PL171092B1 - Sposób wytwarzania niejonowej emulsji polietylenowej - Google Patents

Abstract

posób wytwarzania niejonowej emulsji polietylenowej z wosku polietylenowego i niejonowych emulgatorów, znamienny tym, że 30-33 części wagowe wosku polietylenowego o temperaturze topnienia powyżej 100°C i liczbiej kwasowej 10-20, korzystnee 12U8 mg KOH/g, zmieszanego z 7-10 częściami wagowymi oksyetylenowanych 10-30 molami tlenku etylenu alkoholi tłuszczowych i oksyetylenowanych 3-12 molami tlenku etylenu alkilofenoli w ilości 0-8 części wagowych neutralizuje się w temperaturze 110-130°C roztworem alkalii lub amin i rozcieńczawodą zdemineralizowanądo koncentracji40% w takisposób, by temperatura emulgowanej mieszaniny nie spadła poniżej 95°C, korzystnie 100°C, a następnie ogrzewając całość do temperatury 110-140°C, korzystnie 120-130°C homogenizuje się otrzymaną emulsję w tej temperaturze w czasie do 2 godzin.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania niejonowej emulsji polietylenowej o koncentracji około 40% z wosku polietylenowego modyfikowanego, który posiada temperaturę topnienia powyżej 100°C, przeznaczonej do wyrobu środków apreterskich dla włókiennictwa.

Według znanych sposobów emulsje polietylenowe otrzymywane są przez wprowadzenie do wody, w temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia stopionego wosku polietylenowego utlenionego, wymieszanego wcześniej z emulgatorami i innymi dodatkami. Takim sposobem emulgowane mogą być woski polietylenowe, których temperatura topnienia nie przekracza 100°C, a otrzymywane w powyższy sposób emulsje posiadają koncentrację do 25%.

I tak, według polskiego opisu patentowego nr 66 777 wosk samoemulgujący otrzymany przez utlenienie powietrzem wosku polietylenowego zmieszanego z poliglikolem etylenowym do produktu o liczbie kwasowej 20-40 mg KOH/g, wymieszany następnie z alkoholem butylowym emulguje się w zalkalizowanej i zawierającej środki powierzchniowo czynne wodzie o temperaturze 85-100°C. Powyższym sposobem można emulgować wosk polietylenowy wysoko utleniony (LK=20-40 mg KOH/g), który posiada temperaturę topnienia nie przekraczającą 100°C, małą twardość, a jednocześnie ciemną barwę otrzymaną w wyniku długotrwałego utleniania wosku do wymaganej liczby kwasowej. Otrzymana w powyższy sposób emulsja posiada ograniczone zastosowanie ze względu na własności wosku polietylenowego, zawartość butanolu oraz jej małą odporność na twardą wodę i środowisko kwaśne.

Celem wynalazku było otrzymanie emulsji niejonowej o dużej koncentracji, na bazie wosku polietylenowego posiadającego temperaturę topnienia powyżej 100°C i dużą twardość, mierzoną wskaźnikiem penetracji poniżej 7 mm’¹, emulsji która bez wytrąceń dawałaby rozcieńczone roztwory z wodą twardą oraz roztwory o charakterze kwaśnym i alkalicznym.

Istota wynalazku polega na tym, że stopiony wosk polietylenowy o liczbie kwasowej 10-20, korzystnie 12-18 mg KOH/g z dodatkiem emulgatorów w postaci oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych i oksyetylenowanych alkilofenoli użytych w ilości 7-10 części wagowych na 30-33 części wagowe wosku, neutralizuje się w temperaturze 100-130°C roztworem alkalii lub amin, a następnie rozcieńcza zdemineralizowaną wodą w ilości całkowitej 55-60 części wagowych w taki sposób, by temperatura w trakcie emulgowania nie była mniejsza od 95°C, korzystnie 100°C. Po wprowadzeniu całej ilości wody mieszaninę homogenizuje się ogrzewając ją pod ciśnieniem do temperatury 110-ł40°C, korzystnie 120-130°C w ciągu 30-120 minut.

Sposobem według wynalazku można otrzymać emulsję z wosku polietylenowego o parametrach: temperatura topnienia 100-110°C (temp. kropienia H0^'’115C). twardość oznaczona wskaźnikiem penetracji poniżej 7 mm’¹, liczba kwasowa 10-20, korzystnie 12-18 mg KOH/g,

171 092 otrzymanego zarówno przez bezpośrednie utlenienie wosku powietrzem jak również przez częściowe utlenienie powietrzem trudno utleniającego się wosku do produktu o LK powyżej 4, korzystnie 6-8 ms KOH/g i zwiększenie stopnia utleniania wosku przez jego modyfikację, estryfikację lub addycję, bezwodnikami kwasowymi np. bezwodnikiem kwasu ftalowego, kwasami dikarboksylowymi np. kwasem adypinowym lub kwasami zawierającymi wiązanie nienasycone np. kwasem akrylowym. Jako emulgatory niejonowe do otrzymania emulsji polietylenowej zastosowane mogą być oksyetylenowane 10-30 molami tlenku etylenu alkohole tłuszczowe same lub korzystniej z dodatkiem oksyetylenowanych 3-12 molami tlenku etylenu alkilofenoli, przy czym na 10 części wagowych oksyetylatów alkoholi tłuszczowych należy zastosować 0-8 części wagowych oksyetylatów alkilofenoli.

Do neutralizacji kwasów wosku polietylenowego mogą być zastosowane wodorotlenki alkaliczne np. wodorotlenek sodowy lub potasowy, aminy alifatyczne np. etyloamina, dietyloamina lub butyloamina oraz hydroksyaminy np. dietanoloamina, które wprowadzane są do mieszaniny wosku z emulgatorami w formie roztworów o koncentracji 5-20%. Zastosowanie procesu homogenizacji w temperaturze 110-140°C, wstępnie zemulgowanej mieszaniny wosku z emulgatorami w temperaturze wrzenia, zapewnia dokładne zdyspergowanie wysokotopliwych składników wosku polietylenowego i otrzymanie jednorodnej emulsji, nie zawierającej niezemulgowanych cząstek bez konieczności zastosowania do jej otrzymywania specjalnych, wysokoobrotowych aparatów typu młynów koloidalnych.

Otrzymana sposobem według wynalazku emulsja polietylenowa o charakterze niejonowym i koncentracji 40% jest mleczno-kremową cieczą nie zmieniającą swoich własności w czasie co najmniej 6 miesięcy. Emulsja daje stabilne roztwory z wodą twardą, wodą o odczynie kwaśnym o pH> 3-5 oraz alkalicznym o pH< 11,5. Emulsja stosowana może być we włókiennictwie w kąpielach apreterskich przeciwkurczliwych do tkanin bawełnianych, do otrzymywania środków zmiękczających i innych preparatów dla przemysłu włókienniczego.

Przykład I. W mieszalniku ciśnieniowym ogrzewanym parą stapia się i ogrzewa do temperatury 120°C mieszaninę: 60 kg wosku polietylenowego o temperaturze topnienia 105107°C, penetracji 4 mm'¹ i liczbie kwasowej 16 mg KOH/g, 8 kg oksyetylenowanego 18 molami tlenku etylenu nasyconego alkoholu łojowego i 5 kg oksyetylenowanego 3 molami tlenku etylenu nonylofenolu. Następnie w trakcie mieszania wtłacza do mieszaniny w reaktorze 10%o roztwór wodorotlenku sodowego w ilości 7,5 kg i gorący kondensat wody w ilości 102 kg, ogrzewając składniki w czasie tej operacji tak, by temperatura nie spadła poniżej 100°C. Po wdozowaniu wody składnik ogrzewa się do temperatury 125°C i utrzymuje w tej temperaturze 30 minut. Otrzymaną 40% emulsję schładza się nie przerywając mieszania do temperatury 35°C. Emulsja jest płynną, lepką cieczą rozcieńczającą się bez ograniczeń w wodzie sanitarnej, w wodzie o odczynie kwaśnym i alkalicznym.

Przykład II. Do mieszalnika jak w przykładzie I wprowadza się 60 kg wosku polietylenowego o parametrach: temperatura kropienia 105°C, penetracja 2 mm¹, etylenowego o parametrach: temperatura kropienia 105°C, penetracja 2 min , liczba kwasowa 14 mg KOH/g oraz 14 kg oksyetylenowanego 10 molami tlenku etylenu alkoholu tłuszczowego i ogrzewa składniki do temperatury 120°C. Następnie w trakcie mieszania wprowadza 10,5 kg roztworu wodorotlenku potasowego o koncentracji 10% i 101 kg wody zdemineralizowanej tak ogrzewając składniki, by temperatura nie spadła poniżej 98°C. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 120°C i utrzymuje w tej temperaturze 60 minut. Następnie otrzymaną emulsję schładza się w trakcie mieszania do temperatury 30°C.

171 092

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania niejonowej emulsji polietylenowej z wosku polietylenowego i niejonowych emulgatorów, znamienny tym, że 30-33 części wagowe wosku polietylenowego o temperaturze topnienia powyżej 100°C i liczbiej kwasowej 10-20, korzystnie 12-18 mg KOH/g, zmieszanego z 7-10 częściami wagowymi oksyetylenowanych 10-30 molami tlenku etylenu alkoholi tłuszczowych i oksyetylenowanych 3-12 molami tlenku etylenu alkilofenoli w ilości 0-8 części wagowych neutralizuje się w temperaturze 110-130°C roztworem alkalii lub amin i rozcieńcza wodą zdemineralizowaną do koncentracji 40% w taki sposób, by temperatura emulgowanej mieszaniny nie spadła poniżej 95°C, korzystnie 100°C, a następnie ogrzewając całość do temperatury 110-140°C, korzystnie 120-430°C homogenizuje się otrzymaną emulsję w tej temperaturze w czasie do 2 godzin.