CH493617A - Verfahren zur Herstellung von Kohlepapierwachsen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Kohlepapierwachsen
Aus Rohmontanwachs können nach allgemein bekannten Verfahren wertvolle Wachse für die verschiedensten Anwendungsgebiete gewonnen werden. Die Behandlung mit Chromsäure in schwefelsaurer Lösung führt zu hellen Wachssäuren, die durch nachfolgende Veresterung mit Alkoholen, besonders Glykolen, und gegebenenfalls durch weitere Umsetzung mit Erdalkalihydroxyden in Esterwachse mit ganz bestimmten Eigenschaften umgewandelt werden können. Man erhält so Wachse für die Putzmittelindustrie, z.B. Selbstglanzwachse, Bohnerwachse, Wachse für Möbel- u. Autopolituren oder Wachse für die Textilindustrie usw. Wachse zur Herstellung von Farbmassen für die Beschichtung von Kohlepapieren können ebenfalls aus Rohmontanwachs gewonnen werden.

  Den bisher bekannten Produkten für letzteren Verwendungszweck haften jedoch verschiedene Nachteile an, die einer universellen Anwendung hindernd im Wege stehen. So müssen Wachse zur Herstellung von Kohlepapierfarbmassen z.B. in der Lage sein, technische Russe in grösseren Mengen zu dispergieren, gegebenenfalls unter Zusatz von Russdispergatoren, wobei als Mass für die Russaufnahme das Fliessverhalten einer nach einem einfachen Rezept hergestellten Kohlepapierfarbmasse dient. Kohlepapierwachse müssen ferner die Fähigkeit besitzen, zusammen mit mineralischen und vegetabilen ölen harte Pasten zu bilden.



   Die   Ölbindefähigkeit    wird als gut bezeichnet, wenn die Pasten das aufgenommene öl auch bei etwas über der Umgebungstemperatur liegenden Temperaturen nicht ausschwitzen.



   Es wurde nun gefunden, dass man Kohlepapierwachse mit den genannten Eigenschaften vorteilhaft herstellen kann, wenn man Rohmontanwachse bei Temperaturen zwischen seinem Schmelzpunkt und 1800C (vorzugsweise bei 100 bis 1500C) mit 100 bis 110 Gew.-% der aus der Verseifungszahl des Rohmontanwachses zu berechnenden Menge an Alkalihydroxyd umsetzt, aus dem Verseifungsprodukt die Wachssäuren in Freiheit setzt und dieselben sodann mit 5 bis 40 Gew.-% der zur totalen Neutralisation der Carboxylgruppen theoretisch erforderlichen Menge eines Hydroxyds von einem Metall der 1.



  und/oder 2. Gruppe des Periodensystems neutralisiert.



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren, welches sich sowohl mit entharztem als auch mit nicht entharztem Rohmontanwachs durchführen lässt, unterwirft man das Rohmontanwachs zunächst bei einer Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes und unterhalb von ca.



     1800C,    vorzugsweise bei 100 bis 1500C unter kräftigem Rühren einer Behandlung mit Alkalihydroxyden. Geeignete Alkalihydroxyde sind bevorzugt Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd. Die Hydroxyde werden in Form von hochprozentigen, z.B.   50gew.-%igen    wässrigen Lösungen allmählich, beispielsweise im Verlaufe von 20 bis 120 Minuten in die Rohmontanwachsschmelze eingetragen. Die benötigte Alkalimenge, welche aus der Verseifungszahl des Rohmontanwachses berechnet wird, beträgt 100 bis   110%    der Theorie. Da die Zähigkeit der Schmelze bei der Verseifung laufend ansteigt, lässt sich das Ende der Umsetzung daran erkennen, dass die Stromaufnahme des Mischorgans schliesslich einen konstant bleibenden Wert erreicht.



   Aus dem, nach dem Erkalten zweckmässigerweise durch Mahlen zerkleinerten Verseifungsprodukt werden die Wachssäuren durch Behandlung mit verdünnter 10bis   50gew.-%iger    Schwefelsäure bei Temperaturen, die unterhalb des Schmelzpunktes des eingesetzten Rohmon   tanwachses,    d.h. niedriger als 900C liegen, in Freiheit gesetzt. Dies kann sowohl in bekannter Weise diskonti   nuierlich,    als auch kontinuierlich, vorteilhaft im Gegenstromverfahren, erfolgen. Man erhält so ein hydrolytisch in Carbonsäuren und Unverseifbares gespaltenes Rohmontanwachs.



   In manchen Fällen hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Verseifungsprodukte vor der Schwefelsäurebehandlung durch Extraktion mit Lösungsmitteln wie z.B. Benzinen, Aceton, usw. von den unverseifbaren Anteilen zu befreien. Die auf diese Weise gewonnenen Gesamtfettsäuren des Rohmontanwachses weisen Säurezahlen von 70 bis 100, Verseifungszahlen von 105 bis 140 und einen Fliess-/Tropfpunkt von 88/890C auf. Sie  unterscheiden sich von den nicht extrahierten Produkten, welche Säurezahlen von 40 bis 60, Verseifungszahlen von 90 bis 120 und einen Fliess-/Tropfpunkt von 87/880C besitzen, dadurch, dass aus ihnen hergestellte Kohlepapierwachse auch den höchsten Anforderungen genügen.



   Die auf die eine oder andere Art gewonnenen Wachssäuren, welche bereits eine gute Russaufnahmefähigkeit besitzen, müssen zur Erlangung der weiteren, von einem   Kohlepapierwachs    zu fordernden Eigenschaften zu einem Teil wieder in Seifen übergeführt werden. Für diese Massnahme, bei welcher 5 bis 40, vorzugsweise 10 bis 30% der freien Carboxylgruppen zu neutralisieren sind, eignen sich die Hydroxyde der 1. und 2. Gruppe des Periodensystems, wie Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Zinkhydroxyd, Magnesiumhydroxyd, Bariumhydroxyd und insbesondere Calziumhydroxyd oder auch Mischungen derselben. Die Hydroxyde können als konzentrierte wässrige Lösungen oder auch in Form fester, fein gemahlener Substanzen verwendet werden.

  Man trägt sie unter kräftigem Rühren in die auf 100 bis 1300C gehaltene Schmelze der Wachssäuren ein und rührt so lange nach, bis alles Hydroxyd umgesetzt ist.



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren herstellbaren, seifenhaltigen Wachssäuren sind für die Herstellung von Kohlepapier-Farbmassen vorzüglich geeignet und besitzen alle wesentlichen, ein gutes Kohlepapierwachs charakterisierenden Eigenschaften.



   Durch die folgenden Beispiele sei das Verfahren erläutert:
Beispiel 1: (z. Vergleich) a)   10 kg    nicht entharztes Rohmontanwachs (SZ 24, VZ 76) werden in einem heizbaren Kneter aufgeschmolzen und auf 1250 bis 1300C erhitzt. Dann lässt man eine Lösung von 570 g NaOH in 570 ml Wasser im Laufe von 90 Minuten zulaufen. Die Zähigkeit der Mischung steigt sehr bald stark an. Nach 4stündigem Kneten hat der Ansatz die maximale Viskosität erreicht. Das erkaltete Verseifungsprodukt wird zerkleinert.



   b) 10 kg entharztes Rohmontanwachs (SZ 22, VZ 70) werden, wie unter la beschrieben, mit 525 g NaOH, gelöst in 525 ml Wasser, verseift.



   c)   5 kg    einer nach la hergestellten pulverförmigen Rohmontanwachsseife werden in einem Perkolator bei   50 C    mit Aceton 24 Stunden extrahiert. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels hinterbleiben 2090 g Unverseifbares   (OHZ 107,9).    Aus der Extraktionshülse des Perkolators werden 2900 g Na-Seife isoliert.



   Die getrocknete Seife trägt man unter Rühren in auf 400C erwärmte   25 ,XOige    Schwefelsäure ein. Die Zersetzung der Seife dauert etwa 2 Stunden. Nach der Abtrennung der Schwefelsäure und 2- bis 3maligem Waschen mit lauwarmen Wasser wird das Wachspulver getrocknet und zusammengeschmolzen. Man erhält 2730 g Rohmontanwachssäuren (SZ 81,2, VZ 96,0, Fp/Tp 86/870C).



   Beispiel 2: (z. Vergleich)
5 kg einer nach Beispiel   lb    hergestellten Na-Seife von entharztem Rohmontanwachs werden behandelt wie in Beispiel   1c    beschrieben. Man erhält neben 2050 g Unverseifbaren   (OHZ    104,4) 2800 g Säuren des entharzten Rohmontanwachses (SZ 77,7, VZ 93,1, Fp/Tp 86/870C.)
Beispiel 3: (z. Vergleich)
5 kg einer nach Beispiel lb hergestellten Na-Seife von entharztem Rohmontanwachs werden ohne vorherige Extraktion des Unverseifbaren mit verdünnter Schwefelsäure behandelt wie in Beispiel   1c    beschrieben. Man erhält 4830 g eines hydrolytisch gespaltenen Rohmontanwachses mit folgenden Kennzahlen: SZ 51,1, VZ 106,4, Fp/Tp   87/88ob.   



   Beispiel 4
1 kg Säuren aus nicht entharztem Rohmontanwachs, hergestellt nach Beispiel   lc,    werden aufgeschmolzen.



  Sobald die Temperatur der Schmelze 1100C erreicht hat, werden im Laufe von etwa 30 Minuten unter kräftigem Rühren 16,5 g Calciumhydroxyd eingetragen. Die Säurezahl des Wachses sinkt hierbei von ursprünglich 81,2 auf 71,4 ab. Das so hergestellte Wachs zeigt eine Verseifungszahl von 103,6, der Fliess-/Tropfpunkt liegt bei 97,5/98,50C. Das Produkt ist für die Herstellung einer Kohlepapierfarbmasse in hervorragendem Masse geeignet.



   Beispiel 5
1 kg Säuren aus entharztem Rohmontanwachs, hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben, werden entsprechend Beispiel 4 mit 13,6 g Calciumhydroxyd versetzt. Es resultiert ein für die Herstellung von Kohlepapierfarbmassen geeignetes Wachs mit folgenden Kennzahlen: SZ 74,9, VZ 95,2, Fp/Tp 99/1000C.



   Beispiel 6
10 kg entharztes Rohmontanwachs (SZ 22,   VZ    70) werden, wie in Beispiel la beschrieben, mit 525 g NaOH, gelöst in 525 ml Wasser, verseift. Aus 5 kg einer so hergestellten Na-Seife von entharztem Rohmontanwachs erhält man ohne vorherige Extraktion des Unverseifbaren durch Behandlung mit verdünnter Schwefelsäure gemäss Beispiel   1c      4810g    eines hydrolytisch gespaltenen Roh   montanwachses    mit folgenden Kennzahlen: SZ 52,3, VZ 105,1, Fp/Tp 87/880C.

 

   Zur Schmelze dieses Wachses gibt man bei 110 bis 1200C eine Lösung von 45 g NaOH in 50 ml Wasser.



  Nach einer Rührzeit von etwa 45 Minuten bei der angegebenen Temperatur ist das Produkt wasserfrei. Es hat folgende Kennzahlen: SZ 40,7, VZ 98,3, Fp/Tp 91/920C.



   Das Wachs kann gut für die Herstellung eines   Kohlepapiers    eingesetzt werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von Kohlepapierwachsen aus Rohmontanwachs, dadurch gekennzeichnet, dass man Rohmontanwachs bei Temperaturen zwischen seinem Schmelzpunkt und 1800C mit 100 bis 110 Gew.-% der aus der Verseifungszahl des Rohmontanwachses zu berechnenden Menge an Alkalihydroxyd umsetzt, aus dem Verseifungsprodukt die Wachssäuren in Freiheit setzt und dieselben sodann mit 5 bis 40 Gew.-% der zur totalen Neutralisation der Carboxylgruppen theoretisch erforderlichen Menge eines Hydroxyds von einem Metall der 1. und/oder 2. Gruppe des Periodensystems neutralisiert.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wachssäuren mit 10- bis 50gew. %iger Schwefelsäure bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes von Rohmontanwachs in Freiheit setzt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachssäuren kontinuierlich im Gegenstromverfahren in Freiheit gesetzt werden.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem verseiften Rohmontanwachs vor dem In-Freiheit-Setzen der Wachssäuren unverseifbare Anteile entzogen werden.