DE2349446A1 - Homogene fluessige zusammensetzung zur stabilisierung von metallseifen - Google Patents

Homogene fluessige zusammensetzung zur stabilisierung von metallseifen

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DE2349446A1 DE19732349446 DE2349446A DE2349446A1 DE 2349446 A1 DE2349446 A1 DE 2349446A1 DE 19732349446 DE19732349446 DE 19732349446 DE 2349446 A DE2349446 A DE 2349446A DE 2349446 A1 DE2349446 A1 DE 2349446A1
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Description

δ Ko!Γι 1, Hohen/ol" ■ r:..-g ö4
Köln, den 1. Oktober 1973 P/D. Mo 102
Patentanmeldung
der Firma
Mooney Chemicals Inc. Manufacturer of chemicals 2301 Scranton Rd., Cleveland OHIO 44113 USA
Homogene flüssige Zusammensetzung zur Stabilisierung von Metallseifen.
Von der Industrie wurden zahlreiche mehrwertige Metallseifen-Zusammensetzungen, die in den Metall- und Säureanteilen der einzelnen Seifenverbindungenjin den verwendeten Seifenmischungen, in den Trägerstoffen sowie in den Zusatzstoffen für weitere spezifische Funktionen, sehr unterschiedlich sind, auf den Markt gebracht und in großem Umfang verwendet, insbesondere als Sikkative für Farben, Firnisse und Tinten, als Stabilisatoren in diversen Kunststoffen, als Zusätze für Fette und Schmieröle, ,sowie als Zusätze für Brennstoffe und Heizöl, und zwar zum Zweck der Rauchunterdrückung oder als Korrosionsschutz.
Auf manchen Anwendungsgebieten kommen Verbindungen, die derartige Seifen enthalten, mit Wasser in Berührung, und zwar bei der Lagerung oder dem Umgang mit der Verbindung selbst, oder aber nach deren Zugabe in eine andere Substanz, zum Beispiel in Gasöl (Heizöl). Der Kontakt mit Wasser, sofern er über eine
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größere Zeitspanne oder über einen großen Flächenbereich vorhanden ist, kann zur Hydrolyse der Seife und einer entsprechenden Ausfällung des Metalls in Form einer unlöslichen, einfacheren Verbindung führen, zum Beispiel als Oxyd oder c· Hydroxyd. Das Metall geht hierdurch zumindest für den vorgesehenen Zweck verloren, sofern sich daraus nicnt weitere Probleme ergeben, wie zum Beispiel das Problem eines festen Körpers in einem flüssigen Lager- oder Leitsystem.
So eignen sich beispielsweise Manganseife-Verbindungen wie Mangan-Neodecanoat (Versatat, Mangansalz der Neodecansäure) oder vermischtes Mangan-Neodecanoat und andere Mangan-Carboxylate mit verzweigten Ketten, wenn sie in leichtem Mineralöl oder Lackbenzin gelöst sind, als Zusatz für Gasöl. Solche Verbindungen emulgieren jedoch mit Wasser und infolge des dem Wasser ausgesetzten großen Bereiches, d. h. des gesamten Oberflächenbereiches der unzähligen Micellen, tritt ziemlich rasch eine Hydrolyse der vorhandenen Manganseife-Substanz ein, was zu einer Ausfällung von Mangan-Dioxyd führt. Hierdurch verringert sich der wirksame, d. h. der gelöste Mangananteil der Zusammensetzung.
Das Mangan-Dioxyd kann ferner zu einer unerwünschten Schlammbildung in den Lagertanks, unter extremen Bedingungen aucJi zu einem Verstopfen von Düsen, Ventilen oder ähnlichen Betriebsoder Wartungsarmaturen führen. Sogar die Emulsion selbst kann Düsen und Ventile verstopfen und, sobald sie den Brenner erreicht, Spritztropfen bilden und die Flamme ersticken.
509814/1201-
Es wurde gefunden, daß beispielsweise bei derartigen Manganseife-Verbindungen, insbesondere Mangan-Neodecanoat, aber auch bei anderen damit vermischten Mangan-Carboxylaten, die mit leichtem Mineralöl oder Lackbenzin versetzt sind (insbesondere dann, wenn die Gesamtverbindung eine verhältnismäßig hohe Säurezahl besitzt), die Zugabe Propionsäure in einem typischen Anteil von 10 Gewichtsprozent der Gesamtverbindung bzw. von 20% des Gewichtes der anwesenden Seife, zu einer beträchtlichen Stabilisierung der Gesamtverbindung gegen Emulsionsbildung durch Wasser und somit zu einer ausgeprägten Widerstandsfähigkeit gegen Ausfällung von Mangan-Dioxyd infolge des Zusammentreffens mit Wasser führt. Es wurde ferner gefunden, daß dann, wenn Mangan-Naphthenat in erheblichem Anteil und neosaure (versatsaure) Manganseife in geringem Anteil vorhanden sind, trotz Emulsionsbildung mit Wasser die normalerweise gleichzeitig damit stattfindende Hydrolyse und die Ausfällung von Mangan-Dioxyd verhindert werden.
Zum gleichen Zweck wurden darüberhinaus zahlreiche weitere Zusatzstoffe untersucht, die man einfach in die Verbindungen eingibt, z. B. zahlreiche verschiedene Ester, Amine, Phenole, Glycole, Reduziermittel, organische Säuren einschließlich Carboxylsäuren, die über und unter der Propionsäure liegen. Außer der Propionsäure erschien jedoch kein Stoff als für den Zweck geeignet oder wirksam. Einige Stoffe, zum Beispiel freie Neodecansäure, verstärkten die Emulsionsbildung und Ausfällung.
_ 4 _ 5098 U/120 1
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine polyvalente Metallseif en-Zusammensetzung zu schaffen, bei welcher die Metallseife in einem Kohlenwasserstoff gelöst ist, und welche bei ihrem Zusammentreffen mit Wasser gegen die Ausfällung des Metalls als Folge der Hydrolyse restistent ist.
Es soll ferner eine Kohlenwasserstoff-Manganseifenlösung geschaffen werden, welche gegen eine Emulsionsbildung mit Wasser und somit gegen eine hydrolytische Ausfällung von Mangandioxyd resistent ist.
Der Lösung der Aufgabe dienen die im Anspruch 1 und den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale.
Die in den Mischungsbeispielen angeführte Neodecansäure ist
Heg, eine sehr reine, genormte isomerische Mischung von C -Wäuren (ten-carbon neo acids, aliphatische Caifoxylsäuren mit verzweigten Ketten und zwei Methylgruppen am aC-Kohlenstoff), die in den USA und anderen Ländern in handelsüblichen Mengen von der Firma Enjay Corporation auf den Markt gebracht wird, obgleich man auch eine ähnliche isomerische/ üblicherweise weniger reine Mischung, die als versatische Säure bekannt ist, im Handel überall erhalten kann. Die Bezeichnung " Neodecanoat " bezieht sich demzufolge auf ein aus einer derartigen Säure abgeleitetes Erzeugnis.
Das Problem der Emulsionsbildung, der Hydrolyse und der Ausfällung, auf deren Beseitigung sich die Erfindung richtet, geht
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_ 5 - S 2349U6
aus dem folgenden vergleichenden Beispiel 1 hervor, wobei weitere Beispiele die Erfindung sowie Grenzzustände erläutern.
Beispiel 1 (vergleichend)
Durch ein herkömmliches, direktes Metall-Reaktionsverfahren wurden in Gewichtsanteilen die folgenden Stoffe zur Reaktion gebracht:
477 Teile Neodecansäure mit 6 7 Teilen gemahlenem Mangan in 419 Teilen Lackbenzin, mit 2 Teilen Essigsäure und 5 Teilen Wasser zur Unterstützung der Reaktion, sowie mit 40 Teilen Polypropylenglycol.
Die sich ergebende Mangan-Neodecanoat-Lösung, die sich aus 1000 Teilen zusammensetzt, enthält etwa 6% Mangan und hat eine Säurezahl von ca. 10. Bei der Untersuchung wurde eine Probe zusammen mit einer gleichen Menge Wasser kräftig geschüttelt. Die Lösung emulgierte sehr rasch und nach wenigen Stunden zeigte sich eine sehr erhebliche Ausällung von Mangandioxyd.
Beispiel 2
Wiederum wurden in einem herkömmlichen, direkten Standard-Metallreaktionsverfahren wie im Beispiel 1 in Gewichtsanteilen die folgenden Substanzen zur Reaktion gebracht: 477 Teile Neodecansäure mit 61 Teilen gemahlenem Mangan in 323 Teilen leichtem Mineralöl, mit 2 Teilen Essigsäure un,d 5 Teilen Wasser zur Unterstützung der Reaktion, sowie mit 40 Teilen Polypropylenglycol. Am Ende des Prozesses (nach der im wesentlichen vollständigen Reaktion der Säure mit dem Metall) wurden 100 Teile Propionsäure zugemischt. Es hat sich
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herausgestellt, daß das gefilterte Produkt, welches zum Ausgleich für Verluste durch Verflüchtigung mit öl aufgefüllt und auf 1000 Teile eingestellt wurde, und welches 6% Mangan in Form von gelöster Mangan-Neodecanoat-Seife sowie 10% Propionsäure enthielt und eine Säurezahl von 72 hatte, und welches sich als Zusatz- zu Heizöl für die Kessel von Kraftwerken zur Rauchunterdrückung eignet, sehr widerstandsfähig gegen eine Emulsionsbildung und eine Ausfällung war. Nach heftigem Schütteln mit der gleichen Menge Wasser trennten sich die Phasen rasch, wobei in der Grenzfläche nur eine Spur von Rückständen vorhanden war. Das Gewichtsverhältnis Propionsäure/Mangan beträgt in diesem Fall 1,67. .
Beispiel 3
Eine Zusammensetzung ähnlich der nach Beispiel 2 mit 6 30 Teilen Neodecansäure, 81 Teilen Mangan, in 73 Teilen öl mit 7 Teilen Wasser, 3 Teilen Essigsäure, 53 Teilen Polypropylenglycol, aber mit 133 Teilen Propionsäure führte zu einer mit der Stabilisierung nach Beispiel 2 identischen Stabilisierung. Das Erzeugnis enthielt 8% Mangan, etwa.13% Propionsäure, die Säurezahl war 96. Das anteilige Verhältnis Propionsäure/Mangan lag wiederum bei 1,67.
Beispiel 4 - Die Wirkung der Propionsäure
In ähnlicher Weise wie in den Beispielen 2 und 3 wurden Mangan-Neodecanoat-Lösungen hergestellt und getestet, bei denen der Mangananteil auf 6% eingestellt war. Die Menge des Verdünnungsöles änderte sich in Anpassung an die anteilmässigen Mengen der Propionsäure für die Verhältniswerte
5098U/1201 _" Λ
_7_ > 23494A6
Propionsäure/Mangan wie folgt:
Propionsäure Verhältnisanteil Emulsion Ausfällung durch
% Propionsäure/Mangan mit Wasser Wasser in 24 Std.
2,0 0,33
5,0 0,83
6,0 1,00
7,25 1,21
8,0 1,33
9,0 1,50
10,0 1,67
25,0 4,17
mäßig mäßig
mäßig mäßig
keine leicht
keine keine
keine keine
keine keine
keine keine
keine keine
In diesem Fall wurden Proben von 10 g 30 Sekunden lang mit 90 g Leitungswasser heftig geschüttelt, und zwar in einem verschlossenen Gefäß mit einem Inhalt von ca. 11Og0 Nach einer Standzeit von 2 Minuten wurden die Emulsionsbildung, nach 24 Stunden die Ausfällung von Mangandioxyd an der Grenzfläche untersucht. Als die Grenzfläche klar und sauber und nach zwei Minuten Standzeit keine Emulsionsphase an der Grenzfläche vorhanden war (in der Aufstellung und in früheren Beispielen ist diese Nichtbildung einer Emulsion mit "keine" bezeichnet), und als selbst an der Grenzfläche keine Ausfällung festzustellen war, wurde das Produkt als stabil gegen Emulsionsbildung und Ausfällung durch Hydrolyse und somit als ein den Anforderungen gemäß Erfindung genügendes Erzeugnis angesehen.
Ähnliche Ergebnisse erhielt man auch bei ähnlichen Anteilen
5098U/1201
_8_ Z 23A94A6
Propionsäure/Mangan mit einem flüchtigen und nicht flüchtigen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, sowie bei sich ändernden geringen Mengen von Polypropylenglycol zur Einstellung der Viskosität und bei anderen Mangan-Neodecanoat-Konzentrationen, Obgleich sich die Neigung zur Emulsionsbildung und Ausfällung auch bei den niedrigeren Verhältnisanteilen verringerte, ist offensichtlich ein minimales anteiliges Gewichtsverhältnis Propionsäure/Mangan von 1,O notwendig, um den Erfordernissen der Stabilität gegen eine Emulsionsbildung und eine durch Hydrolyse verursachte Ausfällung zu genügen.
Dem erwähnten anteiligen Verhältnis ist keine bestimmte obere Grenze gesetzt, allerdings mit der Einschränkung, daß die erhöhte Zugabe von Propionsäure andere erwünschte Eigenschaften der betreffenden Lösung beeinträchtigen kann, indem dann zum Beispiel zur Aufrechterhaltung anderer Nominalwerte weniger Lösungsmittel vorhanden sein muß.
- Ansprüche -
5098U/1201

Claims (7)

1. Homogene flüssige Zusammensetzung, gekennzeichnet durch einen flüssigen Kohlenwasserstoff und eine darin gelöste Mangan-Carboxylat-Seife, sowie durch Propionsäure in einer Menge, welche die Stabilisierung der Verbindung gegen eine Emulsionsbildung mit Wasser sowie gegen eine durch Hydrolyse verursachte Ausfällung von Mangan-Dioxyd bewirkt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Seife Mangan-Neodecanoat (neutrales Salz der Neodecansäure) vorhanden ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,· daß als flüssiger Kohlenwasser-
stoff Lackbenzin oder ein leichtes Mineralöl vorhanden sind.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Seife Mangan-Neodecanoat und als flüssiger Kohlenwasserstoff Lackbenzin oder ein leichtes Mineralöl vorhanden sind.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß darin etwa 6 bis IO Gewichts-*- Prozent Mangan als Neodecanoat und mindestens etwa 10 bis 13 Gewichtsprozent Propionsäure vorhanden sind. ■
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß darin mindestens 4 Gewichtsprozent, Polypropylenglycol vorhanden sind.
5098U/1201 _2_
-2- JO 23A9A46
7. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Propionsäure in einem anteiligen Gewichtsverhältnis Säure/Mangan von mindestens 1,0 vorhanden ist.
5098U/1201
DE19732349446 1973-09-26 1973-10-02 Homogene fluessige zusammensetzung zur stabilisierung von metallseifen Pending DE2349446A1 (de)

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