CH324176A

CH324176A - Process for improving the properties of powdery substances

Info

Publication number: CH324176A
Authority: CH
Inventors: Carl Dr Boller; Wolfgang Dr Guendel; Alfred Dr Kirstahler
Original assignee: Dehydag Gmbh
Priority date: 1952-11-21
Filing date: 1953-11-20
Publication date: 1957-09-15

Description

  

  Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften pulverförmiger Stoffe    Es wurde gefunden, dass man die     Eigen-          sehaftenpulverförmiger    Stoffe, insbesondere       von    Stoffen, die man in der Technik unter  dem     Begriff     Pigmente  auf den verschie  densten Anwendungsgebieten zum Einsatz  bringt, wesentlich verbessern kann, wenn man  auf diese Stoffe Gemische aus Salzen saurer       organiseher        Schwefelsäureabkömmlinge,    wie  z.

   B.     Alky        lsulfate,        Alkylsulfonate    oder     Alkyl-          benzolsulfonate,    aufbringt, wie sie aus den  sauren     Sehwefelsäureabkömmlingen    mit nicht  flüchtigen, anorganischen Basen, wie z. B.  Alkali-, Erdalkali- oder     Erdmetallen    einer  seits und Ammoniak oder organischen Basen  anderseits, erhalten werden.  



  Durch die Behandlung wird die Benetz  barkeit der     pulverförmigen    Stoffe und     =ihre          Verteilbarkeit    in flüssigen, hochviskosen       oder    plastischen, organischen Materialien er  heblich verbessert, weiterhin ihre Schwebe  fähigkeit bei der     Suspension    in Flüssigkeiten  sowie ihr Haftvermögen und ihre     Schütt-          fähigkeit.     



  Besonders praktisches     Interesse    besitzen  derartig behandelte Pigmente beispielsweise  für Lack- und     Anstrichstoffe,    in denen sie  ein ausgezeichnetes Schwebevermögen zeigen,  oder als     Füllstoffe    für Natur- und Kunst  kautsehuk,     Kautschukregenerate    und Kau  tsehukersa.tzstoffe.  



  Pulverförmige Stoffe, die hier in Betracht  kommen, können anorganischer oder organi-    scher Natur sein, z. B. anorganische Oxyde,       Hydroxyde    und Salze; wie sie z. B. als     Farb-          pigmente        verwendet    werden, wie Ocker,       Eisenoxydrot,    Bleimennige,     Titandioxyd,     Zinksulfid,     Bariumsulfat,        Kalziumcarbonat     und dergleichen, ferner Russ, Zinkoxyd, fein  disperses     Kieselsäureanhydrid,        Silicagel,        Kal-          ziumsilikat-    bzw.

       Aluminiumsilikatdispersio-          nen    und dergleichen, wie sie als Füllstoffe  für Kautschuk und     Kautschu.kregenerate    in  Betracht kommen. Weiterhin sind zu nennen  Pudergrundlagen, wie Talkum, Reismehl,  Stärke und dergleichen, Bleicherden, Kaolin,       Bimssteinpulver,    Tonerde, ferner Aktivkohle,  Korkmehl, Holzmehl sowie andere bekannte  anorganische oder organische pulverförmige  Stoffe.  



  Die Behandlung dieser pulverförmigen  Stoffe mit den Gemischen aus Salzen saurer  organischer     Schwefelsäureabkömmlinge    kann  in üblicher Weise erfolgen, indem man z. B.  die pulverförmigen Stoffe in Lösungen der  Salzgemische in Wasser oder einem organi  schen Lösungsmittel einrührt, abtrennt und       anschliessend    trocknet, oder die Lösungen auf  die trockenen Pigmente in geeigneter Weise  aufsprüht oder     aufnebelt.    In     geeigneten    Fäl  len kann man auch die     Salzgemisehe    durch       Vermahlen    oder     Kollern    unmittelbar auf die       pulverförmigen    Stoffe aufbringen,

   wobei  beide Komponenten sowohl trocken als auch  im angefeuchteten Zustand verwendet werden      können. Die Mengen, in denen die Salze  saurer organischer     Schwefelsäureabkömm-          linge    auf die     pulverförmigen    Stoffe aufge  bracht werden, hängen von den angewendeten  Arbeitsbedingungen und dem jeweiligen     Ver-          wendungszweck    ab. Diese Mengen liegen z. B.

         zwischen        0,05-10        %        und        mehr,        vorzugsweise     von 0,1--5     oio,    auf die     pulverförmigen    Stoffe  berechnet. .  



  Als organische     Schwefelsäureabkömmlinge,     wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfin  dung als Komponenten für die verwendeten       Salzgemische    in Betracht kommen, können in  erster Linie     Schwefelsäureester        alipha.tiseher,          cyeloaliphatischer    und fettaromatischer Al  kohole und     Sulfosäuren    mit     aliphatisch    oder  aromatisch gebundener     Sulfosäuregru.ppe     verwendet, werden, wofür folgende Bei  spiele zu nennen sind:

       Hexylschwefelsäiire-          @        ester,        Oetylschwefelsäureester,        Dodecylschwe-          felsäureester,        Oleylschwefelsäureester        bzw.    Ge  mische von     Allzylschwefelsäureestern,        Schwe-          felsäureester    von     Naphthen-    oder Harz  alkoholen,     Hexylsulfonsäure,        Cyclohexy1sulfo-          säure,        Oetylsrlfosäure,

          AlkyIsulfonsäure-          o7emiselie,    wie sie durch Einwirkung von       Sehwefeldioxy    d und Chlor auf     Kohlenwasser-          stof        fgemische,    wie beispielsweise Dieselöl, er  halten werden; ferner     Octylbenzolsulfosäure,          Dodecylbenzolsulfosäure    oder andere     Alkyl-          benzolsulfosäuren    bzw. deren Gemische, wie  sie z.

   B. durch Kondensation ungesättigter       Benzinkohlenwasserstoffe    mit Benzol in Ge  genwart von Aluminiumchlorid und anschlie  ssende     Sulfonierung    erhalten werden, ferner  mich     Tetrahydronaphthalinsulfosäure    und  dergleichen.  



  Die     Alkylreste    dieser Schwefelsäure  abkömmlinge können auch     Heteroatome,    wie  Sauerstoff, Schwefel     oder    Stickstoff bzw. sich  davon ableitende     Atomgruppen    sowie     Substi-          tuenten    enthalten. Anorganische Basen, die  zur Bildung der     erfindungsgemässen    Salz  gemische     verwendet    werden, sind beispiels  weise Natrium,     Kalitun,    Kalzium, Magnesium,  Aluminium und dergleichen. Als organische  Basen kommen primäre, sekundäre oder ter  tiäre Basen in Betracht, wie z.

   B.     Oetylamin,            Dioctylamin,        Cyclohexylamin,        Diäthyleyclo-          hexylamin,        Monomethylanilin,        Diä!thyla.nilin,          Monoäthanolamin,        Triät.hanolamin,        Morpho-          lin,        Piperidin,        Pyridin,        Chinolin    und derglei  chen.  



  Die mit den     Schwefelsäurederivaten    be  handelten pulverförmigen Stoffe, z. B. Pig  mente, sind für die verschiedensten techni  schen Anwendungsgebiete geeignet. Ab  gesehen von der bereits erwähnten Herstel  lung von     pigmentierten    Lacken und Anstrich  stoffen und der Verwendung in der Kau  tschukindustrie, können sie beispielsweise an  gewendet werden beim Einmischen     pulver-          fö.rmiger        Trübungs-,    Färbe- oder Füllmittel  in Kunststoffe oder plastische     :

  Hassen,    bei  der Herstellung von Pulvern zum Einstäuben  von Kautschuk oder     Kunstharzfellen,    ferner  bei der Herstellung von pigmenthaltigen  Überzügen für Papier, Pappe und derglei  chen oder auch als Füllmittel für Papier und  Pappen, als     Mattierungsmittel    für Kunst  seide und geformte Gebilde, als Füll-,     Be-          schwerungs-    oder     Appreturmittel    in der  Textilindustrie usw.  



  Das erfindungsgemässe     Imprägniei@ings-          verfahren    ist. demgemäss in allen den Fällen  anwendbar, bei denen es sieh um eine Ver  besserung der Oberflächeneigenschaften der  pulverförmigen Stoffe, Erhöhung ihrer Aus  giebigkeit im Gebrauch,     Verbesseiuing    der  Stabilität ihres Verteilungszustandes und die  Verbesserung der     Gebrau.chseigenscha.ften    der  damit hergestellten Produkte handelt.    <I>Beispiele</I>    1.

   In einer Kugelmühle werden 500 Ge  wichtsteile     Eisenoxydrot    mit 5 Gewichtsteilen  eines     Sulfatgemisches    aus     201/o    der     Diäthy        l-          cy        clohexylaminsalze    eines     Alkvlsulfatgemi-          sches    mit     Alkylresten        C,1-C11    und     80"/o    der       Zlagnesiumsalze    eines     Alkylsulfatgemisches     mit     Alkylresten        Clo-C18    verarbeitet,

   bis  eine gleichmässige Verteilung des Gemisches  auf dem     Eisenoxy    Brot erzielt ist. Das Eisen  oxydrot zeigt. keine Veränderung seines     Parb-          cha.rakters,    ist     lagerbeständig    und     lässt    sieh           leielit.    und     lioinogen    in Lacke und Anstrich  stoffe einarbeiten.  



  Das Pigment kann z. B. mit einem     Ha.rz-          esterleinöllaek    (1:1) in dem Verhältnis 50  Teile Pigment zu 50 Teils Lack auf einer       Trichtermühle    eingerieben     \.erden.    Die An  reibung zeigt nach 6monatiger Beobachtungs  zeit keinen Bodensatz, sondern höchstens eine  Pigmentanreicherung unterhalb des obersten  Drittels des Gefässinhaltes, welche sich sehr  leicht, wieder in gleichmässige     Verteilung     bringen lässt. Die     Bodensatzbildung,    gemessen  nach dem Verfahren von     Boller-Lichtha.rdt     (Farbe und Lack.

   Jahrgang 58, Seiten 441 bis  113), war so gering, dass der Prüfkegel bei  einer Belastung von nur 9 g den Boden des       (*efässes    erreichte. Eine     Anreibung    des glei  chen Bindemittels mit. dem gleichen,     jedoch          irrbehandelten        Eisenozydrot,    in dem gleichen       Mengenverhältnis,    ergab nach     6monatiger          Beobachtungszeit    einen starken, zähen Boden  satz, welcher sich nur sehr schwer wieder       aufrühren    liess.

   Diese     Anreibung        erforderte     nach der obigen Prüfmethode eine Kegel  belastung von 150 g. um den Boden des Ge  fässes zu erreichen.  



  2. In einem     Kollergang         .-iirden    500     Ge-          wichtsteile        Eisenoxydrot    mit. 5     Gewichtsteilen     einer Lösung behandelt., welche aus         10%        Diäthylcyclohexylaminsalz        eines        Al-          kylsuifa.tgemisches    mit     Alkylresten          C4-Ci1          40 /0llagnesiumsalz    eines     Alk-ylsulfat-          gemisches    mit.

       Alkylesten        C1o-C,8          40%        Wasser            10%        Hexalin            besteht.    Die     Verkolleiung    wird so lange fort  gesetzt, bis eine gleichmässige Verteilung des       Alkylsulfatsalzgemisches    und die Verdun  stung des Wassers eingetreten sind. Das       Eisenoxy        drot    zeigt. keine Veränderung seiner  Farbeigenschaften und besitzt ein gutes     Ver-          teilungs-    und Schwebevermögen in Lacken.  



       Anreibungen    dieses     Eisenoxydrots    in       einem        Ha.rzesterleinöllaek    (1:1),     angeriehen     im Verhältnis 50:50, erforderte nach der    gleichen Prüfmethode wie Beispiel 1 eine  Kegelbelastung von 21 g, während eine glei  che     Anreibung    mit unbehandeltem Pigment  in demselben Verhältnis eine     Kegelbelastung     von 150 g erforderte.



  Process for improving the properties of powdery substances It has been found that the properties of powdery substances, in particular of substances that are used in technology under the term pigments in a wide variety of fields of application, can be significantly improved by applying these substances Mixtures of salts of acidic organic sulfuric acid derivatives, such as.

   B. Alky lsulfate, alkyl sulfonates or alkyl benzenesulfonates, as they come from the acid sulfuric acid derivatives with non-volatile, inorganic bases, such as. B. alkali, alkaline earth or earth metals on the one hand and ammonia or organic bases on the other hand, can be obtained.



  The treatment significantly improves the wettability of the powdery substances and their dispersibility in liquid, highly viscous or plastic, organic materials, as well as their ability to float when suspended in liquids, as well as their adhesiveness and pourability.



  Pigments treated in this way are of particular practical interest, for example, for lacquers and paints, in which they show excellent suspension, or as fillers for natural and synthetic chewing gum, regenerated rubber and chewing chewing agents.



  Powdered substances that come into consideration here can be inorganic or organic in nature, e.g. B. inorganic oxides, hydroxides and salts; how they z. B. can be used as color pigments, such as ocher, red iron oxide, red lead, titanium dioxide, zinc sulfide, barium sulfate, calcium carbonate and the like, furthermore carbon black, zinc oxide, finely dispersed silica anhydride, silica gel, calcium silicate or

       Aluminum silicate dispersions and the like, as they come into consideration as fillers for rubber and Kautschu.kregenerate. Powder bases such as talc, rice flour, starch and the like, bleaching earth, kaolin, pumice stone powder, clay, also activated carbon, cork flour, wood flour and other known inorganic or organic powdery substances should also be mentioned.



  The treatment of these powdery substances with the mixtures of salts of acidic organic sulfuric acid derivatives can be carried out in a conventional manner by z. B. stirs the powdery substances into solutions of the salt mixtures in water or an organic solvent's rule, separates them and then dries them, or spray or mist the solutions onto the dry pigments in a suitable manner. In suitable cases, the salt mixtures can also be applied directly to the powdery substances by grinding or mulling,

   Both components can be used both dry and in the moistened state. The quantities in which the salts of acidic organic sulfuric acid derivatives are applied to the powdery substances depend on the working conditions and the respective purpose. These amounts are e.g. B.

         between 0.05-10% and more, preferably 0.1-5%, calculated on the powdery substances. .



  As organic sulfuric acid derivatives, as they come into consideration in the context of the present invention as components for the salt mixtures used, sulfuric acid esters of aliphatic, cyeloaliphatic and fatty aromatic alcohols and sulfonic acids with aliphatically or aromatically bound sulfonic acid groups can be used, for which the following examples should be mentioned:

       Hexylsulfuric esters, ethylsulfuric esters, dodecylsulfuric esters, oleylsulfuric esters or mixtures of alkylsulfuric esters, sulfuric acid esters of naphthenic or resin alcohols, hexylsulphonic acid, cyclohexylsulphonic acid, oetylsulfonic acid,

          AlkyIsulfonsäure- o7emiselie, as they are obtained by the action of sulfur dioxide and chlorine on hydrocarbon mixtures such as diesel oil; also octylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid or other alkylbenzenesulfonic acids or their mixtures, as they are, for.

   B. obtained by condensation of unsaturated gasoline hydrocarbons with benzene in the presence of aluminum chloride and subsequent sulfonation, also me tetrahydronaphthalene sulfonic acid and the like.



  The alkyl radicals of these sulfuric acid derivatives can also contain heteroatoms, such as oxygen, sulfur or nitrogen, or atomic groups derived therefrom, as well as substituents. Inorganic bases which are used to form the salt mixtures according to the invention are, for example, sodium, potassium, calcium, magnesium, aluminum and the like. As organic bases, primary, secondary or tertiary bases come into consideration, such as.

   B. Oetylamine, dioctylamine, cyclohexylamine, diethyyclohexylamine, monomethylaniline, diethylamine, monoethanolamine, triethanolamine, morpholine, piperidine, pyridine, quinoline and the like.



  The powdered substances treated with the sulfuric acid derivatives, z. B. Pig ments are suitable for a wide variety of technical fields of application. Apart from the already mentioned production of pigmented lacquers and paints and their use in the rubber industry, they can be used, for example, when mixing powdery opacifiers, coloring agents or fillers into plastics or plastic:

  Hassen, in the production of powders for dusting rubber or synthetic resin skins, also in the production of pigment-containing coatings for paper, cardboard and the like or as a filler for paper and cardboard, as a matting agent for artificial silk and shaped structures, as filler, Weighting or finishing agents in the textile industry, etc.



  The impregnation process according to the invention is. accordingly applicable in all cases in which it is a matter of improving the surface properties of the powdery substances, increasing their yield in use, improving the stability of their state of distribution and improving the usability of the products made with them. <I> Examples </I> 1.

   In a ball mill, 500 parts by weight of red iron oxide are processed with 5 parts by weight of a sulphate mixture of 201 / o of the diethycyclohexylamine salts of an alkyl sulphate mixture with alkyl radicals C, 1-C11 and 80 "/ o of the magnesium salts of an alkyl sulphate mixture with alkyl radicals Clo-C18,

   until an even distribution of the mixture on the Eisenoxy bread is achieved. The iron shows oxide red. No change in its Parbcha, it is storable and can be seen easily. and incorporate linearly into varnishes and paints.



  The pigment can e.g. B. rubbed in with a Ha.rz- esterleinöllaek (1: 1) in the ratio 50 parts pigment to 50 parts lacquer on a funnel mill. After 6 months of observation, the rubbing shows no sedimentation, but at most an accumulation of pigment below the top third of the contents of the vessel, which can very easily be brought back into an even distribution. The sedimentation, measured according to the Boller-Lichtha.rdt method (paint and varnish.

   Volume 58, pages 441 to 113), was so small that the test cone reached the bottom of the container with a load of only 9 g. The same binding agent was rubbed with the same, but mistreated, iron oyster red in the same proportion , after 6 months of observation resulted in a strong, tough soil which was very difficult to stir up again.

   According to the above test method, this grinding required a cone load of 150 g. to reach the bottom of the vessel.



  2. In a pan mill, 500 parts by weight of red iron oxide are added. Treated 5 parts by weight of a solution, which consists of 10% diethylcyclohexylamine salt of an alkyl sulfate mixture with alkyl radicals C4-Ci1 40 / 0llagnesiumsalz of an alkyl sulfate mixture with.

       Alkyl esters C1o-C, 8 40% water 10% hexalin. The accumulation is continued until an even distribution of the alkyl sulfate salt mixture and the evaporation of the water have occurred. The iron oxy drot shows. no change in its color properties and has good distribution and suspension properties in paints.



       Grinding of this iron oxide red in a 1: 1 hair ester flake, mixed in a ratio of 50:50, required a cone load of 21 g according to the same test method as Example 1, while the same grinding with untreated pigment in the same ratio required a cone load of 150 g required.

Claims

PATENT CLAIM A process to improve the properties of powdery substances, characterized in that mixtures of salts of acidic organic sulfuric acid derivatives, such as those made from acidic sulfuric acid derivatives with non-volatile, inorganic bases on the one hand and ammonia or on the one hand, are applied to the powdery substances organic bases are obtained on the other hand, applies. U N TER CLAIM 1.

A method according to claim, characterized in that mixtures of salts of all-yl sulfates are used, as they are obtained from alkyl sulfates with alkali, alkaline earth or earth metal hydrides on the one hand and ammonia or organic bases on the other.

2. The method according to the patent claim, characterized in that the salts of acidic organic acid derivatives are present in amounts of 0.05-10 / o, preferably 0.1-5% the dry ones

applies powdery substances. 3. The method according to claim, characterized in that solutions of the mixtures atis salts of acidic, organic sulfuric acid derivatives are applied to the powdery substances. 4. Method according to claim, there; characterized in that color pigments are used as powdery substances.

5. The method according to the patent claim, characterized in that powdery substances which are suitable as fillers for natural or synthetic rubber or rubber substitutes are used.