DE1105378B

DE1105378B - Netzmittel fuer Elektrolytloesungen

Info

Publication number: DE1105378B
Application number: DEB43755A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolf-Dieter Willmund; Dr Ernst Goette
Original assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Current assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Priority date: 1957-03-02
Filing date: 1957-03-02
Publication date: 1961-04-27

Description

Netzmittel für Elektrolytlösungen Konzentrierten Elektrolytlösungen, insbesondere den sogenannten Laugierflotten mit einem Ätznatrongehalt von 6 bis 8 °/o sowie den Mercerisierflotten mit einem Ätznatrongehalt von 20 bis 24 °/o, ferner Salzlösungen, wie sie zur Feuerschutzimprägnierung von Textilien, Holz u. dgl. und zur Beschwerung von Textilien verwendet werden, erhalten in der Technik Netzmittelzusätze, um einerseits eine schnellere Durchnetzung des Behandlungsgutes zu ermöglichen und andererseits die Löslichkeit der Elektrolyten zu fördern. Die Zahl der Netzmittel, welche für derartige Elektrolytlösungen in den verschiedensten Konzentrationsbereichen gleich gut geeignet sind, ist verhältnismäßig gering.
Es sind bereits stickstoffhaltige Sulfonsäurederivate, die einen über eine Carbonamidgruppe gebundenen höhermolekularen Rest besitzen, als Reinigungs- und Dispergiermittel bekanntgeworden. Für den gleichen Verwendungszweck wurden auch höhermolekulare Aminoalkansulfonsäuren mit sekundären oder tertiären Aminogruppen vorgeschlagen. Einige der genannten Verbindungen können in schwach sauren oder alkalischen wäßrigen Lösungen Verwendung finden, sie eignen sich jedoch nicht als Netzmittel in konzentrierten Elektrolytlösungen.
Es wurde nun gefunden, daß am Stickstoff höhermolekular substituierte, organische Aminosulfonsäuren der allgemeinen Formel oder deren wasserlösliche Salze als Netzmittel für Elektrolytlösungen, insbesondere für Salzlösungen, mit besonderem Vorteil Verwendung finden können. In der angegebenen Formel bedeutet R1 einen höhenmolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, R2 einen gegebenenfalls Äthergruppen enthaltenden, hydroxylsubstituierten, aliphatischen Rest und R3 einen zweiwertigen niedermolekularen Kohlenwasserstoffrest, wobei sowohl der Rest R1 als auch der Rest R3 bekannte Substituenten, wie z. B. Hydroxylgruppen, tragen können, und X bedeutet ein Wasserstoffatom oder eine wasserlösliche Salze bildende anorganische oder organische Base, wie z. B. Alkali, Ammoniak, acyclische oder cyclische, primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, insbesondere Alkylamine oder Oxyalkylamine usw.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Netzmittel kann in einfacher üblicher Weise erfolgen, indem man primäre, einen höhenmolekularen lipophilen Rest von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen enthaltende Amine oder deren Gemische durch Umsetzung mit Halogenalkansulfonsäuren oder deren Salzen oder durch Umsetzung mit cyclischen Anhydriden von Oxyalkansulfonsäuren (Sultonen) in die entsprechenden, am Stickstoff substituierten Aminoalkansulfonsäuren überführt und diese anschließend mit Mitteln behandelt, welche die Einführung oxygruppenhaltiger Kohlenwasserstoffreste am Stickstoffatom gestatten. Man kann aber zur Herstellung derartiger Produkte auch in der Weise arbeiten, daß man von organischen Aminosulfonsäuren, z. B. von 2-Aminoäthansulfonsäure bzw. deren Salzen, ausgeht und die höhenmolekularen, lipophilen Reste bzw. die Oxygruppen enthaltenden Alkylreste am Stickstoff in üblicher Weise nacheinander einführt.
Als primäre Amine kommen für den Aufbau dieser Produkte in erster Linie aliphatische Amine, wie Hexylamin, Octylamin, Decylamin und Dodecylamin, ferner auch Amingemische, wie z. B. ein einer niedrigen Fraktion der Kokosölfettsäuren entsprechendes Amingemisch mit einer Kohlenwasserstoffkettenlänge von C6 bis C12, und auch verzweigtkettige Amine in Betracht.
Die Umsetzung dieser Produkte kann mit Halogenalkansulfonsäuren oder deren Salzen erfolgen, wie z. B. mit Brommethansulfonsäure, 2-Bromäthansulfonsäure-1, 3-Brompropansulfonsäure-1 oder mit den entsprechenden Chloralkansulfonsäuren, sowie mit entsprechenden Substitutionsprodukten dieser Sulfonsäuren, wie z. B. 3-Chlor-2-oxypropansulfonsäure-1, 4-Brom-3-oxybutansulfonsäure-1 usw. Weiterhin kann man die Alkansulfonsäurereste auch mittels Sultonen, wie z. B. 1,3-Propansulton, 1,4-Butansulton, technischen Gemischen von 1,3- und 1,4-Butansultonen u. dgl., einführen.
Als Mittel zur Einführung von Oxygruppen enthaltenden Alkylresten, die auch Äthergruppen enthalten können, kommen vor allem Alkylenoxyde, wie Äthylenoxyd und Propylenoxyd, in Betracht, ferner Glykolchlorhydrin, Diglykolchlorhydrin, Epichlorhydrin, Glycid u. dgl. Die erfindungsgemäß verwendeten substituierten Aminosulfonsäuren zeichnen sich gegenüber bekannten Netzmitteln für stark alkalische Bäder durch ihre besonders große Anwendungsbreite aus. Sie sind gleichermaßen gut für Laugierflotten mit einem Ätznatrongehalt von 6 bis 8°/0, für Bäder zur Herstellung von Alkalizellulose mit einem Ätznatrongehalt um 180/, sowie für Mercerisierlösungen mit einem Gehalt von 20 bis 240/, Na O H geeignet und werden auch in hochkonzentrierten Laugen und bei längerem Stehen nicht zersetzt oder unwirksam.
Als Salzlösungen, für welche man die organischen Aminosulfonsäuren bzw. deren Salze mit Vorteil als Netzmittel verwenden kann, sind wäßrige Lösungen von Silicaten, Phosphaten, Soda zu nennen, wie sie eventuell unter Zusatz von freiem Alkali für die Metall- und Glasreinigung gebraucht werden. Diese Salze werden im allgemeinen bei einer Konzentration von 5 bis 20 g/1 angewendet. Ferner kommen in Betracht Bittersalzappreturen, die im allgemeinen 150 bis 400 g/1 Bittersalz in wäßriger Lösung enthalten und in der Textilindustrie verwendet werden. Endlich sind noch von besonderem Interesse Flammschutzsalzlösungen, die vorzugsweise zum Tränken von Holz und Textilmaterial dienen und gesättigte wäßrige Lösungen von Alkali-, Magnesium-, Aluminiumsulfaten, Alkalichloriden, -phosphaten, -boraten, -silicaten, -wolframaten, -carbonaten, -acetaten, -formiaten, -tartraten usw. darstellen. Die Konzentration dieser Salze in der gesättigten Gebrauchslösung schwankt in weiten Grenzen von etwa 80 bis 700 g/1. Außer den vorerwähnten Lösungen kann man auch beliebige andere Elektrolytlösungen mit den erfindungsgemäßen Netzmitteln versetzen, um damit deren Netzvermögen zu erhöhen.
In allen Fällen bewirken die gekennzeichneten substituierten Aminosulfonsäuren bzw. deren Salze eine wesentliche Beschleunigung bei der Benetzung oder Durchdringung des Behandlungsgutes. Sie gelangen je nach Konzentration der Alkali- bzw. Salzlösungen und je nach der erstrebten Netzwirkung in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Elektrolytlösung, zur Anwendung. Sie lösen sich klar und ohne ausgesalzen zu «erden selbst in gesättigten Elektrolytlösungen und können wegen ihrer Beständigkeit mit den Lösungen ohne Schwierigkeiten aufbewahrt und wiederholt verwendet werden. Die Behandlungsdauer wird beträchtlich verkürzt, daneben eine gleichmäßige Einwirkung des Bades erzielt.
Die Netzkraft der erfindungsgemäß verwendeten Aminosulfonsäuren ist in den Elektrolytlösungen erheblich und wirkt sich über eine beachtliche Konzentrationsbreite aus, so daß sie im allgemeinen allein verwendet werden. Sie sind jedoch auch mit anderen üblichen Netzmitteln in Lösung verträglich, so daß ihrer kombinierten Anwendung nichts im Wege steht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, für bestimmte Anwendungsgebiete den Lösungen zusätzlich niedermolekulare Alkohole, wie n-Butylalkohol, in Mengen von etwa 2 bis 7 °/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, zuzufügen. Durch derartige Zusätze wird erreicht, daß insbesondere bei lUercerisierlaugen die Netzgeschwindigkeit weiterhin erhöht wird. Beispiele 1. Ein Zusatz von 1 g(1 N-Decvl-N-ß-oxyäthyl-aminoäthansulfonsäure zu einer Natronlauge des spezifischen Gewichts 1,060 bis 1,067 ist vorteilhaft bei Verwendung dieser Lauge zur Behandlung von Viskosematerial vor dem Färben, um die Farbstoffaufnahme gleichmäßiger zu gestalten. Diese Arbeitsweise hat besonderes Interesse bei Verarbeitung verschiedener Partien. 2. Ein Zusatz von 1 g/1 der Verbindung N-Octyl-N-ßoxyäthyl-l-amino-2-oxypropansulfonsäure-3 zu einer Mercerisierlauge, die 22 % Ätznatron enthält, erbringt eine erhebliche Steigerung der Schrumpfungsgeschwindigkeit von Makogarn, wodurch ein kontinuierliches Arbeiten ermöglicht wird und beim Strecken ein guter Glanzeffekt erzielbar ist. Ohne Zusatz dieses Hilfsmittels wird der Endwert der Schrumpfung erst nach 17 Minuten, mit Zusatz des Mittels bereits nach 60 Sekunden erreicht.
3. Zu einer Mischung von 40 °/o sekundärem Ammoniumphosphat und 60 °/o Ammoniumsulfat gibt man als Netzmittel 10/, N-Hexyl-N-ß-oxyäthyl-l-amino-2-oxvpropansulfonsäure-3. Für Flammschutzzwecke verwendet man eine etwa 331/3 °/oige Lösung des Gemisches in Wasser. Der Zusatz des obigen Netzmittels bewirkt eine erhebliche Steigerung der Eindringtiefe der Salzlösung in das zu schützende Holz und damit eine Erhöhung der Schutzwirkung. Das Netzmittel wird durch die gesättigten Elektrolytlösungen nicht ausgesalzen, so daß beim Stehen jede Abscheidung der gebrauchsfähigen Lösung verhindert wird. Dem mit dem Netzmittel versetzten Gemisch können die üblichen Konservierungsmittel und Farbstoffe beigegeben werden.
4. Man stellt eine Mischung her aus 97,5 Il/, Ammoniumchlorid und 2,5 °/o N-Octyl-N-ß-oxyäthoxyäthyl-l-amino-2-oxypropansulfonsäure-3. Diese Mischung wird als Flammschutzsalz in 25 °/oiger wäßriger Lösung gebraucht und besitzt ein ausgezeichnetes Eindringungsv ermögen. Der Zusatz des Netzmittels bewirkt, daß die bei Ammoniumchlorid häufig auftretende starke Metallkorrosion vollständig aufgehoben wird, so daß die Lösung auch in Berührung mit Metall ohne jede Beschränkung verwendbar ist. Ein konservierender Zusatz erübrigt sich bei der vorstehend beschriebenen Mischung, da Ammoniumchlorid selbst konservierend wirkt.
5. Eine Mischung aus 780/, krist. sekundärem Ammoniumphosphat, 200/, Borsäure und 20/, N-Hexyl-N-ß-oxyäthyl-l-amino-2-oxypropansulfonsäure-3 ergibt ein Flammschutzsalz von guter Eindringungsfähigkeit, das in etwa 331/3 °/oiger Lösung angewendet werden kann.
6. Zu einer wäßrigenBittersalzappreturflotte, die 300g!1 Bittersalz enthält, setzt man zur Erhöhung ihrer Eindringungsfähigkeit in das Textilgut 6 g/1 N-Octyl-N-ßoxyäthyl-2-oxypropansulfonsäure-1. Durch diesen Zusatz ist es möglich, die Warendurchgangsgeschwindigkeit durch die Appreturflotte zu erhöhen. Die üblichen Bittersalzappreturöle, die der Griffverbesserung dienen, können gleichzeitig mitverwendet werden.
7. 95 °/o Natriummetasilicat (mit 9 Mol Kristallwasser) und 5 % N-Decyl N-ß-oxyäthyl-l-amino-2-oxypropansulfonsäure-3 werden miteinander gemischt. Man erhält ein schnell wirkendes Metallreinigungsmittel von hoher Netzkraft, das zweckmäßig in etwa 1 %iger wäßriger Lösung angewendet wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verwendung von am Stickstoff höhermolekular substituierten Aminoalkansulfonsäuren oder deren wasserlöslichen Salzen der allgemeinen Formel in welcher R1 einen höhermolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest von 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, R2 einen gegebenenfalls Äthergruppen enthaltenden, hydroxylsubstituierten, aliphatischen Rest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen und R3 einen zweiwertigen niedermolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, der ebenso wie R1 bekannte Substituenten tragen kann, sowie X ein Wasserstoffatom oder eine wasserlösliche Salze bildende anorganische oder organische Base bedeutet, als Netzmittel für Elektrolytlösungen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 692 925; USA.-Patentschrift Nr. 1944 300; Chwala, Textilhilfsmittel, 1939, S. 174 bis 176.