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Verfahren zur Herstellung von beständigen, wäßrigen Emulsionen
| Es ist bekannt, beständige, wäßrige Emul- |
| sionen dadurch herzustellen, daß man die mit |
| üblichen Hilfsmitteln hergestellten Fettemul- |
| sionen, die negative Ladung besitzen, durch |
| Zusatz von sauer reagierenden Stoffen oder |
| Schwermetallionen positiv aufladet. Das Ver- |
| fahren ist jedoch nur ausführbar, wenn die |
| Umladung in Gegenwart eines Schutzkolloids, |
| z. B. Leim, Gelatine, Stärke, Schleimstoffe |
| u. dgl., ausgeführt wird. Dies ist jedoch ein |
| erheblicher Nachteil, weil die Mitverwendung |
| von derartigen Schutzkolloiden für viele Ge- |
| brauchszwecke einen erheblichen Nachteil be- |
| deutet oder sogar ganz ausgeschlossen ist. |
| Es wurde nun gefunden, daß .man noch be- |
| ständigere Emulsionen von hochprozentigen, |
| emulgierbaren Fettstoffen ohne Zusatz von |
| besonderen Schutzkolloiden herstellen' kann, |
| wenn man elektroäquivalente Mengen zweier |
| verschiedener kolloidaler Elektrolyte, von |
| welchen einer ein kolloidales Kation., der |
| andere ein kolloidales Anion besitzt, vermischt, |
| wobei eine wasserunlösliche Ele ktroneutral- |
| verbindung entsteht, von dieser Verbindung |
| die Verunreinigungen, insbesondere alle bei |
| der Umsetzung entstehenden Reaktionsneben- |
| produkte, wie das Salzwasser, abtrennt und |
| eine der Bildungskomponenten oder auch |
| einen beliebigen anderen kolloidalen Elektro- |
| Ivten im Üiberschuß zufügt, bis -der Reaktions- |
| lcörper mit Wasser eine haltbare Emulsion |
| ergibt. Je nach dem beabsichtigten Verwen- |
| dungszweck empfiehlt es sich, diese Emulsio- |
| nen unter Mitverwendung von indifferenten |
| Fettstoffen herzustellen. Das indifferenteFett |
| setzt man vorteilhaft einer der Bildungskom- |
| ponenten vor dem Zusammenmischen mit der |
| anderen Komponente zu. Man kann hierbei |
| aber auch so verfahren, daß man den indiffe- |
| renten Fettstoff der wasserunlöslichen Elek- |
| troneutralverbindung zufügt, in welcher sich |
| dieser Fettstoff löst, insbesondere dann, wenn |
| dieser Fettstoff keine hydrophilen Gruppen |
| enthält. |
| Als Elektrolyte mit kolloidalem Kation |
| können in erster Linie die quaternären Amm@o- |
| niumverindun,gen, die der aliphatischen, aro- |
| matischen, aliphatisch-aromatischen, hydro- |
| aromatischen und heterocyclischen Reihe an- |
| gehören, verwendet werden, z. B. Alkyl- und |
| Alkylenpyridiniumsalze und die entsprechen- |
| den Verbindungen von Pyridinderivaten und |
| Substitutionsprodukten. Im gleichen Sinne |
| wirken die einfacher .gebauten Tetraalkvl- |
| ammoniumsalze, sobald wenigstens einAlkyl- |
| rest lang genug ist, um dem Kation ober- |
| flächenaktiven Charakter zu verleihen. |
| Als Vertreter der kolloidalen Elektrolyte |
| mit kolloidalem Anion sind zu nennen: Die |
| Alkylester der mehrbasischen starken Mine- |
| ralsäuren, z. B. Dodecyl-, Heladecyl-, Octade- |
| cenyl-, Octadecylschwefelsäure bzw. die ent- |
| sprechenden Alkalisalze, die Atkalisalze der |
| Fettsäuren, die freien Fettsäuren, Türkisch- |
| rotöle u. dgl. Ist die Kette des verwendeten |
| Erzeugnisses mit oberflächenaktivem Kation |
| lang genug, so kann man auch mit Naphtha- |
| lin- und Benzolderivaten, die eine oder meli- |
rege Carboxylgruppen, S 03X- oder S 04 X-Gruppen, :enthalten, Elektroneutralverbindunden
erzielen.
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Die auf diese Weise hergestellten Emulsionen sind erheblich beständiger
als solche, die nur mit einer Komponente des Elektroneutralfettes erzeugt sind.
Gegenüber den mit 1%I.etalladungen hergestellten Emulsionen enthalten die neuen,
auf organischer Grundlage aufgebauten Kombinationen keine Bestandteile, die den
Textilien einen harten Griff verleihen können.
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Es ist bereits bekannt, die beiden Arten der genannten kolloidalen
Elektrolyten in willkürlich gewählten, nicht äquivalenten Mengen zu vermischen,
wobei der Überschur des einen kolloidalen Elektrolyten die Ausscheidung der Elektroneutralverb.indungdurch
seine ernulgierenden Eigenschaften verhindert. Unter,den hierfür empfohlenen Körpern
sind jedoch auch solche Verbindungen genannt, die keine kolloidalen Elektrolyte
darstellen und infolgedessen auch nicht die Fähigkeit besitzen, mit kationaktiven
Verbindungen Elektroneutralverbindungen zu bilden. Die den beanspruchten Körpern
infolge ihrer mehrfachen Hüllenbildung eigene Stabilität tritt somit bei dem bekannten
Verfahren mitunter jedoch nicht zwangsläufig ein; bei diesem älteren Verfahren ist
insbesondere aber die Abtrennung der oft sehr störenden Verunreinigungen nicht möglich.
Die in vorliegendem Verfahren geoffenbarte technische Regel unterscheidet sich also
grundsätzlich von der bekannten Arbeitsweise und ist mit wesentlichen technichen
Vorteilen verbunden, wie die folgenden Vergleichisversuche zeigen. Versuch i 25
g Kokosfettalkoholsulfonat (Fettalkoholgehalt 33 0l0) wurden mit 5o ccm Wasser und
52 g Laurylpy ri.diniumbisulfat (q.o0foig) versetzt. Die Mischung wurde erhitzt
und :das abgetrennte Salzwasser abgezogen. In die entstandenen 77 g Neutralfett
wurden 125 g Paraffinöl bei Zimmertemperatur eingerührt und weitere 48 g Laurylpyri:diniumbisulfat
(q.o0Ioig) zugegeben.
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Versuch 2 Der'Ansatz, wie unter i angeführt, wurde @viederholt, ohne
daß :das Salzwasser abgetrennt wurde. Im übrigen waren alle Versuchsbedingungen
völlig gleich.
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Mit den Stammemulsionen gemäß Versuch i und Versuch 2 wurden Verdünnungen
mit 5, io und 2o g pro Liter Produkt hergestellt.
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Die aus der Stammemulsion . des Versuches i hergestellten verdünnten
Emulsionen waren beständig und von neinweißer Farbe. Die verdünnten Emulsionen aus
der Stammemulsion des Versuches 2 zeigten schon von Anfang an ein sehr wäßriges
Aussehen und erwiesen sich beim Stehen als wesentlich unbeständiger, indem bald
ein Aufrahinen eintrat.
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Der besondere Vorteil :des neuen Verfahrens liegt somit darin"daß
die wasserunlösliche Elektroneutr alverbindung von allen Reaktionsnebenprodekten
und den unvermeidlichen Ver -unreinigungen der technischen Fettstoffe befreit wird,
z. B. durch einfaches Waschen mit heißem Wasser. Da zur Emulgierung der Elektroneutralverbindung
nur verhältnismäßig geringe Mengen von Stoffen mit oberflächenaktivem Anion oder
oberflächenaktivem Kation, die nicht so einfach gereinigt werden können, nötig sind,
enthalten d:ie soerhaltenen technischen Erzeugnisse kauen noch anorganische Salze,
was, wie die Versuche zeigen, die Beständigkeit der damit erzielbaren Emulsionen
wesentlich erhöht. Man hat dadurch auch den technischen Vorteil, sehr verdünnte
Lösungen von Fettstoffen durch einfaches gegenseitiges Ausfällen zu hochprozentigen
Erzeugnissen zu verarbeiten. -Beispiel i 70o g Paraffinöl oder Weichparaffin werden
kalt mit 140 g des Alkalisalzes des Do:decvlschwefelsäureester.s (3001o Fettgehalt)
in einem Kessel mit einem rasch laufenden Rührwerk emulgiert. Hierzu gibt man so
viel technisches Laurylpyridiniumbisulfat (400%ig), bis die entstehende Paste die
größte Viscos.ität erreicht hat. Ist dieser Punkt erreicht, so wird durch Erhitzen
das Salzwasser abgetrennt und die Elektroneutralverbindung, die das Paraffin einschließt,
durch weiteren Zusatz von Laurylpyridiniuinbisulfat in eine positiv geladene hochprozentige
Emulsion übergeführt. Man kann aber auch durch Zusatz des Dodecylschwefelsäureesters
eine negativ geladene hochprozentige Emulsion herstellen.
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Beispiel 2, 6o g Ölsäure werden in der Kälte mit 450 g teehnischemLaurylpyridiniumbisulfat(4o'j,ig
3 verrührt und dann zum Kochen erhitzt. Die dabei ausfallende Elektroneutralverbindung
wird abgetrennt, wobei eine weitgehende Reinigung von anorganischen Salzen und gegebenenfalls
organischen Lösungsmitteln eintritt. Die Masse wird dann mit 0,3 Mol Laurylpyridiniumbisulfat
peptisiert.
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Beispiel 3 300 g Marseiner Seife mit :einem Fettgehalt von 8,4
% werden in viel heißem Wasser aufgelöst, bis eine leicht flüssige Lösung
entsteht. Hierzu läßt man 3000 g technisches Laurylpyridiniumbistilfat (4o%i),
welches eben-Z-#
falls angewärmt ist, auf.einmal zufließen. Die
Masse wird am Rührwerk so lange gekocht, bis der Schaum verschwunden ist und das-gesamte
Fett sich als schwarzgrüne Masse an der Oberfläche abscheidet. Ist dieser Punkt
erreicht, so wird die wäßrige Phase,.. die Natriumbisulfat und alle Verunreinigungen
enthält, in möglichst heißem Zustand abgetrennt. Das entstandene Erzeugnis ist bei
Zimmertemperatur eine dickflüssige, klebrige, dunkelgrüne, in dünner Schicht durchsichtige
Masse, die in heißem und kaltem Wasser unlöslich ist. Man erhält hellere Erzeugnisse
von gleicher Wirkung, wenn man äquivalente Mengen Ölsäure anwendet.
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15o g von diesem Erzeugnis werden in der Kälte mit 85o g Tran verrührt.
Die beiden Fette lösen sich ineinander auf und ergeben nach einem weiteren Zusatz
von i bis 5 0/0 Alkylpyridiniumsalz als Emulgator mit kaltern Wasser vermischt eine
beständige Tranemulsion.
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Beispiel 4 Wie in Beispiel 3 beschrieben, vermischt man Marseiller
Seife mit technischem Laurvlpyridiniumsalz und trennt die anorganischen Verunreinigungen
ab. 2o g des erhaltenen Erzeugnisses verrührt man mit 8o g Lecithin, welches aus
den Rückständen des Sojaöls gewonnen wird. Man fügt ioo g technisches Laurylpyridiniumsttlfat
(4oo/oig) hinzu. Das so entstandene Gemisch ist ein dunkel gefärbtes, jedoch klares
Öl, das mit Wasser äußerst beständige Emulsionen ergibt.
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Beispiel 5 5o g Mineralöl werden mit 5o g technischem Laurvlpyridiniumchlorid
in der Kälte verrührt. Hinzu gibt man So g des nach BeisPiel. erhaltenen Zwischenerzeugnisses
und schließlich noch 45 g technisches Laurylpyridiniurnbisulfat.
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Beispiel 6 Man läßt untereinander umsetzen 60o g technische Octadecylschwefelsäure
(etwa 8o°/,) und iooo g technisches Laurylpyridiniumbisulfat (etwa 400h). Es entsteht
ein unlösliches, klebriges Elektroneutralfett, das nach Abtrennung der anorganischen
Verunreinigungen mit Fettalkoholsulfonaten oder Türkischrotölen zu negativ geladenen
Emulsionen ernulgiert wird. Mit kationaktiven Erzeugnissen erhält man positiv geladene,
ebenfalls beständige Emulsionen.
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Beispiel 7 Zoo g Mineralöl werden erhitzt. Darauf fü;;t man
309 sulfoniertes Rizinusöl hinzu, hierauf versetzt man unter ständigem Rühren
mit7ogtechnischemL auryl:pyridiniumbisulfat (6oo/oig). In die gereinigte, erkaltete
Masse gibt man weitere 6o g technisches Lattrylpyridiniumbisulfat (6o°/oig).
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Beispiel 8 25 Gewichtsteile gereinigtes Laurylpyridiniumbisulfat werden
mit 2o Gewichtsteilen sulfoniertem Rizinusöl (etwa 6o0/0 Substanz) gemischt, wobei
28 Gewichtsteile wasserunlösliches Neutralfett ausgeschieden werden.
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io Gewichtsteile dieses nach Abtrennung der anorganischen Salzlösung
erhaltenen Neutralfettes werden mit 25 Gewichtsteilen Paraffinöl und 15 Gewichtsteilen
des neutralisierten Laurylpyridiniumbisulfats versetzt. Das fertige Erzeugnis gibt
mit Wasser sehr beständige Emulsionen und ist aus damit behandelten Textilien leicht
auswaschbar.
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Die so erhaltenen Emulsionen lassen sich für die verschiedensten Zwecke
der Textil-, Leder-, Papier- u. dgl. Industrien verwenden, z. B. als Avivagemittel,
zur Herstellung von Spinnschmälzen u. clgl.