NO121678B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av stabilisatorer for vinylharpikser.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte for fremstilling av såkalte ~'ushed» paster for stabilisering og mykning av vinyl- og vinylidenharpikser, som det etterfølgende er betegnet som vinyl-arpikser.

Uttrykket «flushed» paster brukes for

å betegne paster bestående av pigment i dispergeringsmiddel som er fremstillet ved en selektiv dispergeringsprosess som f. eks. å blande eller røre en vandig filterkake av et fast stoff eller pigment med et olje-aktig medium inntil de faste bestanddeler er dispergert i olj efasen hvorpå vannfasen kan skilles fra pigmentoljepasten. Slike prosesser er meget fordelaktige ved mange industrielle anvendelser. Hvor en slik

«flushing» operasjon kan brukes, unngåes tørrings- og malingsoperasioner og i de tilfelle hvor de faste stoffer er ustabile, f. eks. lett antennelige, elimineres brannfaren praktisk talt fullstendig. Man unngår dessuten fullstendig støvingsproblemet hvilket er meget viktig når stoffene kan forårsake alvorlige irritasjoner eller er giftige hvilket f. eks. er tilfelle med bly-kjemikalier.

En annen ulempe forbundet ved den

vanlige fremgangsmåte med å tørre filterkaken ved fordampning for å fremstille et pulverformig produkt, ligger i at vannopp-løselige salter som kan være tilstede i den vannholdige filterkake (som vanligvis inneholder ca. 50 % vann), konsentreres ved fordampning av vannet og blir igjen i in-tim, blanding med stabilisatoren. Disse salter overføres derfor til vinylharpiksen til hvilken stabilisatoren settes, hvilket igjen fører til betraktelig nedsettelse av plastens

elektrisk isolerende egenskaper. I noen tilfelle kan de gjenværende salter dessuten forårsake en alvorlig agglomerering av de faste partikler ved tørring, idet det dannes slike agglomerater som ikke kan nedbrytes ved den fineste tørrformaling, hvilket har en uheldig innflytelse på den påfølgende dispergering i flytende medier.

Såkalte «flushing» prosesser for pig-mentbindemidler har lenge vært kjent i

imalingindustrien, f. eks. ved fremstilling

av blyhvittpaster i linolje. Ikke alle stoffer egner seg imidlertid for slike «flushing» prosesser. I noen tilfelle fuktes ikke de faste stoffer som er dispergert i et flytende medium, selektivt av det ønskete dispergeringsmiddel. I andre tilfelle danner do flytende medier emulsjoner som ikke, kan

skilles og som forhindrer overførselen av

de faste stoffer fra den ene væskefase til

den annen. Det har hittil ikke vært kjent

at «flushing»-teknikken kan anvendes ved fremstilling av paster for stabilisering og mykning av plaster.

Ved foreliggende fremgangsmåte blandes en vandig filterkake av et basisk blysalt med et organisk medium, fortrinnsvis

en flytende mykner, i nærvær av små

mengder, fortrinnsvis ca. 0,5—5 %, bereg-net på vekten av det organiske medium, av en fettsyre med 6 til 22 kullstoffatomer hvorved det basiske blysalt dispergeres i det organiske medium, og vannet i filterkaken skilles fra det organiske medium og det deri dispergerte blysalt.

Uttrykket filterkake er i denne forbin-delse brukt for å betegne en vandig paste som fåes ved filtrering eller tilsvarende opersajoner, f. eks. centrifugering, settling eller lignende.

De større mengder fettsyrer innen ovennevnte område anvendes fortrinnsvis, ved vandige paster som inneholder store mengder vann, mens de mindre mengder anvendes ved relativt tørre paster.

Basiske blysalter som brukes for stabilisering av vinylharpikser, f. eks. basisk blykarbonat (blyhvitt), tobasisk blyftalat, tobasisk blyfosfit og trebasisk blysulfat, fremstilles vanligvis i et vandig medium. Når disse salter konsentreres ved vanlige fremgangsmåter, f.. eks. filtrering eller centrifugering, danner de en halvfast kake som i alminnelighet inneholder 50 % vann eller mere. Det har derfor hittil vært van-lig praksis, å tørre denne filterkake for å isolere de faste bestanddeler, hvilket har medført alle de • ulemper som er nevnt ovenfor, og den tørrete kake er derpå blitt blandet sammen med et organisk medium, f. eks. en mykner, eller direkte med en plast som skal stabiliseres. Ved. foreliggende fremgangsmåte kan på den annen side mykneren tilsettes f ilter kak en-direkte i en egnet beholder utstyrt med mekanisk røreanordning og stabilisatoren kan over-føres direkte tii mykneren (eller et annet medium).

Mengden av mykner eller annet medium som tilsettes, er ikke kritisk, men det bør anvendes i tilstrekkelig mengde til å muliggjøre en fullstendig dispergering av de fasie bestanddeler av filterkaken deri. Denne mengde vil i alminnelighet tilsvare en vektmengde mykner sem utgjør omtrent i/f av vekten av de faste bestanddeler i filterkaken. I tillegg til mykneren kreves ved denne fremgangsmåte nærvær av en liten mengde av et fuktemiddel eller overflateaktivt middel for å fremkalle selektiv fuktning og dispergering av de faste bestanddeler i myknerfasen. Det har vist seg at de ovennevnte basiske blysalter i alminnelighet ikke fuktés selektivt av mykner-mediene når et slikt fuktemiddel ikke er tilstede.

Alle vanlige' myknére av eter- og estertypen kan anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, men særlig fordelaktige er esterne og polyesterne av ftalsyre, f. eks, dikåprylftalat, diisooktylftalat og di-2-etylheksylftalat. Blant andre egnete myknére kan nevnes polyesteradipat, polygly-koler, trifenylfosfit, di-(2-etylheksyl)-2-etylheksylfosfonat, etc. Skjønt det er fordelaktig at det organiske medium er en mykner, kan også andre organiske disper-geringsmidler anvendes forutsatt at de ikke gir blandingen uheldige egenskaper for det formål hvortil den skal brukes. Blant slike andre organiske medier kan nevnes kull-vannstoffer, som f. eks. mineraloljer, vase-lin, o. 1..

De fuktemidler eller overflateaktive midler som er nødvendige for å få en god dispergering av blysaltene i den organiske fase, er fetsyrer med fra 6 til 22 kullstoffatomer. Fuktemidlet bør fortrinnsvis være tilstede i en mengde av ca. 0,1—5°% av vekten av det organiske medium. Det har vist seg at 1 % i alminnelighet omtrent svarer til det optimale kvantum. Større mengder fuktemiddel, f. eks. mengder ut-over ca. 5 % av vekten av det organiske medium, kan om ønskes anvendes, men dette er i alminnelighet ikke gunstig da det bare fortynner blandingen og nedsetter mengden av aktive forbindelser i denne. Som eksempel på typiske fuktemidler som anvendes, kan nevnes ikapronsyre, kaprylsyre, laurinsyre, kaprinsyre, palmitinsyre, stearinsyre, undecylsyre og behensyre. Fuktemidlene kan tilsettes direkte i blan-deapparatet eller om ønskes til mykneren eller annet organisk medium og innføres i systemet med dette. Syrer med under 6 og over '22 kullstoffatomer virker ikke som fuktemidler ved foreliggende fremgangsmåte og forsøk på å bruke dem har vist at det ikke lykkes å dispergere blysaltet i det organiske medium med disse tilsetninger.

Blant syrene med kullstoff kjeder innen det angitte område synes syrene med de relativt kortere kjedelengder å være de mest effektive. Ved anvendelse av disse syrer med kort kjede, f. eks. fra 6 til 16 'kullstoffatomer, skjer overføringen mellom fasene hurtig ■ og uten vanskelighet ved værelsetemperatur. Virkningen av syrer med lengere kiede inneholdende fra ca. 18 til 22 kulstoffatomer, er mindre utpreget, og det kan i enkelte tilfelle være ønskelig å hjelps på overføringen ved å heve chargetemperaturen, f. eks. til ca. 50—90°, og/eller ved å tilsette chargen en liten mengde, f. eks. ca. 2—5 % av vekten av det organiske medium, av en alifatisk alkohol med 3—8 kullstoffatomer, som etanol, pro-panol, isopropanol, butanol, isobutanol, heksanol, heptanol, oktanpl eller lignende.

Et hvilket som helst blandeapparat som gir en god blanding, vil lette overfø-ringen av de faste bestanddeler i filterkaken til den flytende organiske fase. Det har vist seg fordelaktig å anvende et vibrerende blandeapparat som vibrerer et lukket kar inneholdende de stoffer som skal blandes. Slike blandere er alminnelig brukt ved fremstilling av maling. Istedenfor en vibrerende blander -kan en elt.ende blandemaskin brukes. Ved anvendelse av slike mekaniske blandemaskiner kan man ved foreliggende "fremgangsmåte i alminnelighet skille fra opptil 90 %, og av og til ennå mere, av det vann som opprinnelig var tilstede i filterkaken. Hvis det er ønskelig å redusere fuktighetsinnholdet av myknerpasten, som fremstilles i den mekaniske blandemaskin, er det en enkel sak å koble blanderen til et vakuumapparat og oppvarme pasten svakt inntil det bare er spor av vann tilbake.

Blandetiden er ikke kritisk og kan be-stemmes av dispersjonsgraden av de faste stoffer i myknerfasen. Ved vibrerende blandere som arbeider ved 200—250 cykler pr. min., vil i alminnelighet en blahdetid på 15 minutter gi en fullstendig faseover-føring av de faste bestanddeler.

Ved en modifikasjon av foreliggende fremgangsmåte anvender man, istedenfor et basisk blysalt i nærvær av en fettsyre med 6—22 kullstoffatomer, en basisk bly-såpe av de tilsvarende fettsyrer..

Slike basiske blysåper, som anvendes som stabilisatorer for vinylharpikser, f. eks. tobasisk blystearat, tobasisk blykapry-lat og tobasisk blyoleat, fremstilles vanligvis, likesom de ovenfor omtalte basiske blysalter, i et vandig medium og fremstillingen av de tørre forbindelser er beheftet med de samme ulemper.

Mengden av mykner eller annet medium som tilsettes, må også i dette tilfelle være tilstrekkelig til å muliggjøre en fullstendig dispergering av de faste bestanddeler av filterkaken i dette. Dette vil i alminnelighet svare til en myknermengde på ca. % av vekten av de faste bestanddeler i filterkaken. Det har vist seg at de ovennevnte basiske blysalter blir selektivt fuk-tet av myknerne, selv om ikke noe fuktemiddel er tilstede.

De blysåper som 'kan anvendes ved den modifiserte fremgangsmåte, er de basiske såper av fettsyrer med 6 til 22 kullstoffatomer. Typiske blysåper i denne gruppe er basiske blysåper av kapronsyre, kaprylsyre, laurinsyre, kaprinsyre, palmitinsyre, undecylsyre, stearinsyre og behensyre.

De basiske blysalter av syrer som inneholder under 6 eller over 22 kullstoffatomer, er imidlertid ikke lett dispergerbare i organiske medier, og forsøk på å anvende dem ved foreliggende fremgangsmåte har resultert i emulsjonsdannelse og/eller at overførselen av fast stoff fra den ene fase til den annen har mislyktes, hvilket i begge tilfelle har gjort at man ikke har fått fra-skilt en egen vannfase. • •

Av de basiske blysalter som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, synes saltene med kort kullstoff kjede å være de lettest dispergerbare. Ved anvendelse av basiske blysalter med slik kort kullstoff-kjede, f. eks. fra ca. 6 til ca. 16 kullstoffatomer, finner faseoverføringen sted hurtig og uten vanskeligheter ved værelsetemperatur. De basiske blysalter med lengre kullstoff kjeder, fra ca. 18 til ca. 22 kullstoffatomer, er mindre lett dispergerbare, og det kan, i en del tilfelle, være ønskelig å påskynde overføringen ved å heve tem-peraturen av chargen til f. eks. ca. 50—90° og/eller ved å tilsette en liten mengde, f. eks. ca. 2 til 5 % av vekten av det organiske medium, av en alifatisk alkohol med 3 til 8 kullstoffatomer, som omtalt ovenfor.

Eksempel 1:.

57,1 g tribasisk blysulfatrfilterkake inneholdende 56 % vann ble ved værelsetemperatur blandet i 15 minutter i en vibrerende blander med 25 g di-2-etylheksyl-ftalat og 0,5 g kaprylsyre. Faseoverførse-len var praktisk talt fullstendig og 73 % av vannet i systemet ble dekantert fra ved slutten av blandeoperasjonen.

I motsetning til dette dannet et lignende system som ikke inneholdt noe fuktemiddel, en emulsjon, hvilket forhind-ret dispergeringen av tribasisk blysulfat i mykneren. Ved avslutningen av blande-prosessen hadde chargen ikke utskilt en égen vannfase.

Eksempel 2: ,

45,4 g dibasisk blyfosfit-filterkake inneholdende 45 % vann ble anbragt i en vibrerende blander med 25 g di-2-etylftalat dg 0,5 g kaprylsyre og ble rystet i 15 minutter. Ved avslutningen av blandingen ble 95,5 % av det vann som opprinnelig var i systemet, dekantert fra myknerpasten.

Et lignende system, men uten kaprylsyre, dannet en emulsjon under blandeoperasjonen. Ingen faseoverførsel av de faste stoffer i filterkaken fant sted, og vann kunne ikke skilles fra de andre bestanddeler i systemet.

Lignende systemer tilsatt 0,5 g henholdsvis av propionsyre, smørsyre, adipinsyre og azelansyre viste ingen faseoverførsel fra systemet fant sted.

Eksempel 3:

2971 g dibasisk blyftalat-filterkake inneholdende 46,1 % vann ble anbragt i en 4 liters eltemaskin med 534 g heksyl-isodecyl-ftalat inneholdende 12,0 g kaprylsyre. Efter 15 minutters behandling i blanderen var de faste bestanddeler fullstendig dispergert i myknerfasen og 89 % av vannet i- systemet ble dekantert av. Resten av vannet ble fjernet under vakuum.

Et lignende system, hvori ble anvendt dikaprylftalat som mykner, ga en disper-

gering av det dibasiske blyftalat i mykner-

fasen i omtrent samme blandetid.

Ennå et lignende system, hvori ble an-

vendt diisooktylftalat som mykner, ga en dispergering av de faste blysalter i myk-

nerfasen under de samme betingelser.

Tilsvarende systemer til de ovenfor

nevnte, men uten noe overflateaktivt mid-

del tilstede, viste ingen faseoverførsel av de faste stoffer eller utskillelse av vann.

Eksempel 4:

2,72 kg tribasisk blysulfat-filterkake inneholdende 43,5 % vann ble blandet i tre timer ved ca. 80° i en eltende blande-

maskin med 326 g heksyl-isodecylftalat (en alminnelig tilgjengelig mykner av den blandede estertype), 19,5 g teknisk behen-

syre (inneholdende ca. 85 % behensyre og 15 % syrer med 18 kullstoffatomer, vesent-

lig stearinsyre) og 19,5 g isobutanol. Fase-overførselen var utmerket og ga en paste inneholdende det tribasiske blysulfat dis-

pergert i mykneren med et innhold av fast stoff på 82,5 % og en klar væske som ve-

sentlig besto av vann inneholdende prak-

tisk talt all isobutanolen.

Eksempel 5:

68 kg filterkake inneholdende ca. 60 %

vann og resten bestående av blandete di-

basiske blysåper av herdete talgfettsyrer (hovedsakelig dibasisk blystearat, dibasisk blypalmitisk og dibasisk blymyristat) ble blandet i 30 minutter i en 115 liters eltende blandemaskin med 14,7 kg heksylisodecyl-

ftalat. Faseoverføringen var praktisk talt fullstendig, og 84,5 % av vannet i systemet ble dekantert fra ved slutten av blandeoperasjonen.

Et lignende system inneholdende tri-

basisk blysulfat istedenfor de basiske bly-

såper av fettsyrene dannet i motsetning hertil, en emulsjon, hvilket hindret disper-

geringen av det tribasiske blysulfat i myk-

neren. Ved avslutningen av blandeopera-

sjonen var det ikke utskilt noen egen vannfase.

Eksempel 6:

55,0 g filterkake inneholdende ca 43 % vann og resten bestående av tobasiske blysåper av koksfettsyrer (særlig tobasisk blylaurat, -kaprat og -kaprylat) ble rystet i 15 minutter ved 200 cykler pr. minutt i

en vibrerende blandemaskin med 14,8 g heksyl-isodecylftalat. Da blandingen var avsluttet, ble 80 % av vannet i det opprin-

nelige system dekantert fra myknerpasten.

Et lignende system inneholdende toba-

sisk blyfosfit i stedet for såpene av kokos-fettsyrene.dannet en emulsjon under blan-

dingen slik at det ikke fant sted noen fase-

overførsel av de faste bestanddeler av fil-

terkaken og intet vann kunne skilles fra de andre bestanddeler av systemet.

Forsøket ble gjentatt med anvendelse

av tobasiske blysalter av henholdsvis pro-

pionsyre, smørsyre, adipinsyre og azelan-

syre, men disse resulterte ikke i en fase-

overførsel av de faste bestanddeler av fil-

terkaken og ga ingen utskillelse av en van-

dig fase fra systemet.

Eksempel 7:

60 g. tobasisk blybehenat-filterkake inneholdende 52,7 % vann ble i 15 minutter ved ca. 200 cykler pr. minutt vibrert i en vibrerende blandemaskin med 15,2 g di-2-etylheksylftalat, hvilket ga en fullstendig dispergering av de faste bestanddeler i myknerfasen, og 90 % av vanninnholdet av systemet kunne dekanteres av.

Et lignende system inneholdende dika-

prylftalat som mykner, ga en god disper-

gering av det faste tobasiske blybehenat i myknerfasen ved omtrent samme blandetid.

Et annet lignende system innehol-

dende diisooktylftalat som mykner, dis-

pergerte de faste blysalter i myknerfasen under de samme betingelser.

Eksempel 8:

80 g tobasisk blyoleat-filterkake inne-

holdende ca. 65,7 g vann og 14,3 g tobasisk blyoleat ble blandet i 15 minutter ved ca.

200 cykler pr. minutt ■ i en vibrerende blandemaskin med 14,3 g heksyl-isodecyl-

ftalat.

Det tobasiske blyoleat var da disper-

gert i ftalatmykneren og vannet i filter-

kaken hadde dannet en klar, egnet fase.

92,5 % av det opprinnelige vanninnhold ble dekantert av.

Paster som fremstilles ved forelig-

gende fremgangsmåte er stabile i lang tid,

idet noen har stått i hyllene i 2 år uten at man har kunnet iaktta noen forandring.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av varmestabiliserende paster for yinylhar-pikser, karakterisert ved at en vannholdig filterkake av et basisk blysalt blandes med

et organisk medium, fortrinnsvis en flytende mykner, i nærvær av en mindre mengde av en fettsyre med 6—22, fortrinnsvis 6—16, kullstoffatomer, slik at det basiske blysalt dispergeres i det organiske medium, hvorved en vesentlig del av vannet fra filterkaken kan skilles fra disper-sjonen av organisk medium og blysalt.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at det organiske medium er en ester eller polyester av ftalsyre.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 og 2, karakterisert ved at blandingen tilsettes en liten mengde av en alifatisk alkohol med fra 3 til 8 kullstoffatomer.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—3, karakterisert ved at blandingen ut-føres ved høyere temperatur, fortrinnsvis ved 50—90°.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—4, karakterisert ved at der anvendes en met-tet fettsyre.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—5, karakterisert ved at fettsyren er tilstede i en mengde på 0,5—5 % av vekten av det organiske medium.

7. Fremgangsmåte ifølge påstand 1—6, karakterisert ved at det basiske blysalt er tobasisk blyfosfit, trebasisk blysulfat eller tobasisk blyftalat.

8. Modifikasjon av fremgangsmåten ifølge påstand 1—4, karakterisert ved at der istedenfor den vannholdige filterkake av et basisk blysalt i nærvær av en fettsyre, anvendes en vannholdig filterkake av et basisk blysalt av en fettsyre med 6 til 22, fortrinnsvis 6 til 16, kullstoffatomer.