DE1122489B

DE1122489B - Weichmachungsmittel fuer Textilmaterialien

Info

Publication number: DE1122489B
Application number: DEC18188A
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Matter; Dr Otto Albrecht; Dr Armin Hiestand
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1957-01-14
Filing date: 1958-01-07
Publication date: 1962-01-25
Also published as: CH353347A; GB874032A; US2984587A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von diquaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel

R₄'-N

C -

Re' N

R₃

O
R₈

C —
N

ΘΘ

2[Χ^Θ] (I)

\ /^Ra

R₄ N_r R₁ R»

worin R₁ und R₁' je einen höhermolekularen alipha- ao tischen Kohlenwasserstoffrest, insbeondere einen Alkylrest mit 10 bis 18 C-Atomen, R₂, R₂', R₃ und R₃' gleiche oder verschiedene aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Reste bedeuten, wobei R₂ und R₃ bzw. R₂' und R₃' zusammen auch einen zweiwertigen aliphatischen Rest bilden können, R₄ und R₄' für einen Alkylenrest, R₅ für einen zweiwertigen aliphatischen oder aromatischen Rest steht, R₆ und R₆' ein Wasserstoffatom oder einen niedermolekularen aliphatischen Rest und X ein Anion bedeutet, als Weichmachungsmittel für Textilmaterialien aus natürlichen oder synthetischen Fasern oder aus Mischungen von beiden.

Als Reste R₂, R₂', R₃ und R₃' kommen insbesondere niedermolekulare Alkyl- und Oxyalkylgruppen, ferner höhermolekulare aliphatische Kohlenwasserstoffreste, wie Alkylreste mit 10 bis 18 C-Atomen, in Frage.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung von Verbindungen der allgemeinen symmetrischen Formel Weichmachungsmittel für Textilmaterialien

Anmelder:
CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Splanemann, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 10

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 14. Januar (Nr. 41 597)

und 17. April 1957 (Nr. 45 134)

Dr. Erich Matter, Riehen,

Dr. Otto Albrecht, Neue-Welt,

und Dr. Armin Hiestand, Binningen (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

d. h. für einen höhermolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest stehen, werden erfindungsgemäß bevorzugt als Weichmacher für cellulosehaltiges oder synthetisches Textilfasermaterial, wie Baumwolle, regenerierte Cellulose, Acetatseide, Nylon, Polyethylenterephthalat und insbesondere Polyacrylnitril verwendet.

Besonders geeignet als Weichmacher sind Verbindungen der Formel

R₂

©Θ

(H)

(CH₂),

— C — (CH₂)„—N~ R₁
R₃

NH-C-(CH₂)^-N;

i
O

R₂

R₃

2[Χ^Θ]

worin R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und X die oben angegebene Bedeutung haben.

Verbindungen der oben angeführten Formeln (I) und (II), worin R₂ bzw. R₂' und gegebenenfalls R₃ bzw. R₃' die gleiche Bedeutung haben wie R₁ bzw. R₁', (III)

worin R₁ und R₂ einen geradkettigen Alkylrest mit 10 bis 18 C-Atomen, R₃ einen aliphatischen Rest mit 1 bis 4 C-Atomen, m und η kleine ganze Zahlen bedeuten.

109 787/377

Unter diesen Verbindungen sind diejenigen bevorzugt, bei denen in der Formel (III) m für eine ganze Zahl im Werte von 1 bis 3, insbesondere 1, und « für 1 stehen.

Die Verbindungen können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden. Man kann derart 2 Mol einer Verbindung der Formel

mit 1 Mol einer Verbindung der Formel
X η ς, j^ji η

⁴ π ⁵

J'

(1)

quaternieren, wobei X einen zur Bildung eines Anions befähigten Substituenten, vorzugsweise ein Halogenatom, bedeutet.

Als tertiäre Amine der Formel (1) kommen beispielsweise Dimethyllaurylamin, Dimethylpalmitylamin, Dimethylstearylamin, Diäthyllaurylamin, Dipropyllaurylamin, Dibutyllaurylamin, Dioxyäthyllaurylamin, N: N-Dimethyl-p-dodecylanilin, Dilaurylmethylamin, Dipalmitylmethylamin, Distearylmethylamin, in Frage.

Das Diamid der Formel (2) kann seinerseits durch Kondensation von 1 Mol eines diprimären Di- oder Polyamins der Formel

ti« ΓΝ — !Ve — INrIg

mit 2 Mol einer Halogenfettsäure bzw. deren funktionellen Derivaten, wie Chloressigsäure oder Chloressigsäuremethylester, hergestellt werden.
Diamide der Formel (2), worin R₅ einen Rest

CH-

R₇

bedeutet (R₇ = H, — CH₃ oder — C₆H₅), sind zugänglich durch Kondensation von 2 Mol des N-Methylolamids der Formel

X-R₄-C-NHCH₂OH

Ferner kann man 2 Mol einer Verbindung der Formel

oder durch katalytische Umsetzung von Aldehyden, wie Formaldehyd, Acetaldehyd oder Benzaldehyd, mit Acrylnitril (oder dessen Homologen), Chlorwasserstoff und Wasserdampf in der Gasphase.
Man kann ferner 2 Mol einer Verbindung der Formel ^R\

R₁ N-R₄-COOH

r/

bzw. deren funktioneile Derivate, wie Säureanhydride, Säureester oder Säurehalogenide, mit 1 Mol eines ίο diprimären Di- oder Polyamins der Formel

H₂N-R₅-NH₂
kondensieren.

Die monoquaternären Ammoniumverbindungen der Formel (4) können ihrerseits durch Quaternierung eines tertiären Amins der Formel

R
R₃

mit einer Halogenfettsäure bzw. deren funktionellen Derivaten, wie Chloressigsäure oder Chloressigsäuremethylester, hergestellt werden.

Als diprimäre Di- oder Polyamine kommen beispielsweise Propylendiamin, Hexamethylendiamin, Diäthylentriamin, N-Di-(2-Aminoäthyl)-N-methylamin, 1,4-Phenylendiamin und insbesondere Äthylendiamin in Frage.

Es ist ferner auch möglich, 2 Mol eines tertiären Amins der Formel

^N-R₄-COOH

bzw. eines funktionellen Derivates dieser Carbonsäure mit den diprimären Di- oder Polyaminen zu kondensieren und die erhaltenen ditertiären Amine mit 2 Mol eines Quaternierungsmittels der Formel R₁X zu behandeln. Als solche Quaternierungsmittel kommen beispielsweise Laurylbromid oder Stearylbromid in

Verwendet man an Stelle eines Amins der Formel (5) ein solches der Formel

/^N—R₄-COOH

R₂.

Ri

nh

bzw. deren funktioneller Derivate, so verwendet man als Quaternierungsmittel ein solches der Formel R₃X.

Als solche kommen beispielsweise Dimethylsulfat, (3) 55 Äthylbromid, Äthyljodid und Benzylchlorid in Frage.

Man kann ferner 2 Mol eines Diamins der Formel

mit einer Verbindung der Formel
HaI-R₄-C-NH-R₅-NH

Il ο

-C-R₄-HaI Il (2a)

N-R₄-NH₂

60 mit 1 Mol einer Dicarbonsäure der Formel
— K₅ —

unter Abspaltung von Halogenwasserstoff kondensieren und das erhaltene Kondensationsprodukt sodann

mit einem Quaternierungsmittel der Formel R₃ — X 65 bzw. deren funktioneller Derivate, wie Säureanhydri-

behandeln. Als solche Quaternierungsmittel kommen beispielsweise Dimethylsulfat oder Methyljodid in Frage.

de, Säureester oder Säurehalogenide, kondensieren und die erhaltenen ditertiären Amine mit 2 Mol eines Quaternierungsmittels der Formel R₁X behandeln.

Als Diamin der Formel (7) kommen beispielsweise N : N-Dimethyläthylendiamin, N : N-Dimethylpropy- lendiamin und N : Diäthyläthylendiamin in Frage.

Als Dicarbonsäure kommen Malonsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Butadien-1,4-dicarbonsäure, Terephthalsäure, 1,4-Naphthalindicarbonsäure und insbesondere Bernsteinsäure bzw. deren Ester oder Säurehalogenide in Frage.

Verwendet man an Stelle eines Diamins der Formel (6) ein so ches der Formel

R₁

N-R₄-NH₂

(8)

so verwendet man als Quaternierungsmittel ein solches der Formel R₃X.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

CH₁

Beispiel 1

Polyacrylnitrilgarn wird bei 30° während einer halben Stunde bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 mit einer Lösung behandelt, die, bezogen auf das Fasermaterial, 0,08 °/o des weiter unten beschriebenen Produktes enthält. Das so behandelte Garn besitzt einen sehr weichen Griff, der durch eine Wäsche mit einem synthetischen Waschmittel bei 40° nur wenig beeinträchtigt wird.

ίο Das in diesem Beispiel verwendete Produkt kann wie folgt hergestellt werden:

43 g Dimethyllaurylamin werden mit 21,2 g einer Verbindung, welche durch Kondensation im Molekularverhältnis 2 : 1 von Chloressigsäuremethylester mit Äthylendiamin erhalten wurde, während 5 Stunden bei 100° gerührt.

Man erhält eine helle Paste, welche mit 400 ecm wasserfreiem Äther verrührt wird. Nach dem Absaugen in der Kälte liegt die Verbindung als farblose, wachsartige Masse vor. Das Produkt, welches der Formel

CH,

C₁₂H₉,-N-CH₉CONHCH₂CH₂NHCOCh₂-N-C₁₂H

12^rl25

35

CH₃

entspricht, ist klar wasserlöslich und gegen Natriumcarbonat stabil.

Die Quaternierungsreaktion kann auch in wäßriger Lösung durchgeführt werden. Das Gemisch bleibt auf diese Weise besser rührbar.

Beispiel 2

Man verfährt nach den Angaben des Beispiels 1, ver wendet aber eine Polyamidfaser, z. B. Nylongarn. Das so behandelte Textilmaterial besitzt einen sehr weichen Griff.

In gleicher Weise kann auch Baumwollgarn behandelt werden.

Beispiel 3

Polyestergarn (aus Terephthalsäure und Glykol) wird bei 30° während einer halben Stunde bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 mit einer Lösung behandelt, die, bezogen auf das Fasermaterial, 0,4 % des weiter unten beschriebenen quaternären Salzes enthält. Das so behandelte Fasermaterial ist wesentlich weicher CH₃

2CF

Das in diesem Beispiel verwendete Produkt kann wie folgt hergestellt werden:

Eine Mischung aus 30 g des handelsüblichen tertiären Amins der Formel

N-CH,

worin R dem von hydrierter Talgfettsäure abgeleiteten Alkylrest entspricht, und 5,3 g N,N'-Methylen-bis-(chloracetamid) der Formel

Ci-CH₂-C:

¹NH-CH₈-NH

;c —CH₂-ei

als das unbehandelte.

wird während 6 Stunden in einem siedenden Wasserbad verrührt, wobei man Stickstoff durch die Apparatur leitet. Das so erhaltene diquaternäre Ammonium-

^R
R

CH_a

salz der Formel

■ c ^ / c — c H₂- ν ;

NH CH₂ NH R

2 Cl⁰

bildet eine wachsartige Masse, welche mit heißem Wasser eine opale Lösung liefert.

Beispiel 4

Viskosegarn wird bei 30° während einer halben Stunde bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 mit einer Lösung behandelt, die, bezogen auf das Fasermaterial, 0,3 % des weiter unten beschriebenen Produktes enthält. Das so behandelte Garn besitzt einen schönen weichen Griff.

Das in diesem Beispiel verwendete Produkt kann wie folgt hergestellt werden:
88 g (0,2 Mol) eines Dialkylamins der Formel

NH

worin R dem von Kokosfettsäure abgeleiteten Alkylrest entspricht (Molgewicht 436), werden mit 21,3 (0,1 Mol) einer Verbindung, welche durch Konden-

sation yon 2 Mol Chloressigsäuremethylester mit Mol Äthylendiamin erhalten wurde, in Gegenwart von 200 cm³ Äthanol während 8 Stunden am Rückfluß gekocht. Nach dieser Zeit ist eine Probe mit Wasser verteilbar. Hierauf werden 8 g (0,2 Mol) Ätznatronpulver zugefügt und die alkoholische Lösung im Vakuum eingeengt und im guten Wasserstrahlvakuum unter Durchleiten von Stickstoffgas gänzlich vom Alkohol befreit. Nun fügt man zu der 60° warmen Schmelze 25,2 g (0,2 Mol) neutrales Dimethylsulfat hinzu. Man erhält ein wachsartiges Umsetzungsprodukt der Formel

O O_x

: N — CH₂-C — NH — CH₂ — CH₂-NH — C — CH₂ — N :

CH₉

CH₃

Θ©

-2CH₃OSO₃ ⁰

das in heißem Wasser dispergierbar ist. Mit der etwa Trocknen wird das Material während 10 Minuten bei

5fachen Menge Alkohol angerieben, ist das Produkt 15 140° gehärtet. Durch den Zusatz des Produktes nach

in Wasser kolloidal löslich. Beispiel 3 wird die Weichheit des Textilmaterials deut-

_ . . , , lieh verbessert.
Beispiel 5

Zellwollgewebe wird in üblicher Weise mit einer Flotte foulardiert, die je Liter 150 g Dimethylolharnstoff, 4 g Ammoniumchlorid und 0,5 g des im Beispiel 3 beschriebenen Produktes enthält. Nach dem

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verwendung von diquaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel

R ' _ ν —

O =

C —

R«

R₃' :r₅

R₄-N^-R₁ R₃

2[X^e] (I)

worin R₁ und R₁' je einen höhermolekularen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, insbesondere einen Alkylrest mit 10 bis 18 C-Atomen, R₂, R₂', R₃ und R₃' gleiche oder verschiedene aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Reste bedeuten, wobei R₂ und R₃ bzw. R₂' und R₃' zusammen auch einen zweiwertigen aliphatischen Rest bilden können, R₄ und R₄' für einen Alkylenrest, R₅ für einen zweiwertigen aliphatischen oder aromatischen Rest steht, R₆ und R₆' ein Wasserstoffatom oder einen niedermolekularen alipha-

50 tischen Rest und X ein Anion bedeutet, als Weichmachungsmittel für Textilmaterialien.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der in Anspruch 1 gegebenen Formel verwendet, in welcher die Reste R₂ und R₂' höhermolekulare aliphatische Kohlenwasserstoffreste, insbesondere einen Alkylrest mit 10 bis 18 C-Atomen, bedeuten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 842 068;
britische Patentschrift Nr. 465 166.