umsetzung monofunktionelle Isocyanate odei Alkohole oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren mit einem mehr als acht Kohlenstoffatome enthaltenden Kohlenwasserstoffrest mitverwendet, wobei die Reaktionsieilnehmer in solchen Mengen umgesetzt werden, daß der mehr als acht Kohlenstoffatome enthallende Kohlenwasserstoffrest nicht mehr als 6 Gewichtsprozent des Addilionsprodukies beträgt und wobei bei Verwendung monofunktioneller Isocyanate das Polyisocyanat im Unterschuß, bezogen auf den Polyäthylenglykoläther. und bei Verwendung monofunktioneller Alkohole oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren das Polyisocyanat im Überschuß, bezogen auf den Polyäth\lenglykoläther, verwendet wird.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung »vasseiiöslivher bzw. in Wasser quellbarc." oberflächenaktiver Additionsprodiikte durch Umsetzung von mindestens zwei Hydroxylgruppen enthaltenden Polyäthylenglykoläthern mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000 mit Polyisocyanaten. Das Verwirren ibt dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Umsetzung monofunktioneller Isocyanate oder Alkohole oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren mit einem mehr als acht Kohlenstoffatome enthaltenden Kohlenwasserstoffrest milverwendet, wobei die ReaktionsteMnehmer in solchen Mengen umgesetzt werden, daß der mehr als acht Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoffrest nicht mehr als 6 Gewichtsprozent des Additionsproduktes beträgt und wobei bei Verwendung monofunktioneller Isocyanate das Polyisocyanat im Unterschuß, bezogen auf den Polyäthylenglykoläther, und bei Verwendung monofunktioneller Alkohce oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren das Polyisocyanat im Überschuß, bezogen auf den Pol\- äthylenglykoläther, verwendet wird.Umsetzt.ngsprodukte aus Polyäthylenglykoläthern mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000 mit Hexamethylendiisocyanat sind aus der USA.-Patentschrift 2 948 691 (Beispiel 5) bereits bekannt. Diese wasserlöslichen Umsetzungsprodukte eignen sich jedoch nicht als Emulgatoren zur Herstellung von Benzin-in-VVasser-Emulsionen. da sie eine wichtige strukturelle Voraussetzung, nämlich das gleichzeitige Vorliegen von hydrophilen und hydrophoben Segmenten nicht erfüllen. Es ist bekannt, daß Emulgatoren. wie beispielsweise die kk> ischen Seifen, neben einem hydrophilen Segment ein hydrophobes Segment. /. B. in Form einer mindestens 8 Kohlensioffatome aufweisenden Kohlenwasserstoff kelle aufweisen. Die Hydrophobie der im Vergleich hierzu kurzen Hcn;imethylenkette des Hcxamethylendiisocyanals wird durch die bei der Umsetzung des Polyethers mit dem Diisocyanat gebildeten polaren Urethangruppen kompensiert, wenn nicht überkompensiert. Hinweise auf die Brauchbarkeit der im Beispiel 5 der genannten USA.-Patentschrifibeschriebenen Umsetzungsprodukte als Emulgatoren können dieser Patentschrift demzufolge auch nicht entnommen werden.Nach dem in der deutschen Auslegeschrift 1 081 225 beschriebenen Verfahren werden hochmolekulareίο wasserlösliche Polyätherurethane durch Umsetzung von Anlagerungsprodukten mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000 aus einem Alkylenoxyd und aus demgegenüber nur ein reaktionsfähiges Wasserbtoffatom aufweisenden Verbindungen mit mindestens acht Kohlenstoffatomen mit Polyisocyanaten erhalten. Als Verbindungen mit nur einem reaktionsfähigen Wasserstoffatom und mit mindestens acht Kohlenstoffatomen können höhere Gonoalkohoie, höhereMonocarbonsäuren, Alkylmonophenole, höhere sekundäre Monoamine oder höhere Monomercaptane oder deren Gemische verwendet werden. Als Alkylenoxyde eignen sich Äthylenoxyd, Propylenoxyd oder höhere Alkylenoxyde.Kennzeichnend für dieses Herstellungsverfahren von Emulgatoren, die sich zur Herstellung und Stabilisierung verschiedenartiger disperser wäßriger Systeme, wie Emulsionen oder Suspensionen eignen, Systeme, wie Emulsionen oder Suspensionen eignen, ist der Einsatz von gegenüber Polyisocyanaten monofunktioneilen Polyalkyienglykoläthern, bei denen der hydrophobe Rest mit mindestens acht Kohlenstoffatomen über Sauerstoff-, Schwefel-, sekundäre Amino- oder CO · O-Gruppen, mit der hydrophilen PoK-alkylenkette \ erbenden ist.Im Gegensatz zu der Verfahrensweise gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 081 225 werden bei dem „-rfindungsgemäßen Verfahren mindestens zwei Hydroxylgruppen enthaltende Polyäthylenglykoläther mit Polyisocyanaten unter Mitverwendung monofunktioneller Isocyanate oder Alkohole oder Mercaptane oder Amine oder Carbonsäuren mit einem mehr als acht Kohlenstoffatome enthaltenden Kohieiiwasseistoffrest umgesetzt.Die mindestens zwei Hydroxylgruppen enthaltenden Pohäihylenglykoläther sind Addiiionsprodukte von Äthylenoxid an Verbindungen mit mindestens zwei dem Äthylenoxyd gegenüber reaktionsfähigen Wasserstoffatomen. Sie können beim erlindungsgemäßen Verfahren für sich allein oder in Mischungen eingesetzt werden. Sie müssen ein Molekulargewicht von mindestens 1000 aufweisen. Als Starnerbindungen für solche Additionsprodukte sind Polyole, die linear oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt und die auch Heteroatome wie Schwefel olLt Stickstoff sowie aromalische oder hydroaromalische Ringsysteme enthalten können, geeignet.Als Beispiele für Slartveib'i ndungen seien Glykole der alleemeinen FormelHO-- (CH,),,- OH
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