專利名稱：制備褐煤蠟改性物的方法、褐煤蠟改性物和褐煤蠟改性物用于制備含水褐煤蠟復(fù)合物的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備褐煤蠟改性物的方法、一種尤其可以用該方法制備的褐煤蠟改性物和其用于獲得一種具有疏水特性的含水褐煤蠟復(fù)合物的用途。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，例如在DD 160 516中所述的那樣，可采用固態(tài)精細(xì)分布形式的固體烴作為具有疏水作用的體系。
此外根據(jù)DD 205 882，為此采用的是由褐煤蠟和固態(tài)精細(xì)分布形式的或者乳液或分散液形式的固體烴制備的復(fù)合物。
在DD 221 994中記載了對(duì)含有由褐煤蠟、由基于烷基酚和長(zhǎng)鏈脂肪醇的環(huán)氧乙烷加成物構(gòu)成的乳化劑和水組成的乳液的待疏水化產(chǎn)品進(jìn)行處理。
此外，在DD 284 126中也提及了以褐煤蠟和石蠟進(jìn)行的疏水化過(guò)程。
在EP 0 669 377中提出采用由石蠟烴、褐煤蠟和聚乙烯醇組成的水乳液，并且是在使用常規(guī)乳化劑的條件下，即譬如烷基苯氧基聚氧乙烯乙醇、脫水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯的非離子表面活性劑，以及諸如皂化脂肪酸的陰離子表面活性劑，和公知的穩(wěn)定劑即堿金屬氫氧化物或者氫氧化銨。
在WO 99/35103中描述了一種含有硫酸鹽陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的褐煤蠟乳液，前者例如是硫酸鹽或者磺酸鹽、磺化的萘-甲醛縮合物，作為聚合物優(yōu)選的是芳基磺酸鹽、萘-磺酸鹽，優(yōu)選是作為鈉鹽形式；而后者例如有較高級(jí)的醇、鏈烯醇、烷酸或者烯酸或者芳基-醇或者羧酸乙氧基化物，且它們具有至少兩當(dāng)量的環(huán)氧乙烷、乙氧化的烷基成分、乙氧化的鏈烯基成分、乙氧化的鏈烯醇成分，作為可供選擇的替代還可以有聚山柑子堿化的烷基成分、鏈烯基成分、鏈烯醇成分和芳基成分，并采用褐煤蠟和石油-烴，即石蠟。
在美國(guó)專利4,748,196中記載了一種由蠟成分石蠟、褐煤蠟或者聚烯烴蠟，與烯烴-馬來(lái)酸酐-衍生物、堿金屬氫氧化物和/或非離子乳化劑以及常規(guī)穩(wěn)定劑聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、甲基纖維素、羧甲基纖維素或羥丙基纖維素組成的含水乳液。
最后在WO 02/098816中也提及了一種含有烴蠟，即石蠟、巴西棕櫚蠟、聚乙烯蠟、合成蠟酯、酸蠟、馬來(lái)酸改性的烴和其組合的水乳液，并且還采用聚烯烴馬來(lái)酸酐接枝的聚合物和聚乙烯醇。
人們希望能夠得到一種例如作為褐煤蠟分散液形式的褐煤蠟配混物體系，其相對(duì)于公知的現(xiàn)有技術(shù)具有穩(wěn)定性較高、在處理不同的材料體系時(shí)疏水作用很強(qiáng)和具有降低霉菌發(fā)生的作用的特點(diǎn)。這是現(xiàn)有的系統(tǒng)不能夠做到或者只能夠不滿意地做到的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)在于開發(fā)制備改性褐煤蠟的方法和一種可以用這種方法制備的改性褐煤蠟以及使用所述改性褐煤蠟獲得具有疏水特性的含水褐煤蠟復(fù)合物的用途。所述任務(wù)的解決方案記載在獨(dú)立權(quán)利要求中。從屬權(quán)利要求則包含了適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式。
本發(fā)明設(shè)計(jì)，向褐煤蠟中添加妥爾樹脂(Tallharz)或者妥爾樹脂基的酯，并且接著使其進(jìn)行有目的的化學(xué)改性。
具體地推薦，首先在100℃至140℃、優(yōu)選在120℃熔融褐煤蠟，并且接著在攪拌的條件下添加3至30質(zhì)量％、優(yōu)選15質(zhì)量％的妥爾樹脂或妥爾樹脂基的酯。妥爾樹脂本身包含一種樅酸、脫氫樅酸、長(zhǎng)葉松酸、二氫樅酸、新樅酸以及海松酸和異海松酸組成的混合物作為主要成分。作為妥爾樹脂酯在此明確提及的是甘油酯。在接下來(lái)的反應(yīng)階段中，在有氧存在和在110℃至150℃、優(yōu)選140℃的溫度下攪拌的條件下，通過(guò)起氧化作用的無(wú)機(jī)酸而使所述褐煤蠟混合物發(fā)生完全的化學(xué)結(jié)構(gòu)改變。從而例如采用0.5至4.0質(zhì)量％、優(yōu)選2.0％質(zhì)量％的濃硫酸并且在通過(guò)吹入空氣而輸入氧的條件下，在所述蠟-樹脂混合物中接入磺酸組分并且產(chǎn)生其它的羧基。接著用0.7至4.5％質(zhì)量、優(yōu)選2.4質(zhì)量％的堿金屬氫氧化物使其轉(zhuǎn)化為其相應(yīng)的鹽。
根據(jù)本發(fā)明得到一種褐煤蠟改性物形式的材料體系，且可以通過(guò)選取的用量和方法條件影響其結(jié)構(gòu)，并且從而可以視需要而異地調(diào)節(jié)得到其不同的特性。
借助于FT-IR分光光譜(傅立葉變換紅外分光光譜)而將初始狀態(tài)的褐煤蠟與根據(jù)本發(fā)明制備的褐煤蠟改性物進(jìn)行的對(duì)比測(cè)量表明，波長(zhǎng)范圍中在約為620cm-1、1.030cm-1、1.110cm-1、1.714cm-1和1.735cm-1處發(fā)生了明顯改變。借助于DSC方法(差示掃描熱量計(jì))所記錄下的熱譜圖可證明在曲線結(jié)構(gòu)中有明顯的推移以及在最大峰值處和在標(biāo)稱熱函中發(fā)生了明顯改變。
此外本發(fā)明還推薦，將所述的褐煤蠟改性物用于制備一種含水的褐煤蠟復(fù)合物體系，例如褐煤蠟分散液。
事實(shí)令人驚人地表明，代替褐煤蠟而包含一種如所述方法制得的褐煤蠟改性物的褐煤蠟復(fù)合物體系具有較高的穩(wěn)定性并且在不同的應(yīng)用材料體系，例如石膏、硬紙板、木材和類似物或者其組合的疏水化方面具有明顯提高的作用潛力。除了可以用在不同的應(yīng)用材料體系中以外，這種褐煤蠟改性物的特點(diǎn)還在于具有明顯地降低霉菌產(chǎn)生的作用。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)一個(gè)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)闡述本發(fā)明。
為了制備如本發(fā)明所述的褐煤蠟改性物，使用以下的成分褐煤蠟 80.6質(zhì)量％甘油-妥爾樹脂酯15.0質(zhì)量％硫酸(濃) 2.0質(zhì)量％苛性鉀溶液(45％) 2.4質(zhì)量％。
熔融褐煤蠟，更確切說(shuō)是在約120℃攪拌的條件下。向液態(tài)褐煤蠟中添加甘油妥爾樹脂酯并且在140℃下吹入空氣的條件下加入濃硫酸。在約60分鐘的反應(yīng)時(shí)間以后在攪拌的條件下添加苛性鉀溶液。在鹽的形成結(jié)束以后，調(diào)制如此制得的褐煤蠟改性物。
根據(jù)所述的方法，所討論的褐煤蠟改性物是一種由混有妥爾樹脂或者妥爾樹脂基的酯的褐煤蠟通過(guò)有目的的化學(xué)反應(yīng)而得到的產(chǎn)品，其中存在各種轉(zhuǎn)化為其鹽的且接入到分子結(jié)構(gòu)中去的酸性基團(tuán)。
附

圖1和2中示出了初始狀態(tài)的褐煤蠟與本發(fā)明的改性物的FT-IR分光光譜(傅立葉變換紅外分光光譜)。可以看出尤其是在波長(zhǎng)范圍內(nèi)的約620cm-1、1.030cm-1、1.110cm-1、1.714cm-1以及1.735cm-1處有改變。
圖3示出了根據(jù)DSC-法(差示掃描熱量計(jì))記錄下的初始成分與所制得的褐煤蠟改性物相比較的溫譜圖的各條測(cè)量曲線。在此可見(jiàn)在曲線結(jié)構(gòu)中有明顯的推移，以及在最大峰值和在標(biāo)稱熱函中有明顯改變。
本發(fā)明所述的褐煤蠟改性物現(xiàn)可作為初始成分用于制備含水的褐煤蠟復(fù)合物，例如一種褐煤蠟分散液的形式。
在此采用公知的方法。采用常規(guī)用于傳統(tǒng)非改性的褐煤蠟體系的乳化劑和穩(wěn)定劑，以含有5至50質(zhì)量％褐煤蠟改性物和95至50質(zhì)量％的石蠟烴的復(fù)合物形式進(jìn)行分散。
下表記錄了與含有非改性褐煤蠟的乳液相比較，使用含有本發(fā)明褐煤蠟改性物的一種分散液而出現(xiàn)的令人驚訝的穩(wěn)定性。


此外，當(dāng)采用本發(fā)明的褐煤蠟改性物作為含水褐煤蠟復(fù)合物(分散液)中的作用成分時(shí)，對(duì)不同材料體系的疏水作用與沒(méi)有改性褐煤蠟的分散液的作用相比較有顯著的改善。
下表中作為應(yīng)用例，在將石膏存放于水中兩小時(shí)后以進(jìn)行疏水化作用的過(guò)程中說(shuō)明這種作用的區(qū)別。

權(quán)利要求
1.制備褐煤蠟改性物的方法，其特征在于，首先在100℃至140℃的溫度下熔融褐煤蠟，接著在攪拌的條件下添加3至30質(zhì)量％的妥爾樹脂或者基于妥爾樹脂的酯，接著在存在起氧化作用的無(wú)機(jī)酸的情況下并且在吹入空氣和在110℃至150℃的溫度攪拌的條件下，將不同的酸性基團(tuán)接入到所存在的蠟-樹脂混合物中，并且接著通過(guò)添加0.7至4.5質(zhì)量％的堿金屬氫氧化物而將其轉(zhuǎn)化為其對(duì)應(yīng)的鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備褐煤蠟改性物的方法，其特征在于，在120℃的溫度下熔融褐煤蠟，向熔體中添加15質(zhì)量％的妥爾樹脂或者妥爾樹脂基的酯，接入酸性基團(tuán)時(shí)的溫度為140℃并且最后添加2.4質(zhì)量％的堿金屬氫氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備褐煤蠟改性物的方法，其特征在于，通過(guò)使用0.5至4.0質(zhì)量％、優(yōu)選2.0質(zhì)量％的濃硫酸而在分子結(jié)構(gòu)中接入酸性基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備褐煤蠟改性物的方法，其特征在于，采用甘油酯作為妥爾樹脂。
5.褐煤蠟改性物，其特征在于，其是由對(duì)混有妥爾樹脂或者妥爾樹脂基的酯的褐煤蠟進(jìn)行有目的的化學(xué)反應(yīng)而得到的產(chǎn)品，其中，分子結(jié)構(gòu)中存在轉(zhuǎn)化為其鹽的酸性基團(tuán)。
6.褐煤蠟改性物的用途，將其用于制備有疏水特性的含水褐煤蠟復(fù)合物體系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的褐煤蠟改性物的用途，用于制備分散液形式的含水褐煤蠟復(fù)合物體系，其實(shí)質(zhì)上由5至50質(zhì)量％的褐煤蠟改性物、95至50質(zhì)量％的石蠟烴和公知的乳化劑和穩(wěn)定劑組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備褐煤蠟改性物的方法、褐煤蠟改性物和使用所述褐煤蠟改性物獲得的含水褐煤蠟復(fù)合物的應(yīng)用。褐煤蠟改性物的制備方法的特征在于，首先熔融褐煤蠟，接著在攪拌的條件下添加妥爾樹脂或者基于妥爾樹脂的酯。接著在存在起氧化作用的無(wú)機(jī)酸的情況下并且在吹入空氣和攪拌的條件下，將不同的酸性基團(tuán)接入到化學(xué)結(jié)構(gòu)中，并且接著通過(guò)添加堿金屬氫氧化物而將其轉(zhuǎn)化為其對(duì)應(yīng)的鹽。褐煤蠟改性物由混合有妥爾樹脂或由妥爾樹脂制成的酯的褐煤蠟制成，由此具有在分子結(jié)構(gòu)中的被轉(zhuǎn)化為其鹽的酸性基團(tuán)。本發(fā)明還涉及褐煤蠟改性物在用于制備有疏水特性的含水褐煤蠟復(fù)合物體系中的用途。
文檔編號(hào)C10G73/42GK101076568SQ200580039129
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者約爾格·亞伯拉罕, 尤塔·埃德?tīng)? 安德烈亞斯·米特 申請(qǐng)人:羅蒙塔股份有限公司