DE69401273T2

DE69401273T2 - Eine emulsion von öl in wasser

Info

Publication number: DE69401273T2
Application number: DE69401273T
Authority: DE
Inventors: Bjarne Jensen
Original assignee: Colas Danmark AS
Current assignee: Colas SA
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1994-05-11
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2014-05-12
Also published as: NO311872B1; EP0697912B1; ATE146699T1; DE69401273D1; DK170295B1; WO1994026404A1; DK54793A; AU6793794A; EP0697912A1; NO954521D0; FI955433A0; DK54793D0; FI955433A; NO954521L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Emulsion von Öl in Wasser (eine sogenannte Öl-in-Wasser Emulsion oder Öl/Wasser Emulsion), die Öl, Emulgator, Wasser, sowie mögliche zusätzliche Hilfsstoffe enthält.
Emulsionen von Öl in Wasser werden für viele Zwecke in der Industrie verwendet. Öl/Wasser Emulsionen werden zum Beispiel in weitem Umfang in der Kosmetikindustrie, der Beschichtungs- und Farbenindustrie, sowie in der Lebensmittelindustrie verwendet.
Bei der Herstellung solcher Emulsionen werden normalerweise verschiedene Hilfsstoffe zugegeben, insbesondere ein Emulgator, der eine grenzflächenaktive Substanz ist und eine genügend niedrige Grenzflächenaktivität zwischen den zwei Flüssigkeiten sicherstellt, die einen Teil der Emulsion bilden, das heißt im vorliegenden Fall zwischen der dispersen Ölphase und der kontinuierlichen Wasserphase. Des weiteren ist es häufig notwendig, einen Stabilisator zuzugeben, der die Emulsion stabilisiert, d.h. der Stabilisator verhindert die Koaleszenz der Ölphase, was eine Trennung der Emulsion bewirken würde.
Es ist besonders schwierig, eine Öl/Wasser Emulsion herzustellen und zu stabilisieren, wenn verunreinigende Substanzen vorhanden sind oder wenn einige Hilfsstoffe verwendet werden müssen, weil solche Substanzen einen unglücklichen Effekt auf die Grenzflächenspannung haben können.
In einigen Situationen kann es deshalb notwendig sein, verhältnismäßig große Stabilisatormengen zuzugeben. Beispiele von Stabilisatoren sind solche Substanzen, die auf Cellulose-Verbindungen oder anderen Polysacchariden basieren. Solche Stabilisatoren können jedoch schwere Probleme hervorrufen, wenn sie in der praktischen Anwendung verwendet werden, da sie als Nährsubstrate für Mikroorganismen dienen können, insbesondere wenn die Emulsion einen pH-Wert im neutralen Bereich hat, um Korrosion zu vermeiden.
Große Stabilisatormengen sind des weiteren mit dem Nachteil behaftet, daß der Stabilisator die erwünschten Eigenschaften der Emulsion verringern kann. Wenn die Emulsion zum Beispiel dafür verwendet werden soll, Staub zu binden, dann ergeben große Stabilisatormengen auf der Basis von Polysacchariden eine weniger "fette" Beschichtung, wenn sie aufgesprüht werden, und folglich eine verringerte Staubbindungs-Wirkung.
Die US-A-4 957 559 (Tiesler et al.) offenbart eine Öl/Wasser Emulsion, die bei der Herstellung von Isoliermaterialien aus Mineralwollfasern verwendet wird. Die Emulsion enthält Mineralöl, das als Staubbindemittel verwendet wird, Silikone, die als Hydrophobierungsmittel verwendet werden, und es kann des weiteren ein Phenolformaldehyd-Harz als Bindemittel enthalten. Diese bekannte Öl/Wasser Emulsion wird ohne die Verwendung eines Emulgators oder eines weiteren oberflächenaktiven Mittels hergestellt, da stattdessen eine viskose Lösung eines wassrigen Celluloseethers in einem Gewichtsverhältnis von 0,1 bis 2,5 Gew.%, berechnet im Verhältnis zu den wasserunlöslichen Substanzen der Emulsion, verwendet wird. Wenn Celluloseether verwendet werden, bilden diese Substanzen ein Schutzkolloid, das die Koaleszenz der so erhaltenen Emulsion verhindert, da die Öltropfen in der Emulsion von dem Schutzkolloid umgeben werden. Dementsprechend dienen die Celluloseether als Stabilisierungsmittel. Der mögliche Ölgehalt ist jedoch bei dieser Art von Emulsion begrenzt, wobei der Ölgehalt von großer Wichtigkeit ist, wenn es zum Beispiel notwendig ist, eine Stammemulsion mit einem hohen Ölgehalt herzustellen, die zum Verbraucher transportabel sein muß, der den gewünschten Ölgehalt in der Emulsion unmittelbar vor der Anwendung durch Zugabe von mehr Wasser einstellt.
Die WO-A-87/05226 (Angelos et al.) offenbart eine Öl/Wasser Emulsion, die für die staubbindende Behandlung von Kohle ver wendet wird, um die Gefahr der Selbstentzündung zu verringern. Diese Emulsion enthält zum Beispiel etwa 36 Gew.% Paraffinöl, 3,5 Gew.% synthetisches Polyolefin, 3,3 Gew.% Emulgator in Form von Alkyldiamin, 1 Gew.% Olein nach Merck, sowie 1% zusätzlicher Hilfsstoffe.
Die US-A-4 417 992 (Bhattacharyya et al.) offenbart ein Verfahren zur Verhinderung von Staub, zum Beispiel auf Straßen, in Minen und in Gesteinshaufen, mit Hilfe einer Emulsion, die etwa 24 Gew.% Paraffinöl und verschiedene Hilfsstoffe, einschließlich grenzflächenaktiver Stoffe, wie Sorbitanmonooleat und Nonylphenolethoxylat, enthält. Diese Emulsionen enthalten des weiteren ein durch Wasser quellbares, vernetztes Polymer auf der Basis von Acrylamid, das als Staubbindemittel dient, zum Beispiel in einer Menge von etwa 30 Gew.%.
Die DE-A-26 46 435 offenbart eine Emulsion von Öl in Wasser, die Öl, Wasser und einen Emulgator auf der Basis eines Fettalkoholglykolethers enthält.
Obwohl die bekannten Arten von Öl/Wasser Emulsionen in vielen Fällen eine annehmbare Stabilität zur Erfüllung der Anforderungen haben, die von den in Frage stehenden Anwendungen gestellt werden, so besteht doch noch ein Bedarf an der Bereitstellung einer Öl/Wasser Emulsion mit einer besonders guten Stabilität, wie zum Beispiel dann, wenn Öl/Wasser Emulsionen mit einer großen Menge Öl gewünscht werden und wenn Arbeitsbe dingungen herrschen, bei denen die Zusatzstoffe und/oder Verunreinigungen eine Schwächung der Stabilität beinhalten können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Öl/Wasser Emulsion mit einer guten Stabilität zur Verfügung zu stellen, auch wenn die Emulsion weitere Zusatzstoffe und/oder Verunreinigungen enthält, die die Grenzflächenspannung zwischen den zwei Phasen beeinflussen können, und die keine außerordentlich große Stabilisatormenge erforderlich macht.
Die Erfindung betrifft eine Emulsion von Öl in Wasser, die Öl, Emulgator, Wasser, sowie mögliche zusätzliche Hilfsstoffe enthält, wobei die Emulsion dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Emulgator eine Kombination eines Emulgators A und eines Emulgators B enthält, wobei der Emulgator A auf einem Fettaminderivat basiert, und Emulgator B auf einem Fettalkoholglykolether basiert.
Die zwei in der erfindungsgemäßen Emulsion verwendeten Emulgatorarten werden herkömmlicherweise in ihren entsprechenden Bereichen verwendet. Emulgator A ist somit als ein Befeuchtungs mittel zur Befeuchtung von Pigmenten bekannt, wohingegen Emulgator B in der Kosmetikindustrie verwendet wird. Dadurch, daß diese zwei Emulgatorarten A und B kombiniert wurden, hat es sich überraschenderweise herausgestellt, daß eine herausragende Stabilität sogar unter schwierigen Bedingungen erhalten wird.
Das Gewichtsverhältnis von Emulgator A zu Emulgator B ist in den meisten Fällen im Bereich von 0,3:1 bis 3:1, vorzugsweise 0,5:1 bis 2:1, insbesondere 0,7:1 bis 1,5:1.
Um eine besonders gute Stabilität zu erhalten, kann die Emulsion gemäß der Erfindung vorteilhafterweise den Emulgator A in einer Menge von wenigstens 0,2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Öl, vorzugsweise von wenigstens 0,4 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Öl enthalten, und- im Hinblick auf den Preis ist die obere Grenze normalerweise 2 Gewichtsteile, vorzugsweise maximal 1 Gewichtsteil, pro 100 Gewichtsteile Öl.
Die Anwesenheit von Emulgator B stellt sicher, daß die Emulsion während einer Verdünnung mit Wasser stabil ist, und der Gehalt davon ist normalerweise wenigstens 0,3, vorzugsweise wenigstens 0,5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Öl, und im Hinblick auf den Preis ist die obere Grenze normalerweise auf 2,5 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Öl, vorzugsweise nicht mehr als 2 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Öl, eingestellt.
Normalerweise enthält die erfindungsgemäße Emulsion auch einen Stabilisator, vorzugsweise einen Stabilisator auf der Basis von Polysaccharid, üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Öl. Wenn der Stabilisator mit den Emulgatoren A und B zusammengegeben wird, ist es vorteilhafterweise möglich, eine Stabilität mit diesen geringen Mengen zu erhalten, wobei eine größere Menge Stabilisator teilweise eine häufig unerwünschte erhöhte Viskosität beinhaltet und teilweise die staubbindende Wirkung der Emulsion verringert.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist das Öl in der Emulsion ein Paraffinöl, vorzugsweise ein Öl mit einer Viskosität bei 40 ºC zwischen 100 mm²/s und 1 000 mm²/s (100 Zentistoke und 1 000 Zentistoke), insbesondere im Bereich von 300 bis 600 mm²/s (300 bis 600 Zentistoke).
Um als staubbindende Emulsion bei der Herstellung von Mineralwolle verwendet zu werden, kann die Emulsion gemäß der Erfindung vorteilhafterweise in Form einer Stammemulsion an den Mineralwolle-Hersteller geliefert werden, die folgendes enthält:
45 bis 70 Gewichtsprozent Paraffinöl
0,2 bis 0,8 Gewichtsprozent Emulgator A
0,25 bis 1,0 Gewichtsprozent Emulgator B
0,07 bis 0,3 Gewichtsprozent Polysaccharid stabilisator
0,02 bis 0,3 Gewichtsprozent Konservierungsmittel, wobei der Rest Wasser ist.
Das Ausmaß der Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung zeigt sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, daß die detaillierte Beschreibung und die bestimmten Beispiele nur angegeben sind, um die bevorzugten Ausführungsformen zu erläutern, und daß verschieden Änderungen und Modifikationen im Rahmen des Schutzes für den Fachmann auf der Basis der detaillierten Beschreibung offensichtlich sind.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß es durch Zusammengeben eines Emulgators A auf der Basis eines Fettaminderivates und eines Emulgators B auf der Basis eines Fettalkoholpolyglykolethers möglich ist, besonders stabile Emulsionen von Öl in Wasser mit einem hohen Gehalt an Öl zu erhalten und die Stabilität sogar unter schwierigen Bedingungen beizubehalten, wie zum Beispiel bei der Anwesenheit von Hilfsstoffen oder Verunreinigungen, welche die Grenzflächenspannung zwischen den zwei Phasen der Emulsion beeinträchtigen können.
Die Erfindung basiert auf einer Entwicklung, die durchgeführt wurde, um eine staubbindende Emulsion zur Verfügung zu stellen, die in Verbindung mit der Herstellung von Mineralwolle, wie z.B. Glaswolle-Herstellung, verwendet werden kann.
Solche staubbindenden Emulsionen müssen mehrere anspruchsvolle Anforderungen erfüllen. Im Hinblick auf die durch den Transport und die Herstellung auftretenden Kosten sollte die Emulsion mit einem Maximalgehalt an Öl ausgeliefert werden, wie zum Beispiel als Stammemulsion mit 50 bis 60% Öl. Ferner sollte im Hinblick auf die Umweltverschmutzung während der Herstellung der Stammemulsion und während des Transports der Ölgehalt vorteilhafterweise so hoch wie möglich sein. Die Stammemulsion sollte ohne Rühren für wenigstens 3 Monate lagerfähig sein und mit Rühren bis zu 6 Monate.
Die Stammemulsion muß eine annehmbare Stabilität für wenigstens 24 Stunden beibehalten, wenn sie in situ auf eine Emulsion mit 10% Öl verdünnt wird, da sich die Stabilität dem Arbeitsverfahren anpassen muß und deshalb mindestens 24 Stunden betragen muß.
Die Glaswolle-Herstellung beinhaltet die Bildung von verunreinigtem Prozeßwasser Das Prozeßwasser ist Kreislaufwasser, das sich aus dem Naßwaschen der Abgase ergibt, die während der Herstellung entwickelt werden. Dieses Prozeßwasser kann nicht ohne Probleme in die Umwelt in Form von Abwasser abgelassen werden, und dementsprechend wird ein Vorteil darin gefunden, daß das Prozeßwasser einen Teil des Erzeugnisses bildet. Zu diesem Zweck wird das Prozeßwasser während des Verfahrens zurückgeführt, wo es unter anderem für die Verdünnung der Stammemulsion verwendet wird, um die Emulsion mit 10% Öl zu erhalten.
Die Verwendung von Prozeßwasser kann Probleme bezüglich der Stabilität beinhalten, da das Prozeßwasser verschiedene Chemikalien enthält, die die Grenzflächenspannung zwischen den zwei Phasen der Emulsion beeinflussen können. Zu bestimmten Zeiten während der Herstellung kann das Prozeßwasser auch Leimrückstände enthalten.
Für die Glaswolle-Herstellung wird die endgültige staubbindende Arbeitsemulsion, die etwa 1% Öl enthält, aus der vorstehenden Emulsion mit 10% Öl hergestellt. Diese Arbeitsemulsion wird durch Zugabe anderer wunschgemäßer Bestandteilehergestellt, sowie durch Verdünnung mit zusätzlichem Prozeßwasser. Die Arbeitsemulsion dient nicht nur als Staubbindemittel und enthält deshalb normalerweise auch andere aktive Mittel. So enthält sie normalerweise auch ein Bindemittel, wie z.B. ein Bindemittel auf der Basis eines Phenolformaldehydharzes, und in einigen Fällen wird des weiteren eine Silikonemulsion zugegeben, um sicherzustellen, daß die Glaswolle wasserabweisend ist. Es ist schwierig, die Arbeitsemulsion stabil zu halten, und dementsprechend wird sie direkt vor der Verwendung hergestellt. Das Verfahren macht es erforderlich, daß die Arbeitsemulsion 30 bis 60 Sekunden stabil ist.
Während der Herstellung von Glaswolle wird die Arbeitsemulsion durch ringförmige Sprühvorrichtungen aufgesprüht, wobei die Emulsion zusammen mit komprimierter Luft in einem Strom aus geschmolzenem Glas herausgespritzt wird, der durch die ringförmigen Sprühvorrichtungen nach unten fließt. Auf diese Art werden die Glasfasern gebildet, die für die Herstellung von Isoliermaterialien verwendet werden können. Während des Sprühens werden die Öltropfen der Emulsion auf der Oberfläche der Glasfasern verteilt. Während des nachfolgenden Verfahrens wird das Material in einem Ofen getrocknet, und die Fasern werden zu Matten verpresst. Während des Trocknungsverfahrens verdampft der Wassergehalt der Emulsion in der Weise, daß das Öl und die anderen Additive auf der Oberfläche der Glasfasern verbleiben. Die in der Emulsion enthaltenen Emulgatoren werden währen des Trocknungsverfahrens zersetzt, was wichtig ist, da anderenfalls ein Risiko einer Rückemulgierung von Öl und Silikon auftreten würde.
Wie bereits erwähnt, wurde die erfindungsgemäße Emulsion zur Verwendung als Staubbindeemulsion entwickelt, die in Verbindung mit der Herstellung von Glaswolle verwendet wird. Sie kann jedoch auch für andere Zwecke verwendet werden, die bestimmte Anforderungen an die Stabilität oder die staubbinden den Eigenschaften stellen. Die Emulsion kann somit gemäß der Erfindung auch so sein, daß sie als staubbindende Emulsion zur Verringerung der Gefahr der Selbstentzündung von Kohle verwendet wird, wie in der oben erwähnten WO-A-87/05226 beschrieben, oder bei dem Verfahren verwendet wird, das in der US-A-4 417 992 zur Verhinderung von Staub, zum Beispiel auf Straßen, in Minen und in Gesteinshaufen, beschrieben ist.
Andere potentielle Verwendungsmöglichkeiten sind auch für die erfindungsgemäße Emulsion relevant. Sie kann zum Beispiel als Gleitmittel in Betonformen verwendet werden.
Wie bereits erwähnt, basiert die erfindungsgemäße Emulsion auf einer Kombination von zwei verschiedenen Arten von Emulgatoren. Emulgator A in der Form eines Fettaminderivates hat sich aufgrund von Untersuchungen für die Bildung von Öl/Wasser Emulsionen als von großer Wichtigkeit erwiesen. Es ist deshalb schwierig, das Öl in Wasser zu emulgieren, wenn dieser Emulgator nicht verwendet wird, und die sich daraus ergebende Stabilität ist schlecht. Emulgatoren von der Art der Fettaminderivate sind als Befeuchtungsmittel für Pigmente bekannt. Es sollte angenommen werden, daß entsprechende Befeuchtungsmittel für Pigmente mit einer ähnlichen chemischen Struktur auch erfolgreich als Emulgator A in der erfindungsgemäßen Emulsion verwendet werden können.
Emulgator B in der Form eines Fettalkoholpolyglykolethers kann entsprechend den durchgeführten Untersuchungen während der Herstellung der Emulsion weggelassen werden. Dieser Emulgator ist jedoch von Wichtigkeit für die Stabilität und ist notwendig, wenn die Stammemulsion mit dem verunreinigten Prozeßwasser vermischt/verdünnt wird; Emulgatoren von der Art der Fettalkoholpolyglykolether sind bekannt für die Verwendung in der Kosmetikindustrie. Entsprechende Emulgatoren, die in kosmetischen Produkten verwendet werden und/oder die eine ähnliche chemische Struktur haben, können wahrscheinlich auch erfolgreich als Emulgator B in der erfindungsgemäßen Emulsion verwendet werden.
Normalerweise enthält die erfindungsgemäße Emulsion auch einen herkömmlichen Stabilisator, der üblicherweise notwendig ist, um die Emulsion lagerfähig zu machen. Die erfindungsgemäße Emulsion enthält eine verhältnismäßig geringe Menge des Stabilisators, was bedeutet, daß die staubbindenden Eigenschaften der Emulsion nicht verringert werden. Stabilisatoren auf der Basis von Polysacchariden können zum Beispiel als Stabilisatoren verwendet werden. Der Preis ist ein weiterer Faktor, der es wünschenswert macht, die Stabilisatormenge so gering wie möglich zu halten.
Um zu verhindern, daß die Emulsion als Nährsubstanz für Mikroorganismen dient, enthält sie normalerweise ein Konservierungsmittel, normalerweise vom Formaldehyd-Typ.
Das in der Emulsion verwendete Öl kann im Prinzip jedes Öl sein, das bei der Anwendungstemperatur flüssig ist. Normalerweise wird ein Öl verwendet, daß bei 40 ºC eine Viskosität zwischen 300 und 600 mm²/s (300 und 600 Zentistoke) und bei 100 ºC eine Viskosität zwischen 25 und 35 mm²/s (25 und 35 Zentistoke) hat.
Solch ein Öl ergibt bei einem Ölgehalt von 50 bis 65 Gew.% in der Stammemulsion bei 20 ºC eine Viskosität zwischen 100 und 400 mm²/s (100 und 400 Zentistoke) für die Emulsion.
Im Hinblick auf die Korrosionsgefahr, wird die erfindungsgemäße Emulsion auf einen neutralen pH-Wert eingestellt, zum Beispiel im Bereich 6 bis 8.

Beispiel 1

Eine Stammemulsion, die als staubbindende Emulsion zu verwenden ist, wird aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
60 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
0,4 Gewichtsprozent AKZO EN 682
0,5 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,15 Gewichtsprozent RHODOPOL 23
0,08 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
38,87 Gewichtsprozent Wasser
Shell Öl 7465 wird unter anderem von A/S Dansk Shell, Kopenhagen, Dänemark, geliefert und ist ein Paraffinöl mit einem Flammpunkt von 310 ºC, einem Fließpunkt von -9 ºC und einer Viskosität bei 40 ºC von 460 mm²/s (460 Zentistoke).
AKZO EN 682 wird von Akzo, Amersfoort, Niederlande, geliefert und ist ein Fettaminderivat (Emulgator A) in der Form Von N- cocos-3-Aminobuttersäure der Formel
R-NH-CH(CH&sub3;)-CH&sub2;-COOH ,
wobei R üblicherweise ein C&sub8;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylrest ist. Dieser Emulgator wird für die Verwendung als Befeuchtungsmittel für Pigmente vertrieben. Gemäß dem Lieferant wird AKZO EN 682 normalerweise unter der Handelsbezeichnung ARMEEN Z9 SPECIAL vertrieben.
MULSIFAN RT 24 N wird von Zschimmer & Schwarz GmbH & Co. Chemische Fabriken, Lahnstein/Rhein, Deutschland geliefert und ist ein Fettalkoholpolyglykolether (Emulgator B) in der Form eines Polyethylenglykolethers von Lauryalkohol mit der Formel
CH&sub3;(CH&sub2;)&sub1;&sub0;CH&sub2;(OCH&sub2;CH&sub2;)nOH ,
wobei n einen Durchschnittswert von 4 hat. Dieser Emulgator wird in der Kosmetikindustrie verwendet und wird auch LAURETH-4 genannt.
RHODOPOL 23 wird von Rhone-Poulenc, Frankreich, geliefert und ist ein Stabilisator auf der Basis von Xanthangummi (Polysaccharid).
PREVENTOL D2 ist ein Konservierungsmittel, das von Bayer, Deutschland, geliefert wird.
Die Emulsion wird hergestellt, indem das Wasser auf 50 bis 60 ºC erhitzt wird, wonach die Emulgatoren, der Stabilisator und das Konservierungsmittel zugemischt werden. Das Öl wird auf 50 bis 70 ºC erhitzt, und die zwei Phasen werden in einer Emulsionsmühle herkömmlicher Art mit Rotor und Stator emulgiert, bei der Wasser und Öl getrennt in den Zwischenraum zwischen Rotor und Stator in der Art zugeführt werden, daß das Öl in kleine Tropfen zermahlen und dadurch emulgiert wird. Diese Art von Emulsionsmühlen wird herkömmlicherweise für die Herstellung von Bitumenemulsionen verwendet. Die Auswahl der Emulsionsmühle ist nicht kritisch, da zu erwarten ist, daß andere Arten von Emulsionsmühlen für die Herstellung der erfindungsgemäßen Emulsion verwendbar sind. Andere Arten von Emulsionsmühlen, die für die Herstellung von Bitumenemulsionen verwendet werden, können somit zum Beispiel verwendet werden.
In der Glaswollefabrik wird eine Emulsion mit 10% Öl aus der Stammemulsion hergestellt, mittels etwa 17 Gew.% der Stammemulsion und etwa 83 Gew.% Prozeßwasser. Des weiteren wird eine Lösung oder Dispersion hergestellt, die ein Bindemittel in Form eines herkömmlichen in Prozeßwasser gelösten Phenolformaldehydharzes enthält. Wenn in der Arbeitsemulsion auch Silikon verwendet werden soll, wird eine Emulsion davon mittels Prozeßwasser hergestellt. Direkt vor der Anwendung wird eine Arbeitsemulsion aus der verdünnten Emulsion mit 10% Öl und der Bindemittellösung, und gegebenenfalls der Silikonemulsion hergestellt, während, falls erwünscht, zusätzliches Prozeßwasser zugegeben wird, um die gewünschte Zusammensetzung zu erhalten. Vor der Verwendung des Prozeßwassers als Bestandteil in den verschiedenen Emulsionen und der Lösung muß das Prozeßwasser filtriert werden, um feste Verunreinigungen zu entfernen. Auf diese Art wird eine Verstopfung der Düsen der verwendeten Sprühvorrichtung vermieden.
Auf der Basis der vorstehenden Bestandteile wird eine Ar beitsemulsion hergestellt, die von einer Zusammensetzung ist, die sich aufgrund der erwünschten Eigenschaften des Glaswolle- Endproduktes ändert. Eine indikative Zusammensetzung der Arbeitsemulsion kann folgendermaßen sein:
7 Gewichtsprozent der Emulsion mit 10% Öl
21 Gewichtsprozent Bindemittellösung (etwa 23% Trockensubstanz)
72 Gewichtsprozent Prozeßwasser.
Dies Gemisch muß 30 bis 60 Sekunden stabil sein.
Die Arbeitsemulsion wird einer Vielzahl von Sprühvorrichtungen zugeführt, und das Gemisch wird zusammen mit komprimierter Luft in einen Strom aus geschmolzenem Glas versprüht, der durch die Düsen der Sprühvorrichtungen nach unten fließt. Die so erhaltenen Glasfasern werden mit der Ölemulsion beschichtet und werden getrocknet und weiterverarbeitet, um Glasfasermatten zu bilden.
Die vorstehende Stammemulsion wurde in Verbindung mit der Herstellung von Glaswolle untersucht, und es hat sich herausgestellt, daß sie zufriedenstellende Ergebnisse lieferte. Sie wurde deshalb von dem Glaswolle-Hersteller positiv betrachtet. Die Stammemulsion war bei der Lagerung ohne Trennung wenigstens 3 Monate und mit Rühren wenigstens 6 Monate stabil. Die verdünnte Emulsion, die 10 Gew.% Öl enthält, erfüllt die Anforderung, für wenigstens 24 Stunden stabil zu sein, und die Arbeitsemulsion besaß die notwendige Stabilität für 30 bis 60 Sekunden. Der Glaswolle-Hersteller hat zusätzlich entdeckt, daß die staubbindende Fähigkeit zufriedenstellend war. Nach dem Trocknen des hergestellten Materials im Ofen wurden keine Probleme einer Rückemulgierung von Öl oder Silikon beobachtet, was beweist, daß die verwendeten Emulgatoren während des Trocknungsverfahrens zersetzt wurden.

Beispiel 2

Es wurde eine schützende, staubbindende Öl/Wasser Emulsion zur Behandlung von Kohle hergestellt, um die Tendenz zur Selbstentzündung zu verringern, wobei die Emulsion aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt wurde:
60 Gewichtsprozent Paraffinöl mit einer Viskosität bei 40 ºC von 54 mm²/s (54 Zentistoke)
0,2 Gewichtsprozent AKZO EN 682
0,4 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,08 Gewichtsprozent PHODOPOL 23
39,32 Gewichtsprozent Wasser
Diese Emulsion wurde direkt vor der Anwendung auf eine Emulsion mit 30 Gew.% Öl verdünnt und mittels Versprühen über die Kohle verteilt.

Beispiel 3

Es wurde eine stabile Stammemulsion, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet werden soll, in der Art, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
48 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
0,7 Gewichtsprozent AKZO EN 682
0,9 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,08 Gewichtsprozent RHODOPOL 23
0,12 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
51,3 Gewichtsprozent Wasser

Beispiel 4

Es wurde eine stabile Stammemulsion, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet werden soll, in der Art, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
68 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
0,2 Gewichtsprozent AKZO EN 682
0,3 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,3 Gewichtsprozent RHODOPOL 23
0,1 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
30 Gewichtsprozent Wasser

Beispiel 5

Es wurde eine stabile Stammemulsion, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet werden soll, in der Art, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
50 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
0,3 Gewichtsprozent AKZO EN 682
1,0 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,2 Gewichtsprozent RHODOPOL 23
0,1 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
48,4 Gewichtsprozent Wasser

Beispiel 6

Es wurde eine stabile Stammemulsion, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet werden soll, in der Art, wie in Beispiel 1 beschrieben, aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
50 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
0,9 Gewichtsprozent AKZO EN 682
0,3 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,2 Gewichtsprozent RHODOPOL 23
0,1 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
48,5 Gewichtsprozent Wasser

Beispiel 7

Es wurde eine Stammemulsion, die bei der Herstellung von Glaswolle verwendet werden soll, aus den nachfolgenden Bestandteilen hergestellt:
60 Gewichtsprozent Shell Öl 7465
1 Gewichtsprozent AKZO EN 682
4 Gewichtsprozent MULSIFAN RT 24 N
0,07 Gewichtsprozent PREVENTOL D2
34,925 Gewichtsprozent Wasser
Die Stabilität der Emulsion wurde auf die nachfolgende Art untersucht:

Laperfähiakeit

Die Lagerfähigkeit der Stammemulsion wurde in unverdünntem Zustand untersucht, und es wurde eine zufriedenstellende Stabilität für mehr als 3 Monate beobachtet.

Emulsion mit 10% Öl (in Prozeßwasser)

Die Stammemulsion wurde mit Prozeßwasser verdünnt, um eine Emulsion mit 10% Öl zu erhalten. Die Emulsion wurde während der Standzeit in einem Meßzylinder beobachtete. Es wurde keine Phasentrennung nach 4 Stunden beobachtet. Nach 72 Stunden wurde eine sehr schwache Phasentrennung beobachtet. Nach Verrühren war die Emulsion wieder homogen.

Arbeitsemulsion

Eine Arbeitsemulsion, die sowohl Bindemittel wie auch Silikon enthielt, wurde aus der Emulsion mit 10% Öl, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Die Arbeitsemulsion wurde während der Standzeit in einem Meßzylinder beobachtet. Die Emulsion blieb wenigstens 2 Stunden stabil. Nach einer Standzeit von 72 Stunden wurde die Emulsion sofort nach dem Verrühren wieder homogen

Allgemeine Bewertung

Im allgemeinen ist die Stabilität hervorragend und im Vergleich zu den Anforderungen, die an solch eine Emulsion von dem Glaswolle-Hersteller gestellt werden, deutlich verbessert. Es ist jedoch eine Frage eines hohen Gehaltes des Emulgators, die das Produkt teurer macht.

Beispiel 8

Das vorliegende Beispiel zeigt einen Vergleich zwischen einer Stammemulsion ohne Emulgator B (Stammemulsion I), einer Stammemulsion ohne Emulgator A (Stammemulsion II) und einer erfindungsgemäßen Stammemulsion, die eine Kombination von Emulgator A und Emulgator B enthält. Die Zusammensetzung dieser Stammemulsionen ergibt sich aus der nachfolgenden Tabelle:
Die Stabilität der Stammemulsion im unverdünnten und verdünnten Zustand wurde in der gleichen Art, wie in Beispiel 7 beschrieben, untersucht.

Stammemulsion I

Stabilität bei der Lagerung: Stabil für mehr als 3 Monate.
Emulsion mit 10% Öl: Nach einer Standzeit von 90 Minuten hatten sich eine 2 Vol%-ige Wasserphase getrennt. Die Emulsion konnte mit einiger Schwierigkeit durch heftiges Rühren homogen gemacht werden. Die Phasentrennung zwischen den zwei Phasen war sehr scharf.
Arbeitsemulsion: Nach einer Standzeit Von 20 Minuten hatte sich eine leichte Ablagerung am Boden gebildet.

Stammemulsion II

Die Emulsion war nicht verwendbar, da sehr schnell Ablagerungen nach der Herstellung einer Emulsion mit 10% Öl durch Prozeßwasser beobachtet wurden.

Stammemulsion III

Stabilität bei der Lagerung: Stabil für mehr als 3 Monate.
Emulsion mit 10% Öl: Nach einer Standzeit von 90 Minuten hatte sich eine Wasserphase von 2% entwickelt, aber die Phasentrennung war nicht so scharf wie in Verbindung mit Stammemulsion I. Die Homogenität war durch Rühren leicht wiederherzustellen.
Arbeitsemulsion: Nach 20 Minuten entwickelte sich eine leichte Ablagerung.
Allgemeine Bewertung: Die Phasentrennung der Emulsion mit 10% Öl in Prozeßwasser war deutlich schärfer mit Stammemulsion I, verglichen mit Stammemulsion III, und soweit Stammemulsion I betroffen war, war es viel schwieriger, eine homogene Emulsion durch Rühren wiederherzustellen. Stammemulsion I war somit empfindlicher gegenüber verschiedenen Zusatzstoffen und Verunreinigungen im Prozeßwasser.

Claims

1. Emulsion von Öl in Wasser, die Öl, einen Emulgator, Wasser sowie mögliche zusätzliche Hilfsstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Emulgator eine Kombination eines Emulgators A und eines Emulgators B enthält, wobei der Emulgator A auf einem Fettaminderivat basiert und der Emulgator B auf einem Fettalkoholglykolether basiert.

2. Emulsion nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis A:B von Emulgator A zu Emulgator B einen Wert von 0,3:1 bis 3:1 hat.

3. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 2 Gewichtsteile des Emulgators A pro 100 Gewichtsteile Öl enthält.

4. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,3 bis 2,5 Gewichtsteile des Emulgators B pro 100 Gewichtsteile Öl enthält.

5. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßsie ferner 0,1 bis 1,0 Gewichtsteile des Stabilisators pro 100 Gewichtsteile Öl enthält.

6. Emulsion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl ein Paraffinöl mit einer Viskosität bei 40 ºC von 100 bis 1 000 mm²/s (100 bis 1 000 Zentistoke) ist.

7. Emulsion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes enthält:

45 bis 70 Gewichtsprozent Paraffinöl

0,2 bis 0,8 Gewichtsprozent Emulgator A

0,25 bis 1,0 Gewichtsprozent Emulgator B

0,07 bis 0,3 Gewichtsprozent Polysaccharidstabilisator

0,02 bis 0,3 Gewichtsprozent Konservierungs mittel,

wobei der Rest Wasser ist.