DE1176302B

DE1176302B - Verfahren zum Hydrophobieren von festen Materialien aller Art

Info

Publication number: DE1176302B
Application number: DEB40684A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudi Heyden; Dr Hans Wedell
Original assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Current assignee: Boehme Fettchemie GmbH
Priority date: 1956-05-14
Filing date: 1956-06-15
Publication date: 1964-08-20
Also published as: US2977249A; GB835797A; NL106507C; FR1174389A; DE1061478B; BE555393A; CH356353A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 09 d;

D 06 m

Deutsche Kl.: 22 g -10/01

Nummer: 1176 302

Aktenzeichen: B 40684IV c / 22 g

Anmeldetag: 15. Juni 1956

Auslegetag: 20. August 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hydrophobieren von festen Materialien aller Art, dadurch gekennzeichnet daß man diese Materialien mit Lösungen von Gemischen oder Umsetzungsprodukten aus Metallalkoholaten und zweibasischen sauren höhermolekularen organischen Abkömmlingen der Phosphorsäuren, insbesondere zweibasischen sauren Alkylphosphorsäureestern höhermolekularer organischer Hydroxylverbindungen, in organischen Lösungsmitteln behandelt, wobei die Lösungen gegebenenfalls noch geringe Mengen von komplexstabilisierenden Produkten enthalten können. Das Verfahren kann mit besonderem Vorteil auf Fasermaterialien, wie Textilfasern und deren Verarbeitungsprodukte, Pelze, Federn, Papier, Pappe, Zellstoff, Holz, Faserplatten u. dgl., angewendet werden. Ferner kann man damit auch andersartige Produkte behandeln, die nichtfaserige Struktur besitzen, um diese gegen den Einfluß von Wasser resistent zu machen.

Für die erfindungsgemäßen Imprägnierungsmittel kommen als Ausgangsstoffe vor allem Aluminiumalkoholate, wie z. B. Aluminiumisopropylat, -butylat, -octylat, -dodecylat, oder Alkoholate anderer, vorzuzugsweise niedermolekularer organischer Hydroxylverbindungen in Betracht, deren Alkylreste auch Substituenten, wie z. B. Halogen, enthalten können. An Stelle der Aluminiumalkoholate können auch Alkoholate anderer mehrwertiger Metalle, wie z. B. Magnesium-, Titan- oder Zirkonalkoholate, verwendet werden. In der Regel werden neutrale Alkoholate verwendet, es kommen aber auch solche in Betracht, die noch basische Gruppen enthalten bzw. auch Gemische verschiedener Alkoholate.

Als zweibasische saure Phosphorsäureester organischer Hydroxylverbindungen kommen vor allem entsprechende Monoalkylester mit Alkylresten von wenigstens 6 C-Atomen in Betracht wie beispielsweise Phosphorsäuremonooctylester, -monododecylester, -monooleylester, ferner -monoalkylphenolester (Alkylreste C₃ bis C₁₈), -mononaphthenylester, -monoabietylester u. dgl. Weiter sind auch solche Ester, deren Alkoholreste Substituenten enthalten oder durch Heteroatome oder Heteroatomgruppen unterbrochen sind, verwendbar. An Stelle der sauren Phosphorsäureester sind auch andere höhermolekulare organische Abkömmlinge von Phosphorsäuren verwendbar, wie z. B. entsprechende zweibasische saure Phosphorsäurealkylamide, Alkylphosphonsäuren. Alkylphosphinsäuren u. dgl.

Aus diesen beiden Komponenten werden in Gegenwart organischer Lösungsmittel wie Isopropanol, Trichloräthylen oder Toluol bzw. anderer nieder-Verfahren zum Hydrophobieren von festen
Materialien aller Art

Anmelder:

Böhme Fettchemie G. m. b. H.,

Düsseldorf, Henkelstr. 67

Als Erfinder benannt:

Dr. Rudi Heyden, Düsseldorf,

Dr. Hans Wedeil, Düsseldorf-Holthausen

molekularer Alkohole, aliphatischer Halogenkohlenwasserstoffe oder aromatischer Kohlenwasserstoffe Kondensationsprodukte gebildet. Die Bildung erfolgt in der Weise, daß man die Lösungen der Ausgangskomponenten zusammengibt und erforderlichenfalls kurze Zeit auf Temperaturen von etwa 30 bis 50° C erwärmt. Die Anwendung der Ausgangskomponenten erfolgt im Molverhältnis Alkoholat zu Phosphorsäureester wie 1 :0,5 bis 1,5, es sind aber auch andere Molverhältnisse verwendbar. Man kann an Stelle der Umsetzungsprodukte in geeigneten Fällen auch die Lösungen der Ausgangsstoffe verwenden. Weiterhin kann man nach Beendigung der Umsetzung die Lösungsmittel abdestillieren und den Rückstand in anderen geeigneten Medien lösen, die in der Technik gebräuchlich sind, wie z. B. in pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Ölen, Fetten, Wachsen oder Paraffinen, oder man setzt diese Stoffe den Hydrophobiermittellösungen nach Bedarf zu.

Den Lösungen kann man im Bedarfsfall noch geringe Mengen komplexstabilisierende Verbindungen zusetzen. Produkte dieser Art, die zumeist durch das Vorhandensein leicht austauschbarer Wasserstoffatome charakterisiert sind, sind z. B. Oxy carbonsäureester, Produkte mit reaktionsfähigen Methylengruppen, Oxyoxoverbindungen, Verbindungen, die zur Umlagerung in eine aci-Form befähigt sind, wie Acetylaceton, Acetessigester, ferner auch Oxime usw. Durch diese Zusätze erreicht man, daß die obigen Lösungen bzw. die Umsetzungsprodukte nicht vorzeitig durch Feuchtigkeitseinflüsse zersetzt werden, was auf den Oberflächen der Materialien zu unerwünschten Abscheidungen führen kann.

409 657/444

Das vorliegende Verfahren eignet sich für die Herstellung hydrophober Imprägnierungen auf Textilmaterialien in Form von Fasern, Flocken, Fäden, Strängen, Geweben, Gewirken aller Art aus natürlichen oder synthetischen Fasermaterialien, insbesondere Reyon, Zellwolle, Baumwolle, Leinen, Hanf, Jute, Seide, Wolle, ferner vollsynthetischen Fasern, wie Polyamid- und Polyesterfasern, Polyacrylester- und Polyacrylnitrilfasern, Polyvinylchloridfasern, Al-

dert und bei 100° C getrocknet. Die Stränge zeigen einen ausgezeichneten Abperleffekt, angenehmen weichen Griff und zusätzlich gute antistatische Eigenschaften.

2. Regenmantel aus Baumwollpopeline werden 5 Minuten in einer stehenden Tetrachlorkohlenstoffflotte behandelt, die lOg/1 Weichparaffin vom Schmelzpunkt 38 bis 40 C, 10 g/l des Kondensationsproduktes aus j Mol Aluminiumisopropylat und

hält. Anschließend wird auf eine Gewichtszunahme von 80°/» abgeschleudert und bei 60 bis 80° C getrocknet. Die imprägnierten Mantel besitzen nach dem Bügeln oder Dämpfen einen gefälligen Griff und geben gute Abperleffekte.

3. Zellwollnessel wird in einer Trichloräthylenlösung behandelt, die 10 g/l synthetisches Wachs vom Schmelzpunkt 45° C, 10 g/l des Kondensationspro-

ginatfasern, Glasfasern u. dgl. Neben diesen Mate- 10 0,7 Mol eines sauren Monoalkylphosphatgemisches rialien, deren Imprägnierung nach dem vorliegenden (Alkylreste C₁₈ bis Cj₈) sowie 1 g/l Acetylaceton ent-Verfahren technisch besonderes Interesse besitzt, ist
es auch möglich, andere Fasermaterialien, wie Papier,
Pappe, Zellstoff, Papierstoff, Holzschliff, Holz u. dgl.,
mit Vorteil wasserresistent zu machen.

Nichtfaserige Materialien erhalten durch die Behandlung nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren ebenfalls einen wertvollen Schutz gegen Wassereinflüsse. Hier kommt in erster Linie das Behandeln von

Oberflächen aller Art wie Kunststoffflächen, An- 20 duktes aus 1 Mol Aluminiumäthylat und 0,8 Mol des strichflächen, Metallflächen usw. in Betracht. Ferner sauren Monophosphorsäureesters eines technischen kann man nach dem Verfahren auch keramische Octylphenols enthält. Nach der Imprägnierung wird Materialien sowie Baustoffe imprägnieren. in üblicher Weise aufgearbeitet. Man erhält einen

Die Anwendung des Verfahrens erfolgt durch Zellwollnessel mit guten wasserabweisenden Eigen-Tränken, Aufstreichen oder insbesondere durch Auf- 25 schäften.

spritzen der erfmdungsgemäßen Lösungen, die etwa 4. Perloncharmeuseware wird in eine Tetrachlor-

0,5 bis 5 %, vorzugsweise 2 bis 3 %, der obigen Um- kohlenstoffflotte getaucht, die 20 g/l eines durch Setzungsprodukte oder deren Gemische enthalten. Je Kondensation von 1 MoI Aluminiumisopropylat und nach der Anwendungskonzentration und den ange- 2,5 Mol eines sauren Monoalkylphosphatgemisches wendeten Arbeitsbedingungen erreicht man verschie- 30 (Alkylreste C₈ bis C₁₈) hergestellten Produktes entdene Hydrophobierungseffekte, wie z. B. Abperl- hält. Nach der Behandlung wird auf 50% Gewichtseffekte, wasserabstoßende Wirkung, Wasserfestigkeit
oder Wasserundurchlässigkeit.

Die zu behandelnden Fasermaterialien werden zweckmäßig im trockenen Zustand imprägniert. Nach der Behandlung erfolgt zweckmäßig kurzes Erwärmen oder Erhitzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Feuchtigkeit, also z. B. mittels Wasserdampf, wodurch die wasserabstoßende Wirkung noch verbessert wird.

Die in den nachstehenden Beispielen verwendeten 40 niumisopropylat und einem sauren Phosphorsäure-Hydrophobierungsmittel werden in der Weise herge- monoalkylestergemisch enthält. Die Holzgegenstände stellt, daß man zunächst die Metallalkoholate in werden an der Luft getrocknet und zeigen ausgeeinem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Tri- zeichnete wasserabweisende Eigenschaften. Gegebechloräthylen oder Benzin, auflöst und in diese Lösung nenfalls kann man diese Imprägnierung mit anderen anschließend eine Lösung der höhermolekularen 45 üblichen Holzimprägnierungen, beispielsweise gegen sauren Phosphorsäurealkylester in dem gleichen oder Fäulnis, verbinden.

einem ähnlichen Lösungsmittel einrührt. Nach dem 6. Papier oder Pappe wird in Form von Bahnen

Zusammengeben der Lösungen wird zweckmäßig durch Aufspritzen oder Tränken mit einer Benzinkurze Zeit erwärmt, worauf die Imprägnierlösung lösung behandelt, die 5 g/l des gemäß Beispiel 1 vergebrauchsfertig ist und gegebenenfalls noch mit einem 50 wendeten Kondensationsproduktes enthält. Das Ma-Stabilisierungsmittel versetzt werden kann. Die An- terial wird in üblicher Weise getrocknet und besitzt wendung der Lösung erfolgt in der erzielten Konzen- dann wasserabweisende Eigenschaften, tration oder nach entsprechender Weiterverdünnung 7. Hutstumpen oder auch für technische Zwecke

mit organischen Lösungsmitteln. verwendete Filzsorten werden zur Wasserfestimprä-

Für die Herstellung der Umsetzungsprodukte aus 55 gnierung in eine Perchloräthylenflotte eingetaucht, Alkoholaten mehrwertiger Metalle und zweibasischen die 5 g/l Montanwachs, 5 g/l des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Aluminiumisopropylat und 1 Mol sauren Phosphorsäuremonooctadecylester enthält. Nach dem Abquetschen und Trocknen zeigt das im-60 prägnierte Filzmaterial gute Wasserabperleffekte.

8. Wollenes Manteltuch wird in einer Trichloräthylenlösung behandelt, die 10 g/l des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Titanisopropylat und 1,3 Mol des sauren Monoalkylphosphorsäureestergemisches

zunähme abgeschleudert und bei 80° C getrocknet. Die Ware zeigt einen weichen Griff, guten Abperleffekt und überdies antistatische Eigenschaften.

5. Holzgegenstände, wie z. B. Holzroste, Gerüstteile, Leitern u.dgl., werden zur Wasserfestimprägnierung mit einer Trichloräthylenlösung bestrichen, die 20 g/l Hartparaffin und 20 g des gemäß Beispiel 1 verwendeten Kondensationsproduktes aus Alumi-

höhermolekularen Phosphorsäurederivaten wird kein Patentschutz beansprucht.

Beispiele

1. Acetatreyon-Strangware wird in eine Benzinflotte getaucht, die 50 g/l Wachs vom Schmelzpunkt 45^c C, 2 g/l Acetylaceton und 50 g/l des Kondensationsproduktes aus Aluminiumisopropylat und einem sauren Monoalkylphosphorsäureestergemisch technischen Fettalkohole C₁₂ bis C₁₈ enthält.

Die Acetat-Strangware wird nach der Behandlung bis auf eine Gewichtszunahme von 25°/o abgeschleu-

der 65 technischer Fettalkohole C₁., bis C₁₈ sowie 10 g/l Hartparaffin vom Schmelzpunkt 50° C enthält. Nach dem üblichen Abquetschen und Trocknen an der Luft zeigt das Gewebe hervorragende wasserabwei-

sende Eigenschaften und einen angenehmen weichen Griff. Den gleichen Effekt erhält man, wenn man unter gleichen Mengenverhältnissen ein Kondensationsprodukt aus 1 Mol Zirkonisopropylat und 0,9MoI eines sauren Alkylphosphatgemisches (Alkylreste C₁₂ bis C₁₈) verwendet.

Man hat bereits Fasergut wasserabstoßend ausgerüstet durch behandeln mit Reaktionsprodukten aus Alkoholaten des Aluminiums, Titans oder Zirkons und höhermolekularen Carbon- bzw. Sulfinsäuren, gegebenenfalls unter Mitverwendung höhermolekularer hydrophober Stoffe sowie komplexbildender Verbindungen. Gegenüber diesen Vorschlägen zeichnen sich die beanspruchten Verbindungen durch einen zusätzlichen antielektrostatischen Effekt aus, der insbesondere für die Imprägnierung synthetischer Textilmaterialien von Bedeutung ist.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Hydrophobieren von Textilgut bekannt, das durch die Verwendung von gemischten Aluminiumsalzen solcher organischer Säuren, deren Siedepunkt unter etwa 200° C liegt, und schwerflüchtiger höhermolekularer organischer Stoffe saurer Natur, welche mit Aluminium Salze bilden, gegebenenfalls unter Mitverwendung hydrophober höhermolekularer organischer Stoffe, und eine anschließende Wärmebehandlung gekennzeichnet ist. Dieses Verfahren hat den schwerwiegenden Nachteil, daß die niedrigsiedenden organischen Säuren bei der nachfolgenden Wärmebehandlung, z. B. beim Trocknen oder Bügeln des ausgerüsteten Gewebes abgespalten werden können, was zu Faserschädigungen oder zu Korrosionserscheinungen an den Apparaturen führt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hydrophobieren von festen Materialien aller Art mittels Alkoholaten bzw. deren Umsetzungsprodukten mit zur Reaktion befähigten organischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialien mit Lösungen von Gemischen oder von Kondensationsprodukten aus Alkoholaten mehrwertiger Metalle, insbesondere des Aluminiums und zweibasischen sauren, höhermolekularen organischen Abkömmlingen der Phosphorsäure, insbesondere zweibasischen sauren Phosphorsäureestern höhermolekularer organischer Hydroxylverbindungen in organischen Lösungsmitteln behandelt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialien mit Lösungen behandelt, denen organische komplexstabilisierende Verbindungen zugesetzt sind.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialien mit Lösungen behandelt, denen Öle, Fette, Wachse oder Paraffine zugesetzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 836 981;

deutsche Auslegeschriften F 8783 IVc/8 k (bekanntgemacht am 1.12. 1955), F 9447 IVc/8 k (bekanntgemacht am 30. 5. 1956), F 10490 IVc/8k (bekanntgemacht am 29. 2. 1956), F 11879 IVc/8k (bekanntgemacht am 5. 1. 1956);

Fette und Seifen, 1953, S. 431 bis 434.