CH467328A - Verfahren zur Verzögerung des Verdunstens von organischen Lösungsmitteln - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Verzögerung des Verdunstens von organischen Lösungsmitteln
Aus den organischen Flüssigkeiten werden Lösungsmittel in erster Linie an Hand des Kriteriums ihrer Siedepunkte ausgesucht, d. h. man wählt Flüssigkeiten, deren Siedepunkt so liegen, dass die Lösungsmittel aus der auf irgendeine Fläche aufgetragenen Lösung unter Hinterlassung einer gleichmässigen geschlossenen Schicht der in ihnen enthaltenen festen Stoffe möglichst leicht und rasch verdampfen.

   Eine solche vom Verwendungszweck bestimmte, verhältnismässig hohe Flüchtigkeit hat umgekehrt den Nachteil, dass die gelagerten Lösungsmittel zu starker Verdunstung und dadurch bedingten Verlusten neigen und dass mit den Lösungsmitteln hergestellte Lösungen bei der Lagerung aus dem gleichen Grund mehr oder weniger stark zum Verdicken und schliesslich zum Eintrocknen neigen, so dass durch die dabei eintretende fortschreitende Veränderung ihrer Konzentration die Anwendung erschwert wird.



   Bekannt ist beispielsweise diese Erscheinung bei den handelsüblichen, in Tuben abgefüllten Fleckenreinigungspasten. Wenn eine solche Tube nicht sehr rasch verbraucht wird, wird der Tubeninhalt beim Liegen so hart und bröckelig, dass er seinem Verwendungszweck kaum noch zugeführt werden kann.



   Hieraus ergibt sich die Aufgabe, dem Verdunsten der Lösungsmittel in geeigenter Weise entgegenzuwirken. Bisher ist dafür nur die Methode bekannt, die Lösungsmittel bzw. Lösungssysteme in sorgfältig verschlossenen Behältern aufzubewahren und zu versenden, die nur jeweils ganz kurz zur Entnahme geöffnet und alsbald wieder verschlossen werden. Dass diese Methode nicht, oder mindestens in sehr vielen Fällen nicht ausreicht, beweisen, gerade die Erfahrungen mit den erwähnten Tuben mit Fleckenreinigungspasten.



   Man kann auch daran denken, innerhalb des Behälters die Oberfläche des Lösungsmittels bzw.



  Lösungssystems mit einer für die jeweiligen Lösungsmittel undurchlässigen Abdeckschicht zu überziehen, ähnlich wie die griechischen Weine in der Flasche mit einer Harzschicht abgedeckt werden. Bei wiederholter Entnahme aus einem Behälter kann der Verbraucher aber die geschlossene Abdeckschicht nicht immer wiederherstellen, so dass ein Verdampfungsschutz nicht mehr gewährleistet ist. Ausserdem bedeutet eine solche Ab deckschicht stets eine Verunreinigung des Lösungsmittels bzw. des Lösungssystems, da sie sich vor Gebrauch meist nicht völlig entfernen lässt und bei der Anwandung sehr störend wirken kann.



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verzögerung des Verdunstens von Lösungsmitteln durch Zugabe eines stabilisierenden Stoffes, der sich in dem vor Verdunstung zu schützenden Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch löst. Als solche verdunstungswidrige Zusatzstoffe werden erfindungsgemäss freie Hydroxylgruppen enthaltende Teilester mehrwertiger Ätheralkohole mit höheren einbasischen Fettsäuren und/oder höheren Oxyfettsäuren angewendet. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden solche Teilester des genannten Typs angewendet, welche noch durch Ankondensieren von mehrbasischen Säuren oder deren Anhydriden modifiziert sind.



   Als einbasische Säurekomponenten kommen geradkettige und verzweigtkettige Fettsäuren mit 8 bis 28, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen in Frage.



  Die Säuren können gesättigte oder ungesättigte Säuren sein. Sie können auch Hydroxylgruppen enthalten. Beispielsweise werden genannt: die Säuregemische des Cocosfetts, Palmitinsäure, Stearinsäure, Montansäure, Oxystearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure.



   Als mehrwertige   Ätheralkohle    kommen insbesondere Anhydrozuckeralkohle, wie Sorbitan und Manitan, Dipentaerythrit, Anhydrotrimethyloläthan, Anhy  drotrlmethylolpropan,    Diglycerin und Polyglycerine in Frage. Äquivalente dieser   Atheralkohle    im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Anhydroprodukte mehrwertiger Alkohole, z. B. des Pentaerythrits, soweit ihre Teilester mit den Säurekomponenten der Erfindung in dem gegen Verdunsten zu schützenden   Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch noch hinreichend löslich sind.



   Die als Verdunstungsstabilisatoren nach der Erfindung zu verwendenden Teilester werden nach bekannten Verfahren hergestellt, beispielsweise auch durch Umesterung von technischem Fett, wie Stearin, mit mehrwertigen   Ätheralkoholen    der gekennzeichneten Art. Diese Herstellungsverfahren sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bei der letztgenannten Herstellungsmethode fallen die Stabilisatoren mit einem bestimmten Anteil eines Glycerinesters an, der ihre Wirkung im Sinne der Erfindung modifiziert, aber meist nicht stört. Hieraus folgt, dass die Verdunstungsstabilisatoren der Erfindung im Gemenge mit gewissen Mengen neutraler Fettsäureester anwendbar sind.



   In einer besonderen Ausführungsform werden als Verdunstungsstabilisatoren solche Teilester der gekennzeichneten Art angewendet, die noch durch Ankondensation von mehrwertigen Säuren oder deren Anhydriden modifiziert sind. Als solche mehrbasische Säuren kommen beispielsweise in Frage: Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, grundsätzlich sämtliche sonstigen aus der Chemie der Alkydharze und der Polyester und Polyamide bekannten Säurekomponenten. Besonders günstig ist für diesen Zweck das auch technisch gut zugängliche Phthalsäureanhydrid. Auch die entsprechenden Oxysäuren sowie dreibasische Säuren kommen in Frage.



   Nach der Erfindung können gegen das Verdunsten stabilisiert werden: alle Kohlenwasserstofflösungsmittel aliphatischen wie aromatischen Typs, beispielsweise Testbenzin, Lackbenzin, Reinigungsbenzin, Lösungsbenzin, Benzol, Toluol, Xylol, ferner Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Trichloräthan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Bromoform und Jodoform,   ss,ss'-Dichlordiäthyläther,    Terpenkohlenwasserstoff, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Tetrahy  drofurfurylalkohol,    Tetrahydronaphthalin, Tetralin sowie Gemische zweier oder mehrerer dieser Lösungsmittel untereinander oder mit kleineren Mengen anderer Lösungsmittel, beispielsweise höherer Alkohole, Äther und dergleichen, oder schliesslich auch Wasser.



   Die Verdunstungsstabilisatoren der Erfindung können in Mengen von etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, berechnet auf Lösungsmittel, Lösungsmittelgemisch bzw. Lösungssystem angewendet werden. Durch Variationen der einbasischen Säurekomponente, der Alkoholkomponente und/oder der modifizierenden mehrbasischen Säure   karm    für jedes einzelne Lösungsmittel, Lösungsmittelgemisch oder Lösungssystem unter Berücksichtigung aller Umstände des Einzelfalls ein optimaler Verdunstungsstabilisator ausgewählt werden, dessen Dosierung sich nach dem Charakter des zu stabilisierenden Flüssigkeitssystems und nach dem Grad der gewünschten Stabilität bestimmt.



   Die Verdunstungsstabilisatoren der Erfindung haben den wesentlichen Vorzug, dass sie Färbung, Vis  kosität,- Streichfähigkeit,      Schmierfähigkeit    usw. der zu stabilisierenden Systeme entweder überhaupt nicht oder nur unwesentlich beeinflussen. Dies gilt ganz besonders für die Stabilisierung von Lösungssystemen, die aus einem oder mehreren Lösungsmitteln, darin gelösten Bindemitteln, wie festen Kohlenwasserstoffen, Hartparaffinen, Weichparaffinen, Ozokerit, rohem oder oxydiertem Montanwachs, Stearin, Ceresin, Estern und Salzen von Montanwachsen, Ketonen aus höheren Fettsäuren, Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyrat, Polymersaten auf Basis von Acrylund Methacrylsäureestern, Polyacrylnitril, Polyestern, Polyamiden, Polyesteramiden, Alkyd- und Glyptalharzen,

   künstlichen und natürlichen Kautschuken, natürlichen Harzen bestehen und in denen gleichzeitig noch feste Füllmittel und Pigmente dispergiert sein können.



  Die zu stabilisierenden Systeme können dünnflüssig, zähflüssig oder auch hochviskos, salbenartig oder pastenartig sein. In allen Fällen kommt es darauf an, für eine gründliche und gleichmässige Durchmischung des zu stabilisierenden Systems mit dem Verdunstungsstabilisator Sorge zu tragen. Dabei ist die Methode des Zusatzes beliebig. Wenn es unter dem Gesichtspunkt der Durchmischung günstig ist, kann der Verdunstungsstabilisator auch bereits einer der Komponenten des Systems, beispielsweise dem Lösungsmittel, Lösungsmittelgemisch, dem Bindemittel oder dem Füllmittel beigemischt werden, ehe das zu stabilisierende Lösungssystem gebildet wird. Soweit erforderlich, kann die gründliche Einmischung des Stabilisators auch durch Erwärmen des zu stabilisierenden Systems gefördert werden.



   Die mit Verdunstungsstabilisatoren der Erfindung versetzten   Lösungssysteme    mit Bindemitteln zeichnen sich überraschenderweise dadurch aus, dass aus ihnen aufgetragene dünne Schichten praktisch ebenso auftrocknen und   durchtrocknen    und nach der Verfestigung glänzen wie die entsprechenden, ohne stabilisierenden Zusatz hergestellten Aufstriche.



   Aus dem Gesagten ergibt sich ein   vielfältiges    Anwendungsgebiet für das Verfahren der Erfindung. Zu nennen sind insbesondere die   Lösungsmittelindustrie,    die Lackindustrie, die Herstellung von lösungsmittelhaltigen Reinigungs-, Putz- und Poliermitteln, kosmetischen Lacken, Schuhcremes, Bohnerwachsen und die   Wachswarenindustrie    allgemein.



   Der technische Effekt des Verfahrens ist aus einer in der nachstehenden Tabelle wiedergegebenen Versuchsreihe zu ersehen.  



     Tabelle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Paraffin 5 5 5 Versuchsprod. a) 5 5 5 5 Versuchsprod. b) 5 5 5 5 Testbenzin 45 45 45 50 Xylol 45 45 45 50 Terpentinöl 45 45 45 50 ss'ss-Dichlordiäthyläther 45 45 50 Aussehen Lsg. Lsg. Paste Lsg. Lsg. Lsg. Lsg. Lsg. ölig Paste Paste + + Satz Satz Verlust in % n. 24 Std. 80 20 11 82 70 7,8 70 7,6 54. 0 0 100 100 93 25 Verlust in % n. 48 Std. 82 38 22 85 78 16 80 17 74 0,2 0,4 97 42   
Verglichen wurden die Verdunstungsverluste reiner Lösungsmittel bei Raumtemperatur mit denen von   10 0/oigen    Lösungen von Paraffin (Erweichungspunkt etwa   50     C) bzw. zweier Verdunstungsstabilisatoren A und B in den gleichen Lösungsmitteln beim Stehen in offenen Kristallisierschalen mit einem Durchmesser von 75 mm.



   Der Verdunstungsstabilisator A ist Diglycerinmonostearat, modifiziert durch Ankondensieren von Phthalsäureanhydrid. Der Verdunstungsstabilisator B ist ein Mischteilester aus Stearinsäure und einem Gemisch höhermolekularer Fettsäuren (Montanwachs oxydiert) mit Diglycerin.



   Sämtliche Versuche zeigen eine   beachtliche- Verrin-    gerung der Verdunstungstendenz der Lösungsmittel in allen Aggregatzuständen von flüssig bis pastenförmig.



  Die Versuche 10 und 11 zeigen, dass in manchen Systemen die Verdunstung eines Lösungsmittels sogar praktisch völlig unterbunden werden kann.



   Der Wirkungsmechanismus der Verdunstungsstabilisatoren der Erfindung konnte praktisch noch nicht völlig aufgeklärt werden. Nach den erfindungsgemäss stabilisierten Lösungsmitteln und Lösungssystemen kann angenommen werden, dass sich aus dem im System gelösten Stabilisator eine dünne monomolekulare Schicht an der freien Oberfläche des Systems ausbildet, welche bei der Entnahme eines Teils des Gefässinhaltes zwar teilweise zerstört wird, sich aber alsbald aus den noch im System gelösten Mengen Verdunstungsstabilisator regeneriert, so dass wieder ein wirkungsvoller Verdunstungsschutz gewährleistet ist.



   Beispiel
12,0   Gewichts- /o    eines teilveresterten und teilverseiften mit Chromsäure oxydierten Rohmontanwachses (Fliess-/Tropfpunkt   99/100     C, Säurezahl 17, Versei  fungszahi    92), 1,0   Gewichts- /o    eines Ozokerits (Erstarrungspunkt 720 C) und 12,0   Gewichts- /o    eines vollraffinierten Paraffins (Erstarrungspunkt 50/520 C) werden unter schwachem Rühren bei   105-1100    C zusammengeschmolzen. Sobald eine homogene Schmelze vorliegt, wird mit 26,0 Gewichts-% Terpentinöl und 36,0 Gewichts-% Testbenzin verdünnt und mit einer Lösung von 3,0 Gewichts-% Nigrosinbasenaufschluss (Nigrosinbasen im Verhältnis 1:2 mit Olein aufgeschlossen) in 10,0   Gewichts- /o    Terpentinöl vermischt.

   Die inzwischen auf 500 C abgekühlte Masse wird in üblicher Weise in Dosen gegossen und erstarren gelassen. Diese schwarze Schuhereme verliert beim Stehenlassen in offener Dose bei 20  C Raumtemperatur und 50% relativer Luftfeuchtigkeit innerhalb von 3 Wochen 30   O/o    ihres Lösungsmittels.



   Setzt man bei der Herstellung der Schuhcreme zur Wachsschmelze 0,5   Gewichts- /o    eines vorwiegend Diglycerinmonostearat enthaltenden Kondensationsproduktes aus Diglycerin und Stearinsäure, das mit Adipinsäure weiterverestert wurde, zu, so wird unter gleichen Bedingungen der Lösungsmittelverlust auf 15   O/o    herabgedrückt.



   Wird als Verdunstungsstabilisator in gleicher Menge ein Veresterungsprodukt aus Diglycerin mit   Stearin- und    Oxystearinsäure verwendet, so wird der Lösungsmittelverlust auf 12   O/o    gesenkt.



   Wendet man als Verdunstungsstabilisator die gleiche Menge eines vorwiegend Diglycerinmonostearat enthaltenden Kondensationsprodunktes aus Diglycerin und Stearinsäure, das mit Phthalsäure weiterverestert  wurde, an, so ist nur noch ein Lösungsmittelverlust von etwa 9   O/o    zu verzeichnen.



   Sämtliche sonstigen Eigenschaften der Schuhcreme, wie Konsistenz, Charakter des Oberflächenspiegels, Wachsfilmhärte und Glanz bleiben auch bei Zusatz der beiden letztgenannten Verdunstungsstabilisatoren unverändert. Diglycerinmonostearat beeinträchtigt den Oberflächenspiegel ein wenig, ohne die praktische Brauchbarkeit der Schuhcreme herabzusetzen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verzögerung des Verdunstens von organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Lösungsmittel bzw. dem Lösungssystem noch freie Hydroxylgruppen enthaltende Teilester mehrwertiger Ätheralkohole mit höheren einbasischen Fettsäuren und/oder Oxyfettsäuren als stabilisierende Stoffe einverleibt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man noch freie Hydroxylgruppen enthaltende Teilester mehrwertiger Alkohole mit höheren einbasischen Fettsäuren und/oder Oxyfettsäuren einverleibt, die zusätzlich noch durch Ankondensieren von mehrbasischen Säuren oder deren Anhydriden modifiziert sind.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Teilester in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, berechnet auf Lösungsmittel bzw. Lösungssystem, anwendet.