DE1236192C2 - Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Polykondensaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen PolykondensatenInfo
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Description
Aus der USA.-Patentschrift 2 091106 ist bekannt, daß man Dialkylolharnstoff mit so viel Alkylenoxyd
umsetzen kann, daß jede Hydroxylgruppe des Dialkylolharnstoffs mit einer Vielzahl von Alkylenoxydradikalen
zu reagieren vermag. Die dabei erhaltenen Verbindungen besitzen wiederum reaktionsfähige
Hydroxylgruppen, die gegebenenfalls auch mit organischen oder anorganischen Säuren bzw. Säurederivaten
verestert werden können. Die Verfahrensprodukte eignen sich unter anderem auch als Textilhilfsmittel.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Polykondensaten
durch Umsetzung von Harnstoff mit Formaldehyd, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) 2 bis 3 Mol Harnstoff mit 7 Mol Formaldehyd bei pH 8 bis 9 und 80° C und in Gegenwart von
Natriumbortetrafluorid 2 bis 4 Stunden lang vorkondensiert,
b) das erhaltene Kondensat anschließend mit 0,4 bis 0,8 Mol Alkylenoxid pro Mol Harnstoff bei
60° C in an sich bekannter Weise umsetzt,
c) das erhaltene Produkt anschließend bei pH 6 bis 6,5 und 8O0C mit 0,5 bis 1,3 Mol eines
niederen aliphatischen Alkohols pro Mol Harnstoff in an sich bekannter Weise veräthert und
d) das erhaltene Produkt unmittelbar anschließend bei pH 8 bis 9 mit 2,7 Mol Formaldehyd 10 Minuten
lang nachkondensiert.
Zur Alkoxylierung wird vorzugsweise Äthylenoxyd
ίο verwendet, das ganz oder teilweise auch durch andere
Alkylenoxyde, beispielsweise Propylenoxyd, ersetzt werden kann.
Als zur Verätherung geeignete niedermolekulare aliphatische Alkohole können Methanol, Propanol
und Isopropanol dienen, wobei Methanol der Vorzug gegeben wird. Nach dem Zusatz des Alkohols wird
1Ii Stunde lang bei etwa 80° C durchgerührt. Die
Umsetzung erfolgt im schwach sauren Bereich bei pH 6,0 bis 6,5. Als Katalysator dienen organische
Säuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu Polykondensaten mit harzartigem Charakter, die eine
vorzügliche Lagerstabilität besitzen und nach Aussage des IR-Spektrums Uronringstrukturen aufweisen.
Amid- bzw. Imidbanden fehlen völlig. Somit besitzen die Kondensate an den Stickstoffatomen des Harnstoffs
keine beweglichen Wasserstoffatome mehr. Hierauf beruht offenbar der unerwartete technische
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem aus der USA.-Patentschrift 2 091106 bekannten
Verfahren. Die erfindungsgemäß erhaltenen Polykondensate zeigen nämlich eine überraschend geringe
Chlorretention, was sie zu besonders wertvollen Textilausrüstungsmitteln macht. Textilien, die mit
diesen Kondensaten in wäßriger Lösung imprägniert werden, vergilben nicht, selbst dann nicht, wenn sie
bei Wasch-, Reinigungs- oder Spülprozessen oder bei weiterer Textilausrüstung mit chlorhaltigen Laugen
in Berührung kommen. Da mit zunehmender Vergilbung von Textilien deren Reißfestigkeit abnimmt,
läßt sich die Qualitätssteigerung der mit den nach dem erfindungsgemäß erhaltenen Kondensaten ausgerüsteten
Gewebe an Hand des Scorch-Testes (vgl. SVF-Fachorgan für Textilveredlung, 13, [1958],
S. 495) einwandfrei nachweisen. Die folgende Tabelle zeigt, daß die Ergebnisse am Beispiel von ungefärbter
mercerisierter Baumwollpopeline um so besser werden, je höher das Gesamtverhältnis Formaldehyd zu
Harnstoff ist, d. h. um so sicherer mit der Abwesenheit von beweglichen Wasserstoffatomen an den
Stickstoffatomen des Harnstoffs zu rechnen ist.
Übersichtstabelle
Nr. | M(F) | M(H) | M (F/H) | Kat. | VK(O | AeO | h | (Alk.OH) Λ/Τι» ΠΗ |
Scorch-Test pH 9,8/MgCl2 |
gechlort; ungewaschen | |||||||||
1 | 9,7 | 2,6 | 3,73 | 8 | 2 | 2 | 2Z3 | U, | -50 |
2 | 9,7 | 2,0 | 4,85 | 8 | 4 | 1 | 1 | 1,7 | -18 |
3 | 9,7 | 2,6 | 3,73 | 8 | 2 | 2") | 2Z3 | 1,7 | -49 |
4 | 9,7 | 2,0 | 4,85 | 8 | 4 | 1") | ■ 2./3 | 1,7 | -34 |
Nr. = Nr. des Beispiels,
M (F) = Mol Formaldehyd,
M (H) = Mol Harnstoff,
M (F/H) = Molverhältnis,
M (F) = Mol Formaldehyd,
M (H) = Mol Harnstoff,
M (F/H) = Molverhältnis,
Kat. = Katalysatormenge in Gramm,
VK (?) = Vorkondensationszeit in Stunden,
AeO = Mol Äthylenoxyd,
VK (?) = Vorkondensationszeit in Stunden,
AeO = Mol Äthylenoxyd,
PnO = Mol Propylenoxyd,
?i = Äthylenoxylierungszeit in Stunden
Alk.OH = Mol Alkohol,
Me.OH = Methanol,
Alk.OH = Mol Alkohol,
Me.OH = Methanol,
Letzte Spalte = Reißfestigkeitsverluste in Prozent der Reißfestigkeit
des Ausgangsproduktes (unausgerüstete Ware 100 Vo).
700 g wäßrige Formaldehydlösung (3O°/oig; 7 Mol) und 155 g Harnstoff (2,6 Mol) werden in Gegenwart
von 8 g Natriumbortetrafluorid bei pH 8,0 bis 9,0 2 Stunden lang bei 80° C vorkondensiert. Nach Abkühlung
auf 60° C werden zusammen mit Stickstoff im Verlauf von 2 bis 3 Stunden 100 ml (2 Mol)
Äthylenoxyd eingeleitet. Anschließend werden bei 80° C und einem pH-Wert von 6,0 bis 6,5 55 g Methanol
(1,7 Mol) zugegeben. Die Verätherungszeit beträgt 30 Minuten. Bei einem pH-Wert von 8,0
bis 9,0 werden nunmehr 270 g (2,7 Mol) wäßrige Formaldehydlösung zugegeben, und es wird 10 Minuten
lang nachkondensiert. Nach Abkühlung auf 20° C wurde auch hier ein Produkt erhalten, das
nach lOmonatiger Lagerungszeit keinerlei Veränderungen aufwies.
700 g wäßrige Formaldehydlösung (30%ig; 7 Mol), ■; 20 g Harnstoff (2,0 Mol) und 8 g Natriumbortetrailuorid
werden bei pH 8,0 bis 9,0 (eingestellt mit NiaOH) 4 Stunden lang bei 80° C vorkondensiert,
lan kühlt auf 6O0C ab und leitet in einer Stickstoffnosphäre
50 ml Äthylenoxyd (1 Mol) im Laufe Stunde ein. Nach erneutem Erhitzen auf 80° C und
Umstellen mit Ameisensäure auf pH 6,0 bis 6,5 wird unter Zugabe von 55 g Methanol (1,7 Mol) V2 Stunde
lang veräthert. Nach Einstellung des pH-Wertes auf 8,0 bis 9,0 werden 270 g wäßrige Formaldehydlösung
(2,7 Mol) zugegeben, und es wird bei gleichem pH-Wert etwa 10 Minuten lang nachkondensiert.
Nach Abkühlen auf 20° C erhält man ein wasserklares Kondensat.
B eispiel 3
In einem 2-1-Rundkolben (3 Tuben) mit Rührer,
Rückflußkühler, Thermometer, Tropftrichter und Einstabelektrode werden
155 g Harnstoff (2,6 Mol),
700 g Formaldehyd 30% (7,0 Mol),
8 g NaBF4
700 g Formaldehyd 30% (7,0 Mol),
8 g NaBF4
bei pH 8,0 bis 8,5, eingestellt mit Natronlauge, 2 Stunden bei 80° C vorkondensiert. Man kühlt auf
60° ab und läßt unter Stickstoff 145 g (2 Mol) Propylenoxyd in 2 bis 3 Stunden zutropfen, wobei
0,85 Mol umgesetzt werden. Nach erneutem Erhitzen auf 8O0C und Umstellen auf pH 6,0 bis 6,5 mit
Ameisensäure wird unter Zugabe von 55 g Methanol (1,7 Mol) 30 Minuten veräthert. Nach dieser Zeit
stellt man den pH-Wert auf 8,0 bis 8,5 mit NaOH zurück, gibt 270 g Formaldehyd 30% (2,7 Mol) zu
und kondensiert bei gleichem pH-Wert noch 10 Minuten nach, um dann die Reaktion durch Abkühlen
auf 20° C abzubrechen. Es resultiert eine helle, wasserklare, beständige Kondensatlösung.
Beispiel 4
20
20
Es wird analog Beispiel 3 gearbeitet, jedoch 2 Mol Harnstoff auf insgesamt 9,7 Mol Formaldehyd, 1 Mol
Propylenoxyd und 1,7 Mol Methanol umgesetzt. Man erhält eine sehr beständige Kondensatlösung.
Aus der französischen Patentschrift 1 250 183 ist die Herstellung von Dimethyloluron-dialkyläthern
bekannt, die durch Polymerisation von 1 Mol Harnstoff mit mehr als 5 Mol Formaldehyd bei Temperaturen
von 40 bis 80° C und einem pH-Wert oberhalb von 10, nachfolgender Konzentration des Reaktionsproduktes
in neutralem oder saurem Medium, Zugabe größerer Mengen eines niederen aliphatischen
Alkohols bei saurem pH-Wert, nachfolgender destillativer Entfernung des Alkoholüberschusses, Abfiltrieren
eines entstandenen Niederschlages und gegebenenfalls abschließender Destillation des Filtrats
erfolgt. Diese Produkte sind zwar ebenfalls für die Textilausrüstung geeignet, ihre Herstellung erfordert
jedoch diskontinuierliche Arbeitsgänge, die zweimaliges Destillieren und eine Filtration einschließen. Demgegenüber
führt das erfindungsgemäße Verfahren in kontinuierlicher Arbeitsweise unter Vermeidung einer
Destillation zu einem hochkonzentrierten, sofort verwendbaren und dabei lagerstabilen Endprodukt.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Polykondensaten durch Umsetzen von Harnstoff mit Formaldehyd, dadurch gekennzeichnet, daß mana) 2 bis 3 Mol Harnstoff mit 7 Mol Formaldehyd bei pH 8 bis 9 und 80° C und in Gegenwart von Natriumbortetrafluorid 2 bis 4 Stunden lang vorkondensiert,b) das erhaltene Kondensat anschließend mit ■ 0,4 bis 0,8 Mol Alkylenoxid pro Mol Harnstoff bei 60° C in an sich bekannter Weise umsetzt,c) das erhaltene Produkt anschließend bei pH 6 bis 6,5 und 80° C mit 0,5 bis 1,3 Mol eines niederen aliphatischen Alkohols pro Mol Harnstoff in an sich bekannter Weise veräthert undd) das erhaltene Produkt unmittelbar anschließend bei pH 8 bis 9 mit 2,7 Mol Formaldehyd 10 Minuten lang nachkondensiert.
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CH1311463A CH438723A (de) | 1962-11-09 | 1963-10-25 | Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Kondensationsprodukten |
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US2091106A (en) * | 1934-02-08 | 1937-08-24 | Ici Ltd | Compounds of the dimethylolureaethylene-oxide condensation-product series |
FR842508A (fr) * | 1937-08-27 | 1939-06-14 | Ig Farbenindustrie Ag | Procédé pour préparer des produits de condensation résineux |
DE1079324B (de) * | 1957-06-13 | 1960-04-07 | Nopco Chem Co | Verfahren zur Herstellung von Feuchthalte- und Weichmachungs-mitteln |
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- 1962-11-09 DE DE1962B0069554 patent/DE1236192C2/de not_active Expired
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- 1963-10-25 CH CH1311463A patent/CH438723A/de unknown
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- 1963-11-07 FR FR953000A patent/FR1390970A/fr not_active Expired
- 1963-11-08 GB GB44076/63A patent/GB996342A/en not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB996342A (en) | 1965-06-23 |
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