DE970830C

DE970830C - Weichmacher

Info

Publication number: DE970830C
Application number: DEST608D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Herbert Koelbel; Dipl-Chem Dr Dietrich Ullmann
Original assignee: Rheinpreussen AG fuer Bergbau und Chemie
Current assignee: Rheinpreussen AG fuer Bergbau und Chemie
Priority date: 1940-04-07
Filing date: 1940-04-07
Publication date: 1958-10-30

Description

Weichmacher Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung von Weichmachern für Natur- und Kunstharze, insbesondere für die Lackindustrie, mit verbesserten Eigenschaften.
Lacke auf Kunststoffbasis verlangen zu ihrer Herstellung die Verwendung reichlicher Mengen Weichmacher, die dem Lackfilm nach Verdunstung der Lösungsmittel die erforderlichen mechanischen Eigenschaften, z. B. besonders Geschmeidigkeit, verleihen.
Zur Herstellung einer brauchbaren Lackkomposition muß hierbei der Weichmacher einer Reihe engbegrenzter Forderungen entsprechen, beispielsweise folgenden: Der Weichmacher muß mit dem als Basis dienenden Kunstharz eine homogene Lösung bilden, mit den angewandten Lösungsmitteln bis zur höchsten Konzentration herauf verträglich sein, eine gute Oxydationsbeständigkeit mindestens gegenüber Luftsauerstoff zeigen, eine minimale Flüchtigkeit besitzen, eine geringe Viscositätstemperaturabhängigkeit aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß die Zahl der bekannten Weichmacher die mannigfaltigen Bedürfnisse der lackherstellenden Industrie noch nicht zu befriedigen vermag, unter anderem liegt ein Bedürfnis nach geeigneten Weichmachern für Chlorkautschuklacke vor. Es ist vorgeschlagen worden, als Weichmacher für Chlorkautschuk chlorierte Paraffine auf Erdöl- oder Braunkohlenbasis zu verwenden.
Die Arbeiten ergaben überraschenderweise, daß in den Kohlenwasserstoffen, insbesondere den Hartparaffinen, die synthetisch unter normalem oder erhöhtem Druck bei der Kohienoxydhydrierung gewonnen werden, ungleich geeignetere Rohstoffe zur Herstellung der als Weichmacher dienenden Chlorkohlenwasserstoffe vorliegen, als dies bei den natürlichen Paraffinen auf Erdöl- oder Braunkohlenbasis der Fall ist.
Die Herstellung von Chlorkohlenwasserstoffen aus synthetischen, der Kohlenoxydhydrierung entstammenden Kohlenwasserstoffen geschieht durch direktes Chlorieren ohne Anwendung eines Katalysators bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen. Bereits unter 1000 C wird vollständiger Chlorumsatz beobachtet.
Infolge der großen Reinheit, durch die sich die synthetischen Kohlenwasserstoffe auszeichnen, ist vor der Chlorierung - im Gegensatz zu natürlichen Paraffinen - ein kostspieliger Raffinationsprozeß nicht erforderlich. Die Verwendung der durch Chlorieren synthetischer Kohlenwasserstoffe erhaltenen Chlorkohlenwasserstoffe gegenüber der bekannten-Verwendung natürlicher Chlorparaffine als Weichmacher besitzt folgende Vorteile. Es zeigte sich, daß die aus synthetischem Material hergestellten- Chlorkohlenwasserstoffe eine große Beständigkeit gegen oxydative Einflüsse, insbesondere gegen Luftsauerstoff, besitzen. Das beim Verarbeiten chlorierter, natürlicher Paraffine durch Luftsauerstoffeinwirkung bewirkte lästige Braunverfärben tritt bei der gleichen Verarbeitung chlorierter, synthetischer Paraffine kaum auf. Die Farbbeständigkeit der synthetischen Chlorkohlenwasserstoffe ist daher größer, wodurch ihre Eignung zur Verwendung als Weichmacher besonders in der Lackindustrie gegenüber der Verwendung natürlicher Chlorparaffine größer ist.
Es zeigt sich weiter, daß die synthetischen Chlorkohlenwasserstoffe weniger zur Salzsäureabspaltung neigen, als dies bei natürlichen Chlorparaffinen der Fall ist. Es ist bekannt, daß alle aliphatischen Chlorkohlenwasserstoffe geringe Salzsäuremengen abspalten.
Um diese in der Lackindustrie besonders störende Eigenschaft auf ein Mindestmaß zu beschränken, ist es üblich, die Chlorkohlenwasserstoffe nach beendeter Chlorierung durch Auskochen mit verdünnten Laugen und Auswaschen mit Wasser zu stabilisieren. Es hat sich weiterhin als nötig erwiesen, die so behandelten natürlichen Chlorparaffine noch durch Zusatz geeigneter Stabilisatoren beständiger zu machen. Die Verwendung derartiger Zusatzstoffe - es handelt sich meist um oxydationsverhindernde Verbindungen, wie z. B. Hydrochinon, Naphthol, Anilin - sind in der Lackindustrie unerwünscht, da sie mithäufigbenutzten trocknenden Ölen in Wechselwirkung treten und ein Trocknen der solche Öle enthaltenden Lacke verhindern.. Messende Versuche ergaben, daß die Salzsäureabspaltung alkalisch ausgekochter Chlorkohlenwasserstoffe auf synthetischer Basis um etwa 500!, geringer ist als die Salzsäureabspaltung in gleicher Weise behandelter Chlorparaffine auf natürlicher Basis. Die Salzsäureabspaltung der synthetischen Chlorkohlenwasserstoffe ist so gering, daß sie ohne Zusatz der genannten Stabilisatoren als Weichmacher eingesetzt werden können.
Weiter zeigen sich synthetische Chlorkohlenwasserstoffe bei ihrer Verwendung als Weichmacher durch ihre geringere Viscositätstemperaturabhängigkeit den natürlichen Produkten gegenüber überlegen (vgl. das unten angeführte Beispiel). Ferner kann das gegenseitige Lösungsvermögen zwischen Chlorkautschuk und synthetischem Chlorparaffin für jeden Polvmerisationsgrad des Chlorkautschuks durch Verwendung eines entsprechend hochmolekularen synthetischen Chlorparaffins eingestellt werden. Während natürliche Paraffine höchstens ein Molgewicht von etwa 500 besitzen, lassen sich synthetische bis zu einem Molgewicht von etwa I000 herstellen. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, synthetische Chlorparaffine von extrem hohem Molekulargewicht zu verwenden, mit denen überraschende Wirkungen erzielt werden können.
Die Verwendung von Weichmachern für Lacke auf Naturharz- oder Kunststoffbasis, insbesondere auf Chlorkautschukbasis, die durch Chlorieren synthetischer, bei der Kohlenoxydhydrierung gewonnener Kohlenwasserstoffe hergestellt sind, ergibt somit zusammenfassend folgende technische Fortschritte: 1. Die als Weichmacher vorgeschlagenen Chlorkohlenwasserstoffe zeichnen sich durch eine bisher unerreicht geringe Viscositätstemperaturabhängigkeit und eine hohe Oxydationsbeständigkeit aus.
2. Es lassen sich im Bedarfsfalle Chlorkohlenwasserstoffe mit bisher unbekannt hohem Molekulargewicht als Weichmacher verwenden.
3. Die Neigung der Weichmacher zur Salzsäureabspaltung ist bei Chlorkohlenwasserstoffen aus synthetischen Paraffinen geringer als bei solchen aus natürlichen Paraffinen auf Erdöl- oder Braunkohlenbasis.
Die Herstellung der gemäß vorliegender Erfindung als Weichmacher zu verwendenden Chlorierungsprodukte wird nicht beansprucht.
Beispiel Es wurde die Viscositätstemperaturabhängigkeit eines chlorierten Erdöldestfflates und die eines chlorierten synthetischen Kohlenwasserstoffes ermittelt. Der Siedepunkt beider Kohlenwasserstoffe betrug 225 bis 250° C, der Chlorgehalt 32 01o, die Viscosität wurde mit einem Höppler-Viscosimeter bei 20 und 50° C gemessen. Dabei ergaben sich folgende Werte:

Chlorkohlenwasserstoff aus

synthe-

Erdöl tischem

Produkt

Viscosität bei 200C | 5,84°E | 2,39"E

Viscosität bei 50°C ..... I,85°E | I,44°E

Wie ersichtlich, sinkt die Viscosität des Erdöldestillates im Temperaturbereich von 20 bis 500 C um etwa .70010 des ursprünglichen Wertes bei 200 C, während der Viscositätsabfall des synthetischen Produktes lediglich 40 0wo beträgt. Errechnet man die in der Mineralölindustrie zur Kennzeichnung des Temperaturverhaltens eines Öles übliche Viscositätspdlhöhe (vgl. Dr. Ubbelohde, Viskosimetrie, Berlin, 1935), so erhält man für das chlorierte Erdöl den außerordentlich hohen Wert von 5,7; während die Viscositätspolhöhe des chlorierten Syntheseproduktes den sehr niedrigen Wert von I,98 ergibt.
Für die Praxis ergibt sich hiermit die Folgerung, daß erfindungsgemäße Weichmacher, selbst mit hohem Chlorgehalt, bis zu den tiefsten Temperaturen flüssig bleiben, ohne bei normaler Temperatur eine zu geringe Viscosität aufzuweisen. Der Lackfilm behält also bei Anwendung der erfindungsgemäßen Weichmacher selbst bei sehr tiefen Außentemperaturen seine Geschmeidigkeit bei, ohne rissig zu werden.
Beispiele für Lackzusammenstellungen I. Chlorkautschuklack 7 Teile Chlorkautschuk (handelsübliches Pergut N), 3 Teile Chlorparaffin auf synthetischer Basis, 6o Teile Lösungsmittel (Toluol-Xylol), 30 Teile Lösungsmittel (Ester).
Die obige Lackzusammenstellung ergibt Lackfilme von vollkommener Klarheit, besonders hoher Haftfestigkeit und Elastizität.
2. Nitrocelluloselack ,6 Teile Nitrowolle (E 950), 2,5 Teile Chlorparaffin auf synthetischer Basis, 52,9 Teile Lösungsmittel (Ester), 32,0 Teile Lösungsmittel (Aromaten).
Die erfindungsgemäße Verwendung von synthetischem Chlorparaffin als Weichmacher bewirkt in der obigen Lackzusammenstellung eine besonders hervorzuhebende Erhöhung der Elastizität und Haftfestigkeit der nach Verdunstung der Lösungsmittel hinterbleibenden Lackfilme.
3. Kopallack I7,5 g Manila-Kopal, 48 g Äthylalkohol, 2 g Aceton, 2,5 g Amylalkohol, 0,5 g Weichmacher.
Als Weichmacher findet in Übereinstimmung mit der Erfindung das Chlorierungsprodukt synthetischer, der Kohlenoxydhydrierung entstammender Kohlenwasserstoffgemische mit einem Siedebeginn über 1500C Verwendung.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verwendung der Chlorierungsprodukte von über I50°C siedenden Fraktionen der Kohlenoxydhydrierung als Weichmacher, beispielsweise für Naturharz- und Kunststofflacke, insbesondere Chlorkautschuklacke.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 556 309, 654 118, 685 125, 735 57I; französische Patentschriften Nr. 842 26I, 794 56I; britische Patentschrift Nr. 4j2 662; USA.-Patentschriften Nr. 1 129 165, I 380 067, 2057999; »Brennstoffchemie«, 1933, S.463 bis 468; I935, S. I85ff bis S. 190, 141 bis I48; 1939, 5. 41 bis 48; 1932, S. 308; »Industrial Engineering Chemistry«, 1933, 5. 1211 bis I2I2; I939, S.965; 01 und Kohle«, 1935, S. 83 bis 8.