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Publication number: BE504181A
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Description


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   PROCEDE DE PREPARATION DE SAVONS METALLIQUES D'ACIDES GRAS. 



   Cette invention est relative à la préparation de savons métalliques d'acides gras. Plus particulièrement, elle se rapporte à un procédé facilitant la préparation de savons métalliques insolubles dans l'eau, substantiellement purs, d'acides   monocarboxyliques   aliphatiques ayant des longueurs de chaînes de plus de 6 atomes de carbone. 



   On utilise beaucoup les savons métalliques d'acides gras dans des peintures, lubrifiants, pâtes, cosmétiques et autres applications. Par les procédés de fabrication existants, on obtient difficilement un degré élevé de pureté, et pour beaucoup de ces usages il serait avantageux de disposer de pro- duits de pureté plus grande, particulièrement en ce qui concerne la présence d'impuretés solubles. On a préparé des savons métalliques de ce genre par pré- cipitation à partir de solutions aqueuses de sels métalliques solubles et de savons de sodium, solubles dans Peau, d'un acide gras. Des produits ainsi formés sont difficiles à débarrasser des quantités de sels solubles qui y sont retenues.

   En outre, on a préparé ces savons par fusion, et dans ce cas, on obtient des produits décolorés contenant en général une quantité d'acide gras oxydé -'ou altéré, sous forme d'une masse dure qui nécessite un broyage.   L'in-   vention a pour objet principal un procédé économique et rapide pour la produc- tion de savons métalliques d'acides gras. 



   Suivant cette invention, on prépare des savons métalliques insolu- bles d'acides gras en ajoutant lentement et mélangeant l'acide-gras fondu à une suspension aqueuse d'un oxyde ou hydroxyde métallique tel que défini plus loin, tout en remuant, et en présence.et sous l'action catalytique d'une ou de plusieurs bases azotées organiques. Ces bases sont caractérisées par leur so- lubilité dans   l'eau,   qui dépasse 500   gr/litre,   une constante d'ionisation su- périeure à 10-9, une valeur du pH dépassant 9,0 en solution aqueuse décinorma- le, chaque fois à la température ordinaire.

   Le groupe de ces catalyseurs azo- tés comprend   l'hydroxyde   d'ammonium, simple aussi bien que subtitué, des amines alkylées primaires, secondaires et tertiaires, des alkylol amines, des hydroxy- des d'alkylolammonium quaternaires, certaines aminés cycliques et hétérocycli- ques, la guanidine et certains acides aminés, alkyles diamines et polyalkylpo- lyamines. 

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  Des 1-1 ")' pt;:;; dû 0\3 groupe;, '2.::'.'. de nombreux essais ont mon- tré Inefficacité, sont l,acetam4.dine, l9s.lynne le 4-amino-2-butanol, la 2- aminoéthyléthanolamine., la N-amino éthylmorpholine., le 2-smino-2-éthyl-1,3-Pro- panedioli le 2= 'rlno.-2=mÉÍ1Jvl=1-propaxwl, le 2-amino-2-méthyl-13-Propanediol, l'hydroxyde djlammont1;!Itl) l'8.rginine, la n-butylemîne, le 1,3-diaminobutane, la d-:

  Lé+.hanolamine, la diéthylamine, le diéthylaminoéthanol, la diméthyléthano- lamine, la dnéthyl3.aop opa,nrlamâne, le dipropylenetriamine, la N-éthylmorpho- line, la guanidine, l'hydrazine, l'hydroxylamine, la lysine, la méthallyamine, la monoéthanolamine, la monoéthyl.a.mines la monoisopropanolamine, la monoiso- propylamine, le morphol.ine, la pipéridine, la propylènediamine, la pyrrolidine, la semicarbazide, l'hydroxide de tétraétha..nolammoniUrl, la triéthanolamine, la trîéthylamine et la triéthylenetétramine. 



   Dans le procédé de formation de savons métalliques conformément à la présente invention, on ajoute une base azotée choisie aux composants men- tionnés sous forme d'une base libre, sous forme d'une amine qui forme une ba- se libre en milieu aqueux ou sous forme d'un sel qui libère la base par une réaction de remplacement par l'hydroxyde métallique, chaque fois en système aqueux. On utilise des proportions   stoichiométriques   des corps réagissants dans des suspensions pouvant être traitées, contenant environ   10-30 %   en poids des corps   réagissants.   La proportion de catalyseur de base azotée est en gé- néral comprise entre 0,10 et   0,60 %   en poids du sytème total.

   Il est évident qu'on peut utiliser plus de   catalyeur,   mais ce.n'est pas nécessaire et cela n'augmente pas le rendement du procédé Il est avantageux que l'oxyde métal- lique soit à l'état finement divisée 
On ajoute lentement l'acide gras fondu   à   la dispersion de l'oxyde ou de l'hydroxyde métallique. On peut y arriver en formant d'abord une émul- sion de l'acide gras dans de l'eau chaude, puis en ajoutant lentement, mais continuellement cette émulsion à une suspension aqueuse remuée de l'oxyde ou 
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 de 19hydroxyde-métallique. Les métaux communs qui forment des savons d'acides gras insolubles-dans l'eau, sont le l:tthiumj calcium" atIfontium, baryum, magné- sium, aluminium, zinc et   plomb..   On utilise les oxydes ou hydroxydes de ces métaux dans la présente invention.

   Les acides gras comprennent l'un quelcon- que des acides monocarboxyliques contenant plus de 6 atomes de carbone, tels que les acides caprylique, laurique, myristique, palmitique, stéarique, ari- chidique et   béhénique,   ainsi que les acides gras non-saturés qui forment des savons insolubles, tels que les acides ricinoléique et hydroxystéarique. 



   Bien qu'il soit possible de maintenir une phase dispersée ou une émulsion d'acide gras dans de l'eau chaude en agitant à grande vitesse, il est plus pratiqué d'ajouter une petite proportion d'un agent émulsionnant pour main- 
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 tenir une émulsion convenable à une température de 5 à 10 C au dessus du point de fusion de l'acide gras en question. La vitesse d'addition de l'émulsion d'acide gras à la   suspaision   d'oxyde qui est en général à la température ordi- naire,mais qui dans certains cas peut être maintenue à une température de 35- 50 C, est satisfaisante si l'addition est répartie uniformément sur une pério- de d'environ 1/2 à 1 1/2 heures.

   Il est à remarquer qu'une température dépas- sant de 10 ou de 15 C le point de fusion de l'acide gras n'est pas nécessaire, et doit être évitée pour des raisons d'économie et de pureté du produit. 



   L'hydroxyde d'ammonium constitue un agent émulsionnant convenable et économique des acides gras supérieurs. Dans le procédé décrit, le cataly- seur de base azotée fonctionne le mieux si on l'ajoute à la suspension   d'oxy-   de, bien qu'il puisse pénétrer dans le système en raison de son emploi comme agent émulsionnant, car on trouve en général que le catalyseur de base azotée agit dans   ce.

   sens.   Dans le cas où on ajoute le catalyseur   azoté   sous forme, d'un composé, par exemple un   chlorure,   sulfate ou oxalate, la base libre se forme sur place par métathèse avec l'oxyde ou l'hydroxyde métallique en milieu aqueux Ainsi on peut par exemple utiliser de l'oxalate d'ammonium, du sulfa- 
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 te de guanidine ou du chlorhydrate de' semiearba#ije comme agent de formation de catalyseur, qui libère sous forme de base un des catalyseurs de base azo- tée mentionné auparavanto 
Quand la réaction a été exécutée avec des quantités convenables de matières,, on trouve invariablement que le produit consiste-en un corps so- 

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 lide blanc sous forme finement divisée exempt de savons diacides gras alté- rés ou oxydés,

  substantiellement insolubles dans l'eau et caractérisé par une structure cristalline bien définie qui donne,aux rayons X, des figures distinctives. Les sels de plomb bibasiques préparés par ce procédé, par exemple le stéarate,le   palmitate,   le myristate et le laurate de plomb bibasique, sont en outre virtuellement insolubles dans des solvants organiques communs tels que   l'alcool,   l'éther et le   chloroforme.   En outre, on a constaté que ces sels de   plcmb   bibasiques   n'ont   pas de point de fusion et se décomposent invariable- ment avant de fondre à la pression ordinaireo Le procédé de 1-'invention per- met, par conséquent, d'obtenir économiquement des savons industriels supérieurs, désirables. 



   Comme décrit plus haut, on peut ajouter la base azotée à la sus- pension d'oxyde métallique, à 1-'émulsion   diacide'gras   fondu ou aux   deuxo   En tous cas, sa présence dans le système est essentielle pendant la réaction et le procédé d9introduction dépend en partie des ingrédients utilisés et du ty- pe de produit obtenue Dans les cas où l'oxyde métallique est relativement insoluble ou ne forme pas facilement de suspension appropriée dans 1-'eau, une partie au moins de la base azotée doit être ajoutée à la suspension d'oxyde avant d9ajouter l'acide   graso   
De façon générale,

   l'émulsion diacide gras dans l'eau chaude est hautement stabilisée par -la présence d'une de ces bases dans l'émulsion de sorte qu'il est en général désirable d'ajouter au moins une matière azotée pré- férée en combinaison avec l'acide gras. 



   Quelques exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-a- près, 
EXEMPLE I. 



   Stéarate de calcium 
On met en suspension 5,60 gro d'oxyde de calcium dans 300 ml d'eau à 55 C, on fond alors 56,9 gro diacide stéarique chimiquement pur et on y ajou- te 350 ml   d'eau   chaude à une température d'environ 70 C. On agite ensuite le mélange diacide et d'eau et on l'émulsionne par addition de 0,75 gr. de diétha- nolamine, et on ajoute graduellement, en 2 heures, l'émulsion à la suspension de chaux maintenue en   agitaiono   On filtre et on sèche le produit insoluble blanc formé, et on trouve qu'il renferme   9,   et   1;18%   de CO2 avec un poids spécifique de 1,07 et un indice de réfraction de 1,52 - 1,530 
EXEMPLE II. 



   Laurate de zinc. 



   On met en suspension   27,   5 gr. d'oxyde de zinc chimiquement pur dans 150 ml d'eau à laquelle on a ajouté 0,5 gr de   morpholineo   On prépare une émulsion de   140,6   gr diacide laurique de qualité industrielle, 700   ml   d'eau et 0;5 gr de morpholine, et on la   maintient ,   une température de 65 C. On ajoute graduellement, en   3/4   d'heure, cette émulsion   à   la suspension d'oxyde de zinc maintenue à une température de 55 C; en agitant constammento On fil- tre et sèche le laurate de zinc blanc produit, et on trouve qu'il renferme 16,7% de ZnO, qu'il a un poids spécifique de 1,15 et un indice de réfraction d'envi- ron 1,53. 



     EXEMPLE   III. 



   Stéarate de plomb   bibasiqueo   
On met en suspension 600 Gr de monooxyde de plomb en poudre fine dans 1500 ml   d'eau,   pendant qu'on agite la suspension et qu'on chauffe à 60 C, et on ajoute 8,25 gr de triéthanolamine. On fond alors 500 gr diacide stéa- rique de qualité industrielle, et on le mélange en remuant constamment avec 4500 ml d'eau à environ 65 C. On ajoute alors 7,5 gr de triéthanolamine pour ,effectuer l'émulsification et on ajoute lentement et continuellement l'émul- sion chaude diacide stéarique à la suspension agitée de litharge en 4 heures environ tout en-maintenant la température à environ 60 C.

   On filtre et sèche 

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 le produit insoluble sous forme de poudre blanche, et on trouve qu'il renfer- me 55,5 % de monooxyde de plombe   C'est   le sel bibasique de plomb   d'un.   mélange d'acides stéarique, palmitique et oléiqueo   EXEMPLE IV.   



   Stéarate de plomb bibasique. 



   On met en suspension dans 300 ml d'eau 120 gr de litharge finement divisée et on y ajoute 0,40 gr de monoéthanolamine, et on agite au moyen d'une palette commandée par un moteur dans un appareil de réaction en verre à la tem- pérature ordinaire. On fond alors 95 gr d'acide stéarique de qualité indus- trielle, et on les introduit dans un appareil de réaction en verre   contenant '-'   700 ml d'eau chauffée à 60 C, et tout en agitant constamment, on ajoute 1 gr d'hydroxyde d'ammonium pour émulsifier l'acide gras.

   On ajoute alors graduel- lement 1'émulsion stéarique chaude à la suspension de litharge agitée, en 30 minutes, après quoi la litharge est entièrement transformée en une substance poudreuse blanche, insolubleo On sépare le produit par filtration, et on trou- ve à l'analyse qu'il contient   56,3%   de PbO et   43,7%   d'acides stéarique, palmi- tique et oléiaue exempts d'acides gras oxydés, qu'il a une densité apparente de 3,20 gr. cm3, est insoluble dans l'eau, l'alcool, l'éther et le chloroforme;

   il a une couleur blanc pur et se trouve sous forme finement diviséeo 
On peut également préparer par le procédé de la présente invention, comme le montre l'exemple suivant, certains acides non-saturés qui sont soli- des à la température ordinaire et qui produisent des savons substantiellement insolubles dans l'eau avec les métaux mentionnés plus haut. 



   On effectue facilement la préparation de stéàrate de plomb normal en suivant le procédé décrit dans l'exemple IV et modifiant la proportion d'a- cide stéarique. Par exemple, si on utilise 40 gr de litharge au lieu de 120 gr de litharge dans 300 ml d'eau, il se forme de stéarate de plomb normal, par le procédé décrit dans l'exemple IV. 



   EXEMPLE V. 



   Ricinoléate de baryum. 



   On met en suspension dans 300 ml d'eau à 23 C, 47,9 gr d'hydroxy- de de baryum contenant   55,2%   de Ba(OH)2. On agite 100 gr d'acides gras   d'hui-   le de ricin dans 400 ml   d'eau   à 25 C et on y ajoute 4 gr d'hydroxyde ammonique concentré contenant   28-29%   de NH30 On ajoute alors graduellement en 1 1/2 heu- re les acides gras d'huile de ricin émulsionnés à la suspension d'hydroxyde de baryum. On filtre et sèche le produit insoluble blanc formé, et on trouve qu'il consiste en ricin.oléate de baryum. 



   On remarquera que dans les exemples 3 et   4,   les proportions de PbO dans le sel de plomb bibasique sont données comme étant respectivement de 55,5% et 56% La différence est due à une variation des proportions rela- tives des trois acides gras présents dans l'acide stéarique du   commerceo   Quand on utilise de l'acide stéarique pur, on trouve par l'analyse que les sels bibasiques de plomb contiennent 54,9% PbO. Dans tous les cas, cepen- dant, il a été confirmé par l'analyse aussi bien que par-des figures aux rayons X et d'autres propriétés que tout le produit obtenu consiste en sel d'acide gras non altéré, exempt d'oxystéarates qui sont généralement présents lorsqu'on opère dans des conditions.plus sévères, par exemple lorsqu'on appli- que des températures élevées. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Procédé de préparation d'un savon métallique d'acide mono- carboxylique contenant plus de 6 atomes de carbone, caractérisé en ce qu'on forme une émulsion aqueuse de l'acide à l'état fondu et on ajoute lentement cette émulsidn à une suspension aqueuse agitée d'un oxyde ou hydroxyde de li- thium, calcium, strontium, baryum., magnésium, aluminium, zinc ou plomb en pré- sence d'une base azotée, qui, à la température ordinaire, possède les proprié- <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 tês earaQtéit1ques d?une eolubllîtê dans 1'eau qui dépasse 500 gr/litre, une constante d'ionioation flupé:r1eure à 10=9 et une valeur de pH dépassant 9eo en solution déoinormaion 2, .

Procédé iuivant la revendication 1, caractérisé en ce que la base azotée est une a.11 amine primaires secondaire ou tertiaireo 3g - Procédé auivant la revendication 1, caractérisé en ce que la base azotée est une aminé cyclique ou hérérocyoliqueo 40 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que :La base =h9tl ont une aillai aminé ou un hydroxyde d9alr1o1 ammonium qua- tl'lU!.1l'@ , II ...

Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bâëe g%ot4, #st un a.cide wninê 6m - Prooddd suivant la revendication 1, caractérisé en ce que là basa @It unt @.1lf,ylpolyND1ne@ 7" "" Procédé nuîvan-t la revendîcatîon l, caractérisé en ce que la bééo gng-4ee, t ,ta3dine, a,llyéam3ne, le 4-amino-2-butanol, la 2-a- #iin@É%W14%hmeÀémsne la Negino ét3orpholine, le 2-amino2-éthyl-1,3- pe9pme di 1 2eg;IDae2emÎtbylel...propanol$ le 2-amîno-2-méthyl-1.,3-propane- dl@1.3 l. flrmm3 1& 1e 1,3-diaminobutane, la diéthanolamine, àé ùàÉihQY1Wdfiej le dldWlmînodtlianol3 la diméthyléthanolamine, la diméthyl- ië9?@paB&ia@; lu U.@\)ylènetr1a.mine, la N-éthy1mJ)h.oline, la guanidine, lihydl'fliÍ:ni3 âelamim la lysine, la méthallylamine;

la monoisopropa- ntÜm1@3 là m\mo1ftaPl'oyl1ne) la pipéridine, la propylènediamine, la pyrro- 11d11i3 M, QQ&1é béoidô, l'hydroxyde de tétraéthanolammonium, la triéthanola- 41n& 1 tr1th11@li:!n* ou la trî,6thylênetè*tramine. alù lm Pp&ù46 misant la revendication 1, caractérisé en ce que la b&aë !i3@t@@ @irt d@ 1&hydrôxyde d ammoni1JJIlo 9", >eeéd4 suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bâë@ à#E%4% @8t d% 1@ amodthanolamine.

.0 e4&4 suivant la revendication 1, caractérisé en ce que là b&8@ âëet4@ eat 1& ioephoiinao ll</ ... hood' :j,a,\revend:Í.cation 1, caractérisé en ce que là mQr4È16% %8% la. mou#thilaminèo l$ 9 PP@4d suivant 1-'une quelconque des revendications pré- êd@Iïti3 âtis4 @& ce que la proportion de base azotée ajoutée est aom- i8@ @at 0;0 @t 6 6e en poids du système total.

139> "'" procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on u. 3A i@ a.set4% sous forme de sulfate ammonique pour former la base 11- éw plau, 14. = Précède suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la 1,, &set4 esb pc4ssnte au début, au moins partiellement, sous forme d'é- mulsion a0i<i :f:adu 150 - Fr<c6dé de production d'un savon métallique, en substance comme décrit ci-dessus avec référence à l'un ou l'autra des exemples cités.

16g - Savons métalliques préparés par le procédé suivant 1$une quelconquo des rêvendïoatîona pr2addontes ou par le prooddd déorit en par- tioulioT dans ce qui prdebdce PaPOfia TITAN OOMPANY m0e Mandataire 8 Offlea KIRKPATRIOKe Sa & 0. PLUCUR Sucera.

NRe Pâgc li lignes 28 et 29, 111'81 flocaprond l'hydroxyde d'ammonium, des 1na! alla pimiras,9ofidairê tt têt1&1r@m, simples auD#1 bien que ëubatituëa ett'î6 6 au lieu de g q'om7pf-ond i>hydroxyàe d'wnmonium, aim l audaî bien que #ub#titu6, 9 d@I emines atYl'ali! xnaixoa, été.,," <Desc/Clms Page number 6> Page 2, ligne 8, lire "méthallylamine" au lieu de "méthallyamine" Page 3, ligne 34, lire : "9,2% Ca O" au lieu de " 9,2%" Page 4, ligne 40, lire - "56,3%"au lieu de "56%" Page 5, revendication 2, lire: "une alkylamine primaire, secondaire ou tertiaire simple aussi bien que substituée au lieu de i ffune alkyl ami- ne primaire, secondaire ou tertiaire".