DE1178819B - Verfahren zum Hydrophobieren von Textilien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: D 06 m

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche KJ.: 8 k-3

W25987IVc/8k
13. März 1954
1. Oktober 1964

Es ist bekannt, zum Wasserabstoßendmachen von Textilien Organopolysiloxane mit öligen oder harzartigen Eigenschaften zu verwenden. Mit Organopolysiloxanölen lassen sich zwar Textilien hydrophobieren, jedoch kann das damit behandelte Gut keiner Chemischreinigung unterworfen werden, da hierbei die Hydrophobierungswirkung verlorengeht. Mit harzartigen Organopolysiloxanen imprägnierte Textilien zeigen den Mangel, daß das Gewebe zu sehr versteift wird und der weiche, gute Griff des Textilmaterials verlorengeht. Zudem ist für eine gegen Naß- und Chemischreinigung beständige Imprägnierung eine Aushärtung der Harze bei verhältnismäßig hohen Temperaturen erforderlich, welche die Gewebe stark angreifen. Beide Verbindungstypen sind daher für die Imprägnierung von Textilien gänzlich ungeeignet.

Als einziges Imprägnierungsmittel auf der Grundlage von Organopolysiloxanen hat sich bisher ein solches als gut brauchbar erwiesen, das sich der Organowasserstoffpolysiloxane bedient, d. h. solcher Siloxane, die neben den Organoresten, wie insbesondere Methyl, noch Wasserstoff am Silicium gebunden enthalten. Jedoch müssen auch die mit solchen SiI-oxanen imprägnierten Gewebe zur Fixierung der Hydrophobierung nachträglich erhitzt werden, zwar nicht so hoch wie die Organopolysiloxanharze, aber bei kurzzeitiger Ausheizung immerhin noch auf Temperaturen bis zu 15O⁰C, was für manche Fasern schon eine unerwünscht hohe Belastung darstellt. Nachteilig ist weiter, daß die Organowasserstoffpolysiloxane viel weniger beständig sind als die keinen Wasserstoff am Silicium aufweisenden Organopolysiloxane und bei Lagerung unter ungünstigen Bedingungen gern Wasserstoff abspalten, was eine Reihe von Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung dieser Verbindungen nötig macht. Zudem fallen die Ausgangsprodukte für die Organowasserstoffpolysiloxane, nämlich die Organowasserstoffchlorsilane, bei der heute üblichen Synthese von Organochlorsilanen nach dem »Direktverfahren« nur in verhältnismäßig geringer Menge als Nebenprodukte an. Bei steigendem Bedarf an Organowasserstoffpolysiloxanen müssen daher die Vorprodukte nach besonderen Verfahren extra hergestellt werden.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß in organischen Lösungsmitteln gelöste Gemische von Organopolysiloxanölen und Organopolysiloxanharzen ausgezeichnete Imprägnierungsmittel für Textilien aus Natur- und Kunstfasern darstellen, wenn man den Siloxangemischen organische Zirkonverbindungen, vorzugsweise Zirkonalkoholate bzw. komplexe Zir-

Verfahren zum Hydrophobieren von Textilien

Anmelder:

Wacker-Chemie G. m. b. H.,
München 22, Prinzregentenstr. 22

Als Erfinder benannt:

Dr. Siegfried Nitzsche,

Dr. Ewald Pirson, Burghausen (Obb.)

konenolate oder Umsetzungsprodukte der Zirkonalkoholate mit Enolen, zusetzt.

Die in dem neuen Hydrophobierverfahren verwendeten Organpolysiloxanöle sind bekannte Verbindungen der Formel

R_nSiO₄ -„

mit Struktureinheiten aus der Gruppe der R₂SiO- und R₃SiO_0>5-Einheiten, gegebenenfalls auch mit geringen Mengen an RSiO_1>6- und SiO₂-Einheiten, wobei η etwa 1,8 bis 2,5 ist. R bedeutet beliebige Kohlenwasserstoffreste, insbesondere Alkyl- und Arylreste, vor allem Methyl-, Äthyl- und Phenylreste, die gegebenenfalls auch substituiert sein können, z. B.

durch Halogen. Ein Teil der R-Reste kann durch Alkoxy-, Aryloxy- oder Hydroxylgruppen ersetzt sein. Besonders geeignete Verbindungen sind die Dimethylsiloxanöle. Die Viskosität der öle kann in weiten Grenzen schwanken.

Die verfahrensgemäß verwendeten Organopolysiloxanharze sind mehr oder weniger viskose Flüssigkeiten oder feste Stoffe der Formel

R_nSiO₄ _„
2"

wobei η etwa 1,0 bis 1,7 ist und R die gleiche Bedeutung hat wie bei den Organopolysiloxanölen. Die Harze können tri-, di- und gegebenenfalls auch monofunktionelle Siloxan-Struktureinheiten der Formeln RSiO_li5, R₂SiO und R₃SiO₀₎₅ aufweisen. Sie sollen jedoch keine tetrafunktionellen SiO₂-Struktureinheiten enthalten, da durch Harze mit solchen Einheiten der Imprägnierungseffekt der Mischung bei Textilien verschlechtert wird. Besonders geeignet sind wiederum die entsprechenden Methylpolysiloxane.

Die in den anzuwendenden Gemischen verwendeten organischen Zirkonverbindungen können Alkoholate

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des Zirkons mit ein-, zwei- oder mehrwertigen Alkoholen, wie Äthyl-, Isopropyl-, Butyl- und 2-Äthylhexylalkohol sowie Glykol, oder mit Mischungen solcher Alkohole sein; die Zirkonalkoholate können auch unterschiedliche Kohlenwasserstoffreste enthalten. ■-Auch partielle Hydrolysate von Alkoholaten sind, soweit sie in entsprechenden Lösungsmitteln löslich sind, verwendbar. Weiter kommen in Betracht die Verbindungen des Zirkons mit komplexbildenden organischen Stoffen. Es handelt sich einerseits um Verbindungen, bei denen Zirkon ausschließlich mit aliphatischen komplexbildenden Enolen, wie Acetylaceton, Acetessigester sowie niederen Alkylestern der Acetessigsäure verbunden ist, wobei sich einfache oder mehr oder weniger komplexe Enolate, im letzteren Falle die sogenannten Chelate bilden; andererseits ist es auch möglich, Umsetzungsprodukte der Zirkonalkoholate mit den komplexbildenden Enolen zu verwenden; diese Produkte weisen einerseits Alkoholat-, andererseits Chelatreste auf.

Derartige organische Zirkonverbindungen, von denen beispielsweise Zirkontetraisopropylat oder -tetrabutylat sowie deren enolat- und chelatartigen Komplexverbindungen, wie Zirkonacetylacetonat, zu nennen sind, wirken nicht nur als Kondensations- bzw. Härtungskatalysatoren für die Siloxankomponenten, sondern bewirken gleichzeitig in Verbindung mit den angewandten Siloxanen eine Erhöhung der wasserabweisenden Wirkung. Diese Effekte sind wesentlich höher als die durch Zusatz von Titanalkoholaten oder Aluminiumenolaten zu Silikonen erzielbaren Effekte. Das Verhältnis der Menge der einzelnen Komponenten im Imprägnierungsmittel zueinander kann in weiten Grenzen variieren.

Das Verhältnis von Siloxanharz zu Siloxanöl soll jedoch nicht zu hoch sein, da sonst leicht eine Versteifung und ein rauherer Griff des Gewebes erhalten wird. Im allgemeinen liegt das Verhältnis von Harz zu öl zwischen 10 und 50% Harz auf 90 bis 50% öl. Abweichungen nach unten oder oben sind natürlich je nach dem zu imprägnierenden Gut möglich.

Die Zirkonverbindungen sind in den Imprägniermitteln im allgemeinen in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtfeststoffmenge der Imprägniermittel, vorhanden. Abweichungen nach oben oder unten sind möglich.

Die Anwendung der Komponentenmischungen erfolgt als Lösung in organischen Lösungsmitteln. Hierfür eignen sich z. B. Chlorkohlenwasserstoffe, Benzin, aromatische Kohlenwasserstoffe, Ester usw. Die Konzentration der Lösung an den imprägnierenden Stoffen kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Das erfindungsgemäße Verfahren mit den genannten Imprägnierungsmitteln weist, bei Textilien aus Kunstoder Naturfasern angewandt, eine Reihe von Vorteilen gegenüber der bekannten Imprägnierung mit Organowasserstoffpolysiloxanen auf. Sie sind in Lösung sehr stabil und können ohne Vorsichtsmaßnahmen gelagert und gehandhabt werden. Es lassen sich mit ihnen beliebige Gewebe aus Natur- und Kunstfasern gut und dauerhaft imprägnieren. Die Imprägnierung ist nach kurzzeitigem Erhitzen auf Temperaturen von 90 bis 110⁰C fest auf dem Gewebe verankert und wird auch durch wiederholtes Waschen oder Chemischreinigen nur wenig angegriffen.

Beispiel 1

2 Teile eines Gemisches von Monomethyl- und Dimethylpolysiloxanharz, das 1,3 CH₃-Gruppen pro Siliciumatom besitzt, 10 Teile Dimethylpolysiloxanöl von 350 cSt und 2 Teile Zirkonacetonylacetonat werden in 486 Teilen Trichlorethylen gelöst. Mit dieser Lösung werden Gewebe auf der Basis von Acetatseide, Superpolyamidfasern oder Baumwolle imprägniert. Die Imprägnierung der Gewebe ist nach kurzzeitigem Erhitzen auf 85⁰C sehr widerstandsfähig gegen Chemischreinigung. Auch nach mehrmaliger Naßwäsche oder Chemischreinigung ist das Gewebe noch gut wasserabstoßend. Die Gewebe wiesen einen angenehmen, weichen Griff auf, und ihre Reißfestigkeit ist verbessert.

Beispiel 2

Es wird mit einem Gemisch von 36 Teilen einer 50%igen Lösung eines Methylsiloxanharzes, das durch Hydrolyse von 35 Teilen Methyltrichlorsilan und 13 Teilen Dimethyldichlorsilan und Auflösen des Siloxanharzes in Toluol erhalten wurde, 8 Teilen Zirkonacetylacetonat, 24 Teilen Diäthylsilikonöl mit einer Viskosität von 200 cSt in 1000 Teilen Benzol und 1000 Teilen Methylenchlorid bereitet und damit Perlon und Acetatseide ausgerüstet. Es wird ein sehr guter wasserabweisender Effekt unter gleichzeitiger Verbesserung der Reißfestigkeit erzielt.

Beispiel 3

58 g Dimethylsilikonöl mit einer Viskosität von 350 cSt werden mit 28 g eines Mischhydrolysates aus Methyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan (1:1) gemischt. Dieses Siloxangemisch wird in 9,5 1 Benzin gelöst und mit 14 g Zirkonacetylaceton versetzt. Daneben wurden in eine gleiche Lösung an Stelle der Zirkonverbindung 14 g Titansäurebutylester gegeben. Mit diesen Lösungen werden Gewebe aus Polyacrylnitril-, Polyamid- und Polyvinylalkoholgarn durch Tauchen imprägniert. Das Lösungsmittel wird an der Luft abgetrocknet und die Imprägnierung anschließend 10 Minuten bei 120⁰C auskondensiert. Die Prüfung nach der Beregnungsmethode ergibt folgende Werte:

Polyacrylnitrilgarn

Polyvinylalkoholgarn
Polyamidgarn

Quellung, %

Wasserdurchlässigkeit, ecm

Quellung, %

Wasserdurchlässigkeit, ecm

Quellung, %

Wasserdurchlässigkeit, ecm 46,5 164

15 86

59,0 140

38,0 76

13 79

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Hydrophobieren von Textilien aus Natur- und Kunstfasern unter Verwendung von in organischen Lösungsmitteln gelösten Gemischen von Örganopolysiloxanölen der Formel

R»SiO₄_„

worin R ein gegebenenfalls substituierter Kohlenwasserstoffrest, der teilweise durch Alkoxy-, Aryl- ίο oxy- oder Hydroxylgruppen ersetzt sein kann, und η etwa 1,8 bis 2,5 bedeutet, und von SiO₂-Einheiten freien Organopolysiloxanharzen der Formel

worin R die obige Bedeutung hat und η etwa 1,0 bis 1,7 ist, gekennzeichnet durch die Mitverwendung von organischen Zirkonverbindungen, die Alkoholate, komplexe Enolate oder Umsetzungsprodukte von Zirkonalkoholaten mit Enolen darstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Gemisch 50 bis 90 % Organopolysiloxanöl und 50 bis 10% Organopolysiloxanharz, berechnet auf den Gesamtsiloxangehalt, enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 061 035.

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