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Nouveaux éthers-esters d'acides gras hydroxylés.
L'invention concerne la fabrication de nouveaux éthers- esters d'acides gras hydroxylés convenant pour vaincre la tendance à la formation d'écume de milieux aqueux auxquels on les ajoute.
Des éthers d'une grande variété de composés organiques avec des polyéthylène glycols sont déjà connus. En particulier, des éthers-esters d'acides gras hydroxylés avec les polyéthylène glycols ont été décrits. Ces éthers-esters ont été employés de nom- breuses façons, par exemple comme agents de dispersion, mouillants et émollients.
Il est également connu que dans certaines conditions, des acides gras hydroxylés subissent une auto-estérification pour don- ner des estolides (Hilditch, The Industrial Chemistry of the Fats and Waxes, Londres, 1941) et il a été trouvé que les éthers-esters
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de polyéthylène glycol de ces estolides possèdent des propriétés antispumescentes à un degré remarquable.
Suivant la présente invention, on prépare de nouveaux éthers-esters d'acide gras hydroxylés par transformation de la manière décrite dans ce qui suit, des estolides des acides gras hydroxylés contenant au moins sept atomes de carbone dans leur molécule en leurs éthers-esters avec l'éthylène glycol et/ou le polyéthylène glycol.
Les estolides d'acides gras hydroxylés peuvent par exem- ple être obtenus en chauffant les acides gras hydroxylés sous pression réduite avec ou sans addition d'un catalyseur alcalin tel que l'hydroxyde de sodium, de préférence jusqu'à ce que l'indice d'acide du produit soit inférieur à 120 mgr de KOH/gramme.
Les estolides peuvent alors être transformés en leurs éthers-esters avec l'éthylène glycol et/ou le polyéthylène glycol par l'un quelconque des procédés connus pour la transformation de composés organiques contenant des groupes hydroxyles en éthers ou esters avec l'éthylène glycol ou le polyéthylène glycol, par exem- ple par traitement par des quantités appropriées d'oxyde d'éthy- lène en présence d'un catalyseur, par exemple des catalyseurs alca- lino-terreux, tels que le sodium, le potassium ou le calcium ou leurs hydroxydes ou des catalyseurs acides tels que le trifluorure de bore ou le chlorure d'aluminium. Les températures utilisées sont généralement comprises entre environ 100 C et environ 200 C; des pressions normales et élevées peuvent être employées.
La propor- tion d'oxyde d'éthylène employée n'est de préférence pas sensible- ment supérieure à celle nécessaire pour fournir un produit donnant une solution limpide dans l'eau bouillante. Les éthers-esters peu- vent aussi être préparés par traitement des estolides diacide gras hydroxylé par l'éthylène glycol et/ou le polyéthylène glycol, ou des halogènehydrines d'éthylène.
Les nouveaux éthers-esters ont la formule générale :
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dans laquelle R est le radical d'un estolide d'acide gras hydro- xylé et m et n sont des nombres entiers égaux ou différents.
Les nouveaux éthers-esters sont particulièrement utiles pour le traitement de milieux aqueux dans le but d'empêcher ou de réduire à un minimum la formation d'écume pendant la production de vapeur en partant de ces milieux aqueux. Suivant cette particu- larité de l'invention, une petite proportion, par exemple 0,1-1 partie par million d'un ou de plusieurs de ces nouveaux éthers- esters, est ajoutée à un milieu aqueux qui autrement écume et dé- borde dans une chaudière à vapeur.
Suivant une autre particularité de l'invention, on pré- pare un liquide pour la production de vapeur, comprenant de l'eau et une petite proportion, par exemple 0,3 parties par million d'un ou de plusieurs des nouveaux éthers-esters cités.
Les nouveaux éther-esters peuvent être utilisés seuls ou en conjonction avec d'autres produits d'addition aux eaux d'ali- centation tels que des carbonates ou des phosphates. Par exemple, avant l'addition au milieu aqueux, les nouveaux éthers-esters peu- vent être mélangés à de la soude.
Les nouveaux éthers-esters sont également utiles pour éviter ou réduire à un minimum la production d'écurie pendant la fabrication de colle et de papier.
L'invention est illustrée mais non limitée par les exem- ples suivante dans lesquels les parties représentent des poids: EXEMPLE 1
Un mélange de 1060 parties d'acide ricinoléique et 4,75 parties d'hydroxyde de sodium est chauffé à 150-170 C sous pres- sion réduite jusqu'à ce que l'indice d'acide descende à 60 mgrs de KOH/gr. 384 parties d'oxyde d'éthylène sont remuées dans le mélange pendant 3 heures à une pression opératoire de 1,0 à 1,4 Kgr/cm2 (15-20 livres par pouce carré) au-dessus de la pression atmosphérique., et à 170-180 C.
Le produit est un agent antispumescent
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efficace pour des solutions de colle et dans la fabrication de papier.
EXEMPLE 2.
On opère cornue à l'exemple 1 sauf que l'inqice d'acide est réduit à 90 mgrs de KOH par gramme.
EXEMPLE 3.
Un mélange de 620 parties d'acide ricinoléique et de 4 parties d'hydroxyde de sodium est chauffé à 150-170 C sous pression réduite jusqu'à ce que l'indice d'acide descende à 60 ¯
10 mgr KOH/gr. De l'oxyde d'éthylène est alors introduit dans le mélange remué dans un appareil fermé à 170-180 C pour maintenir une pression de 1,0 - 1,4 Kgr/cm2 (15-20 livres par pouce carré) jusqu'à ce que 464 parties soient absorbées. Le produit présente des propriétés antispumescentes excellentes dans des milieux de colle.
EXEMPLE 4.
Un mélange de 620 parties d'acide ricinoléique et 0,5 parties d'hydroxyde de sodium est chauffé à 150-170 C sous pres- sion réduite jusau'à ce que l'inaice d'acide descende à 60 + 10 rngr KOH/gr. Une partie d'hydroxyde de sodium est ajoutée et on fait passer de l'oxyde d'éthylène dans le mélange remué dans un appareil fermé à 170-180 C pour maintenir une pression de 1,7 à 2,1 Kgrs/cm2 (20-30 livres par pouce carré) jusqu'à ce que la réaction devienne fortement exothermique. 4 parties d'hydroxyde de sodium sont ajoutées et on fait passer de l'oxyde d'éthylène comme précédemment jusqu'à ce qu'un total de 883 parties aient été absorbées.
Le produit est soluble dans l'eau froide en don- nant une solution limpide, et possède des propriétés antispu- mescentes excellentes dans des milieux de colle.
EXEMPLE 5.
5 parties du produit obtenu à l'exemple 1. sont mélangées mécaniquement avec 95 parties de carboncte de sodium anhydre. La poudre ainsi obtenue convient pour être ajoutée à l'eau d'alimen- tation de chaudières.
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New ethers-esters of hydroxylated fatty acids.
The invention relates to the manufacture of novel ethers-esters of hydroxylated fatty acids suitable for overcoming the tendency to form scum in aqueous media to which they are added.
Ethers of a wide variety of organic compounds with polyethylene glycols are already known. In particular, ethers-esters of fatty acids hydroxylated with polyethylene glycols have been described. These ethers-esters have been employed in a number of ways, for example as dispersing, wetting and emollient agents.
It is also known that under certain conditions hydroxylated fatty acids undergo self-esterification to give estolides (Hilditch, The Industrial Chemistry of the Fats and Waxes, London, 1941) and it has been found that the ethers-esters
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polyethylene glycol of these estolides possess antispumescent properties to a remarkable degree.
According to the present invention, new hydroxylated fatty acid ethers-esters are prepared by converting, as described below, estolides of hydroxylated fatty acids containing at least seven carbon atoms in their molecule into their ethers-esters with ethylene glycol and / or polyethylene glycol.
The hydroxylated fatty acid estolides can for example be obtained by heating the hydroxylated fatty acids under reduced pressure with or without the addition of an alkaline catalyst such as sodium hydroxide, preferably until the index of product acid is less than 120 mgr of KOH / gram.
The estolides can then be converted into their ethers-esters with ethylene glycol and / or polyethylene glycol by any of the known processes for the conversion of organic compounds containing hydroxyl groups into ethers or esters with ethylene glycol or polyethylene glycol, for example by treatment with appropriate amounts of ethylene oxide in the presence of a catalyst, for example alkaline earth catalysts, such as sodium, potassium or calcium or their hydroxides or acid catalysts such as boron trifluoride or aluminum chloride. The temperatures used are generally between about 100 C and about 200 C; normal and high pressures can be used.
The proportion of ethylene oxide employed is preferably not substantially greater than that required to provide a product giving a clear solution in boiling water. The ethers-esters can also be prepared by treating the di-fatty acid estolides hydroxylated with ethylene glycol and / or polyethylene glycol, or with ethylene halohydrins.
The new ethers-esters have the general formula:
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wherein R is the radical of a hydro-xylated fatty acid estolid and m and n are equal or different integers.
The novel ethers-esters are particularly useful for the treatment of aqueous media for the purpose of preventing or minimizing the formation of scum during the production of vapor from such aqueous media. In accordance with this peculiarity of the invention, a small proportion, for example 0.1-1 part per million of one or more of these novel ethers-esters, is added to an aqueous medium which would otherwise foam and run over. in a steam boiler.
According to another feature of the invention, a liquid is prepared for the production of vapor, comprising water and a small proportion, for example 0.3 parts per million, of one or more of the novel ethers-esters. cited.
The new ether esters can be used alone or in conjunction with other feedwater adducts such as carbonates or phosphates. For example, before the addition to the aqueous medium, the new ethers-esters can be mixed with sodium hydroxide.
The novel ethers are also useful in avoiding or minimizing stable production during glue and paper making.
The invention is illustrated but not limited by the following examples in which the parts represent weights: EXAMPLE 1
A mixture of 1060 parts of ricinoleic acid and 4.75 parts of sodium hydroxide is heated at 150-170 C under reduced pressure until the acid number drops to 60 mg of KOH / gr. . 384 parts of ethylene oxide are stirred in the mixture for 3 hours at an operating pressure of 1.0-1.4 Kgr / cm2 (15-20 pounds per square inch) above atmospheric pressure., And at 170-180 C.
The product is an antispumescent agent
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effective for glue solutions and in papermaking.
EXAMPLE 2.
The retort is carried out in Example 1 except that the acid quantity is reduced to 90 mg of KOH per gram.
EXAMPLE 3.
A mixture of 620 parts of ricinoleic acid and 4 parts of sodium hydroxide is heated to 150-170 C under reduced pressure until the acid number drops to 60 ¯
10 mgr KOH / gr. Ethylene oxide is then introduced into the stirred mixture in a closed apparatus at 170-180 C to maintain a pressure of 1.0 - 1.4 Kgr / cm2 (15-20 pounds per square inch) until that 464 parts are absorbed. The product exhibits excellent antispumescent properties in glue media.
EXAMPLE 4.
A mixture of 620 parts of ricinoleic acid and 0.5 parts of sodium hydroxide is heated to 150-170 C under reduced pressure until the acid content drops to 60 + 10 rngr KOH / gr. Part of sodium hydroxide is added and ethylene oxide is passed through the stirred mixture in a closed apparatus at 170-180 C to maintain a pressure of 1.7-2.1 Kgrs / cm2 (20 -30 pounds per square inch) until the reaction becomes strongly exothermic. 4 parts of sodium hydroxide are added and ethylene oxide is passed as before until a total of 883 parts have been absorbed.
The product is soluble in cold water giving a clear solution, and has excellent anti-spumice properties in glue media.
EXAMPLE 5.
5 parts of the product obtained in Example 1. are mechanically mixed with 95 parts of anhydrous sodium carbonate. The powder thus obtained is suitable for addition to boiler feed water.
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