DE622300C

DE622300C - Plastifizierungs- und Weichmachungsmittel fuer Celluloseester und -aether, Natur- und Kunstharze u. dgl.

Info

Publication number: DE622300C
Application number: DEI44183D
Authority: DE
Inventors: Dr Max Heyse; Dr Hans Persiel
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1932-04-12
Filing date: 1932-04-12
Publication date: 1936-06-12

Description

Plastifizierungs- und Weichmachungsmittel für Celluloseester und -äther, Natur- und, Kunstharze u. .d91. -Die leicht darstellbaren Ester der Diglykolsäure mit höheren Alkoholen, wie Amylalkohol und Cyclohexanol, sind bereits als Weichmachungsmittel für Kunststoffe aus Celluloseestern vorgeschlagen worden (vgl. Patent 434 64o), konnten sich aber bis heute nicht einführen,-weil sie gegenüber den gebräuchlichen Gelatinierungsmitteln, wie Trikresylphosphat und Phthalsäuredibutylester, wesentliche Nachteile aufweisen. Als solche sind z. B. zu nennen die erhebliche Flüchtigkeit, besonders des Arnylesters; und die ungenügende Wärmebeständigkeit, besonders des Cyclohexylesters im Nitrocellulosefilm.
Es wurde nun gefunden, daß die neutralen Ester der Diglykolsäure mit den Äthern mehrwertiger Alkohole, welche noch eine der Veresterung zugängliche Hydroxylgruppe besitzen, den wichtigsten in der Technik verwendeten Gelatinierungsmitteln überlegen sind. Diese Überlegenheit besteht einmal in dem sehr hohen Gelatiniervermögen für Cellulosederivate, insbesondere für Nitrocellulose, und sodann in ihrer überaus großen Lichtechtheit, auch in Verbindung mit Nitrocellulose.

Belichtet man Nitrocellulosefilme, welche 5o Gewichtsteile Weichmachungsmittel auf ioo Gewichtsteile Collodiumwolle enthalten, 3 Stunden in i5 cm Abstand von einer Queclsilberdampflampe, so bleibt der Film, der den Diglykolsäureester des Methoxybutanols enthält, praktisch unverändert, während Vergleichsfilme mit Phthalsäuredimethoxyäthylester (-dimethylglykolester), mit Phthalsäuredibutylester und mit Trikresylphosphat deutliche bzw. starke Gelbfärbung zeigen. Vergleicht man ferner die Löslichkeit verschieden hoch nitrierter Collodiumwollen bzw. teilweise denitrierter Collodiumwollen in verschiedenen Weichmachungsmitteln, so erhält man die in nachstehender Übersicht aufgeführten Befunde.

Hochviscose Esterlösliche

Alkohollösliche Teilweise

Weichmachungsmittel esterlösliche niedrigviscose denitrierte

Nitrocellulose Nitrocellulose Nitrocellulose Nitrocellulose

x. Phthalsäuredibutyl- löslich löslich unvollständig wenig quellbar

ester löslich, trüb

2. Trikresylphosphat fast. vollständig löslich stark quellbar wenig quellbar

löslich

_ @Hochviscose Esterlösliche Teilweise

Alkohollösliche

Weichmachungsmitte@ @ egterlösliche riiedrigviscose denitrierte

Nitrocellulose .='eCrbeellulose @itrocellulose Nitrocellulose

i

3. Diglykolsäureester löslich %fstch löslich löslich

des Methoxybutanols

4. Diglykolsäureester löslich löslich löslich quellbar

des. Butoxybutanols

5. Mischester aus Di- löslich löslich löslich löslich

glykolsäure mit

Methoxybutanol

und Methoxyäthanol ,

6. Mischester aus Di- löslich löslich _ lö-zlich unvollständig

glykolsäure mit löslich, klar

Butoxybutanol und

Butanol

Während Trikresylphosphat (Beispiel 2 der Tabelle), das am meisten verwendete Weichmachungsmittel, nur niedrigviscose esterlösliche Collodiumwolle vollständig löst und während dieses Lösevermögen sich beim Phthalsäuredibutylester (Beispiel i der Tabelle), dem für lichtechte Lacke usw. am häufigsten verwendeten Weichmachungsmittel, nur auf niedrig- und hochviscose esterlösliche Collodiumwollen erstreckt, vermögen die Diglykolsäureester der Erfindung, insbesondexe die untrer 3 und 5 aufgeführten, sämtliche Collodiumivölletypen, also auch die sog. alkohollösliche Nitrocellulose, jä sogar teilweise denitrierte Produkte vollständig zu- gelatinieren bzw. aufzulösen. Selbst bei den Diglykolsäureestern mit etwas geringerem Gelatiniervermögen (Beispiel 4 und 6 der Tabelle) ist noch eine deutliche Überlegenheit gegenüber Phthalsäuredibutylester und Trikresylphosphat zu erkennen.

Ferner ist besonders hervorzuheben, daß die Diglykolsäureester der Erfindung dieses überlegene Gelatiniervermögen auch im Vergleich zu den bereits bekännten Estern zweibasischer aliphatischer Säuren, insbesondere auch im Vergleich zu den Adipinsäureestern und gegenüber dem in der Flüchtigkeit mit ihnen vergleichbaren Cyclohexanolester der Diglykolsäure zeigen, wie aus nachstehender Zusammenstellung ersichtlich ist.

Hochviscose Esterlösliche Alkohollösliche Teilweise

Weichhaltungsmittel esterlösliche niedrigviscose Nitrocellulose denitrierte

Nitrocellulose Nitrocellulose Nitrocellulose

Diglokylsäureester des fast vollständig löslich stark quellbär wenig quellbar

Cyclohexanols

Adipinsäureester des stark quellbar löslich trüb quellbar wenig quellbar

Methylcyclohexanols

Diglykolsäureester des löslich löslich löslich quellbar

Butoxybutanols

Der bekannte Diglykolsäureamylester ist wesentlich leichter aus dem Film flüchtig als die hier beschriebenen Produkte. Erhitzt man nämlich zwei Filmproben, die jede 5o Gewichtsteile Weichmachungsmittel auf ioo Gewichtsteile Nitrocellulose enthalten, gleichmäßig 16 Tage in einem warmen Luftstrom von 75° C, so verflüchtigen sich während dieser Zeit 70 0fo des Diglykolsäureamylesters, während der Verlust bei dem Diglykolsäureester des Methoxybutanols nur 34 0f'o beträgt. Der Film mit dem letztgenannten Weichmachungsmittel ist nach dieser Behandlung wesentlich weicher und dehnbarer als der Film mit dem Diglykolsäureamylester.

Wertvoll ist ferner die gute Verträglichkeit mit vegetabilischen Ölen, mit Natur- und Kunstharzen, wie z. B. den Umsetzungsprodukten aus mehrwertigen. Alkoholen und mehrbasischen * Säuren bzw. mehrbasischen Säuren und Säuren der natürlichen Öle und Fette, mit Pqlymerisationsprodukten aus Vinylverbindungen mit Kautschuk und dessen Umwandlungsprodukten, z. B. mit chloriertem Kautschuk und mit vielen anderen Bindemitteln und Filmbildnern, die man zu plastischen Massen, zu Filmen, Kunstseide, Kunstleder, Lacken, Firnissen, Anstrichmitteln usw. verwendet.
Als Äther mehrwertiger Alkohole, die noch eine freie Hydroxylgruppe besitzen, kommen in erster Linie die sog. Glykoläther in Betracht, z. B. die Alkyläther des Äthylen-, i # 2-Propylen- und i # 3-Butylenglykols. Diese können zur Herstellung der neuen wertvollen Weichhaltungsmittel entweder einzeln oder gemeinsam in bekannter Weise an Diglykolsäure gebunden werden. Die Erfindung umfallt demnach sowohl die Diester als auch die Mischester der genannten Ätheralkohole. Ferner können aber auch ohne wesentliche Einbuße an wertvollen Eigenschaften die Mischester aus Glykoläthern und aliphatischen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, Butanol usw., verwendet werden, und selbstverständlich ist es möglich, alle vorgenannten Produkte untereinander mechanisch zu mischen, um für den jeweiligen Verwendungszweck eine besonders geeignete Kombination zu erhalten.
Obwohl die Diglykolsäureester der Glykoläther und die ihnen gleichzustellenden Mischester als besonders leicht zugängliche, genügend billige Stoffe für die technische Durchführung der Erfindung heute zu bevorzugen sind, so beschränkt sich die Erfindung doch nicht auf die genannten Ester, sondern umfaßt selbstverständlich alle gleichwertigen analogen Ester der Diglykolsäure mit Äthern mehrwertiger Alkohole, die noch eine der Veresterung zugängliche Hydroxylgruppe enthalten, z. B. die Ester und die Mischester aus Dimethylin oder Diäthylin. Beispiele 1. 12 Gewichtsteile Titandioxyd, q. Gewichtsteile Zinkweiß, 6 Gewichtsteile Rizinusöl, 6 Gewichtsteile des Esters aus i Mol Diglykolsäure und 2 Mol Butoxy-3-butanol-i werden in bekannter Weise zu einer Paste vermahlen und mit einem Lack aus io Gewichtsteilen Nitrocellulose, 30 Gewichtsteilen Butylacetat, io Gewichtsteilen Butanol, 5 Gewichtsteilen Aceton oder Acetonersatz, 28 Gewichtsteilen Benzin oder Toluol vermischt. Man erhält so einen nicht vergilbenden Weißlack, der in üblicher Weise, gegebenenfalls nach Verdünnung, auf Papier, Stoff, Leder oder Kunstleder aufgetragen wird.
2. An Stelle des in. Beispiel i genannten Diglykolsäureesters verwendet man den Mischester aus i Mol Diglykolsäure mit i Mol Butoxy-3 butanol-i und i Mol Butanol.
3. Einen farblosen, lichtechten Nitrocelluloseüberzugslack für Gegenstände aller Art stellt man unter Mitverwendung von Polyvinylacetat beispielsweise wie folgt her: io Gewichtsteile Collodiumwolle, 3 Gewichtsteile Polyvinylacetat, - -3 Gewichtsteile des Esters aus i Mol Diglykolsäure und 2 Mol Methoxy-3-butanol-i, 84 Gewichtsteile Lösungsmittelgemisch, bestehend aus 2 Teilen Butylacetat, i Teil Butanol und 2 Teilen Toluol.
q.. Der Ester aus i Mol Diglykolsäure und 2 Mol Methoxy-2-äthanol-i eignet sich besonders zum Plastifizieren von Acetylcellulose. Man löst z. B. zwecks Herstellung eines Kabellackes 12 Gewichtsteile Acetylcellulose, 5 Gewichtsteile des eben genannten Esters, 3 Gewichtsteile eines Gemisches aus alkylierten p-Toluolsulfamiden und 6 Gewichtsteile Triphenylphosphat in 74 Gewichtsteilen Aceton oder Acetonersatz.
5. io Gewichtsteile Nitrocellulose, i8 Gewichtsteile eines Kondensationsproduktes aus mehrwertigen Alkoholen, Phthalsäureanhydrid und fettem Öl, 5 Gewichtsteile des Esters aus 1 Mol Diglykolsäure, i Mol Methoxy-3-butanol-i und i Mol Butanol, 15 Gewichtsteile eines Pigmentgemisches aus 7 Teilen Titandioxyd und 3, Teilen Zinksulfid, 2o Gewichtsteile Butylacetat, q. Gewichtsteile Butanol, 28 Gewichtsteile Toluol ergeben einen völlig lichtbeständigen wetterfesten Holzlack.
6. Eine Lösung von 15 Gewichtsteilen Äthylcellulose, 3 Gewichtsteilen eines Esters aus i Mol Diglykolsäure, i Mol - Butoxy-3-butanol-i und i Mol Äthanol in 2o dewichtsteilen Butanol, 5 Gewichtsteilen Methoxy-3-butanol-i-acetat, 23 Gewichtsteilen Toluol, 2o Gewichtsteilen Äthanol eignet sich beispielsweise als Bindemittel für sehr helle lichtechte Druck- und Malfarben.
7. Verwendet man den Ester aus i Mol Diglykolsäure und 2 Mol Butoxy-3-butanol-i an Stelle von Trikresylphosphat in Lacken für Metallfolien, so kann man bei erhöhten Temperaturen sehr rasch trocknen und erhält hervorragend hitze- und lichtbeständige, geruchlose Lackierungen.
B. Ein Film aus ioo Gewichtsteilen Nitrocellulose und 3o Gewichtsteilen des Esters aus i Mol Diglykolsäure und 2 Mol Butoxy-3-butanol-i wird in üblicher Weise in einem geeigneten Lösungsmittel zur Ouellung gebracht und zwischen zwei Glasplatten gepreßt. Man erhält auf diese Weise ein splittersicheres Glas von hervorragenden mechanischen und optischen Eigenschaften.

Claims

PATENTANSPRÜCHE; i. Plastifizierungs-und Weichmachungsmittel für Celluloseester und -äther, Natur-und Kunstharze, trocknende 51e und daraus hergestellte Umsetzungsprodukte für Kautschuk und dessen Umwandlungsprodukte; bestehend aus Estern der Diglykolsäure__..mit-....Äthcrn mehrwertiger Alkohole, die noch einer der Veresterung zugängliche Hydroxylgruppe aufweisen, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Plastifizierungs- und Weichhaltungsmitteln für die genannten Stoffe.
2. Mittel nach Anspruch r, bestehend aus Mischestern der Diglykolsäure mit Äthern mehrwertiger Alkohole, die noch eine der Veresterung zugängliche Hydroxylgruppe aufweisen, unter sich oder mit aliphatischen Alkoholen oder aus Mischungen solcher Ester.