DE1965562B2 - Verfahren zur herstellung von beschichtungs- oder impraegniermassen und ihre verwendung - Google Patents
Verfahren zur herstellung von beschichtungs- oder impraegniermassen und ihre verwendungInfo
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- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
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Description
60
Die bekannten Beschiehlungs- und lni]irägniermassen
zum Behandeln von Fasern. Textilien. Papier oder ahnlichen Trägermaterialien sind Gemische, die
Polymere wie Aminoplaste oder Phenolformaldehydharze sowie Polyurethane enthalten. Nach dem Aufbringen
der Gemische auf den jeweiligen Träger werden die einzelnen Bestandteile miteinander zur Um-
B. einem üblichen Urethanvorpolymeiisat mit en i.lst and ige η !socyanattiruppen. «leuebenenfalls
in Gegenwart üblic'-er Katalysatoren, unter
Wasserausschluß während 30 Minuten bis Ci Stunden bei Temperaturen von 25 bis IdO' C
in Mengenverhältnisse.' entsprechend einem NCO : ÖH-Verhältnis von ! : 2 bis 1 : 1 kondensiert.
C. das erhaltene Polyurethan je vorhandenes reaktives
v\ asserstolTatom, gegebenenfalls in einem
Lösungsmittel, mit 1 bis 3 Mol eines Aldehyds ir it 1 his 7 Kohlenstoffatomen oder einer den
Aldehyd freisetzenden Verbindung während 33 Minuten bis 10 Stunden bei Temperaturen
von 5 bis 110 C kondensiert und
D. gegebenenfalls das erhaltene, modifizierte Polyurethan
durch Umsetzen mit einer omanischen
oder anorganischen Säure m ein Sa!/ übcrUihrt
und späiolens jetzt löst bzw. dispeiüieri.
s,.v.ic 'je jicbep.cu! alls \'._r,jij ■-.,) ι, -.-ι'^η'-ι-insbesondere
Vernetzungsmittel, urenzllächenaktiv
e Verbindungen. Pigmen'e und oderdcrb-'■toü'e.
zu tier abgekühlten Rcaktionsmisc
hinzusetzt.
■■.C'ldll·.
Die Oxvaikv beste der in den erfindungsgemär.
Iiji'js^ieüien Besehichiungsmusseii enthaltenen l'olvlire:!;ane
können auch als AlkvIolreMe bezeichnet
werden.
Die I lerstellung der Mannich-Base A entspricht tiei Mweiiannten Mannich-Reakiion .
der C-Atome der Alk\!enreste kann 12 oder mehr
betragen. S= czielle Beispiele l'ür geeignete Aü.ano!·-
amine sind Monoatlumolamin. Diüthanolanvn. N-Methvlmonoäihanolamin.
X-Aihylmonoatka'Mlamin. Dipiopanolamine,
Monopropanolamine, N-Alkyl monopropj.uul
amine. Di hiiiano! amine. Monobiiian.·.1 -.'..'He.
X-.\ikyhniin,ib-.ita:!ok;inine. Monohexan.."'.a mi η oder
Moiiodekanolamin sowie die isomeren Verbindim-jcn
bzw. !löiicren Homologen der vorgenannten Alkanolamine.
Die zur Hersteilung der vorgenannten Mannich-Basen
geeigneten Aldehyde weisen vorzugw,ei.ve 1 bis
7 C'-Atomc auf. Verbindungen, die zur Bildung
solcher Aldelnde befähiul sind, sind ebenfalls ver-
Die Friindung beirilft ferner die Verv, cndumj der i; wendbar. Verwendbar ist insbesondere Formaldehyd
iäW hergestellten iriiprügnien:u;sseii zum
k ii
! lii
l >■' | ie | r i.cnt | ·-.ir. ·- | Die | •e: | ι Su | ii'^u aieil | Bei C | I | ■er |
ι; Il | we! den | ,U^ ' | ed er | M. | .r-sei | ; aaf da | - i'v ti', i' | |||
au | I; | jcbrachl | . und | a | llscll | üeiiend | gehärtet | Bei | ||
an | er Io! lh | eine | I | η Is1. | ■;/ί!ΐυ ti | ..-ι- Ov;. a | η | ■- \ i - | ||
ι ) I |
, I | !■, ;::e'h,. | .'. s i i ι | 11, | a.ldjr ot | iji eine | 11 | !11- | ||
ί! Κ | er Oxv; | i!!..vh | ■ u ι | Uli S1..;.', | Ί; 'j e i' ι η | Si | der | |||
till | 1·. | ■ -inas,e | oeiei | im ': | vha.itiel | teil M:b | trat | |||
■pe | Il | : Al | lOllsi'i | ih | i'jen | V.'a-se | rslolhtto | iJIl. | ||
.1, | !' | (>iv urethane | m | it eil | lern höh | e:; !'o!>i | ei i- | |||
.:d | bilden. | ι·: | iüciis | ■ chaften | von l'a | .TIl. | ||||
. I | ). | ipier. I. | (! | der | ähnliche | η Sub-.; | Hen | |||
40" 1.igen
wäßri
-'n Lösunnen
KnaFtirm \on 30- bis g
r 30- Hs 55" „i-.-,-, i.iV.rhi^i-
Alkoli->1 /. B. \ulhanol. n-
dient. An Stelle \on Formaklelivd 1.■">]■,!-.. :i nae::
tivi- Mannich-iieaklion auch andeie .\!dc!r. .'e. wie
Acetaldehyd. Bui>raldeii\d. Furfuraldehv,!. 'c h!or.:k
\-Aili\!- .-props lacrolein oder Benza!ueh\d. \erv. ^i:-
ilei werden. Aldehvdbiluner wie pi ib. merer F(!iY.iak!eh\tl.
z. B. l'araformaklehyd. Trioxan oder Hexa-
ebeiilalK \erw endet w.-r-
r geeignet.
-:.:icn durch (.lic Aufbringung der erfindungsücmäß
: cMcilten MasNcn iir;d anse.iliel.'.ende ! kirum·.' in
:: \e=bessert werden. Die Beschichtungs- oder
.jiräL'niei-ni..v.en !,oniieii in \Ci>c!;iedeiien \'eri"ahii
eiiv.'er.eizi wurden, wie zum Be^eliichteu. Iniprä-
ΐ;.!en. Dispergieren. Appretieren. Färben, l'igmentier
Far'istollbinden. derben oder Nach'ierbcn.
'.:--Ίι tiie \ i>n:cna:inien Verfahren können die l;!:en-
!,aiien Min ζ. B. keder. Papier, dk.s. Kmiststoü'en.
iilz oder Textilien \erbessert .verileii.
Xachsteliend wird (.las eründuimsüemäRc \'eri'aii,en
r !lersiellimg der Beschichtungs- oder Imprägnier-
-'Jii näher beschrieben.
I. Herstellung der Mannich-Basen
Bei tier Hei stellung der Mannich-Basen wird genial'
einer be\ orzimlen Ausfüliruimsforni mindestens
1 MoI Aldehyd (als solcher oder in Form eines .Aklehydbiklncrs) und mindestens 1 Mol Alkanolaniiii
mit den reaktionsfähigen Wasserstoffatomcn 5>
von I Mol der als .Aminoplastbiklner ueeiuneten Verbindung,
insbesondere ein Amin oder Amid, eingesetzt.
Wenn der vorgenannte Aminoplasibiklner mehr als ein reaktionsfähiges WasserstoiTatom aufweist,
können mehr als 1 Mol Alkanolamin und mehr als i Mol Aldehyd mit ihm umgesetzt werden. Dicyandiamid
besitzt beispielsweise 4 reaktionsfähige WasserstoH'atome: es können somit 1, 2. 3 oder 4 dieser
reaktionsfähigen WasserstofTatome nach tier Man-Tiich-Reaktion
umgesetzt werden. Moiiomethylhain- 6-·
StolT besitzt analog 3 reaktionsfähige Wasserstoff-Sitome.
was bedeutet, daß man nach der Mannich-Reaktion 1. 2 oder 3 dieser Wasscrstoflalomc uni-
>et/.en ka ').
Die zur Flerstellung der vorgenannten Mannich-Basen geeigneten Alkanolamine sind vorzugsweise
Monoalkanolaminc und Dialkanolamine. deren Alkvlenreste
mindestens 2 C-Atome enthalten. Die Zahl r.'.vtln leiitetrai'Un. können
d.en. Ai.icli Acetale viiit! al· Aiuelndbildnc gg
Weiu-re Beispiele für Aldchydbildner -ind (iemische
\ on Aklelnde.ii mit Cliiorwa1- -isl(>lf. In diese:;: F...1
wirtl ilie als Amino|ilastbildner geeignete Verbinduim
chlormeihyliert und an-ehließentl mit einem ,Mkanolamin
zur Mannieh-Base imvjesetzl.
Beispiele :iir als Aminoplasibüdiier gejijiiete
.\niiiie oder .Amide, die zur I lersteüung tier Mannich-Ba-eii
eingesetzt werden können, sind Dicyandiamid.
(iuanidin. Ciuanvlliarnstoll'. Ilarnsto'l. ThioharnMotk
Biuret. Melamin. Ammelin, .''."inieliu. ( v aiui;--';'!!e.
C'.aanamine, wie 2-Alkyl- oder 2-Aryl-4.ii-diaiiiinol.j.5-tria;
ine. sowie die Derivate der vorucnanmcn
X'erbindun'ien. tlie mintksiens ein reaktionsf-ihiiies
Was^erstollalom pro Molekül aufweisen, oder entsprechende
Gemische
Die hervorragenden F.iuenschalte'i der in den Beschichtungsmasseii
enilialtenen oxwtlkylierien P K-urethane
sind zum Teil auf die zu ihrer Her-Uliuim
verwendeten Mannich-Basen zurückzuführen. Die
Mannich-Basen sind aus den vorgenannten, als ,Aminoplastbiklner geeigneten Verbindungen, insbesondere
aus Aminen oder Amiden, hergestellte Kondens-'Honsprodukte. tlie bei Veruenduna von
Formaldehyd oder Formaldehydbildnern die Meihylenalkanolaminreste
der allgemeinen Formel 1 oder 11
-CH1-X
CII1-X
R1OII
R.OII
R1OH
aufweisen, in denen R ein Wasserstoll'atom oder einen
1 bis etwa (S C-Atome aufweisenden Alkylrest bedeutet und R1 und R., gleich oder verschieden sind
und Alkyiemeste mit f bis etwa 12 (oder noch mehr)
C-Atomen bedeuten. Die Reste R1 und R1, können
finale Alkvlenreste sein. Die vorgenannten Mau-
«ich-Bascn können als Hydroxylgruppen enthaltende
Siickslollvertiindunaen oder als StickstolTatome entcn
durch Umsetzung von
Trmicihy Inlpror-« he, *· N
\ernalinis von-.' > r
Trmicihy Inlpror-« he, *· N
\ernalinis von-.' > r
! oluvlanl^
II. Herstellung der Urethanvorpoiymensatc
Die zur Umsetzung mit den vorgenannten Mann.ch-Basen
.ee,eneien. endsuind,,e hocvanaturuppeii
aufweisenden LVethanvorpolvnicnsate werden durch
Umsetzung mindestens eines organischen Polyisofva'Tits
mit mindesten, einer wenigstens zwei endständig
Hvdnmkruppen enthakenden Verbindung
■herstellt.' Als einUiändiüe Hydroxygruppen einhaltende
Verbindungen eignen sich z. B. Polyole, wie
Alkvlenpolvole. Poh'äther. wie Polvoxvalkvlenpolyöle.'
oder 'crusprechaiuc Polyester'. Die Vretha:.-vorpo!\
merisate sind eiulsKindige Isocyanaigruppeii
aui^'.'i-iende Aildiikte emes oi'üanisclv.'n l'nl·, :--ucsa.nats
rnit einer tier voigenannien eiut'-'an.i'iie
lhun'\\iyri:pj!eii auiweisenueii \'erbindiinge.!. !'icm/igen
reaktioiisiiihigen Reste dieser \'orpcl\ mensale
sind die Isocs anatei tippen.
Die endsiandige Koc>
analLrappen aiawei -eiv!. "ii
rreihanvorpolyinerisaie sind bekannt.
Die Ausdrücke I'oKol.· um! . Alk·, ienpoisol .
beziehen sich auf jede beliebige Ox\ alkylenverbindung.
dii. 2. } oder mehr Hwiio.v. lgruppen und
darunier mindestens 2 endstandige 1 lu!ro\yigrt!;-.pjn
aufweist. Die Bezeichnuniien :<Polyäther« und »OxyalkylenpoKol
erstrecken sich aiii jeden beliebigen Polyäther.'der :. ? oder mehr ll>dm\\igrupnen är.J
darunter mindestens 2 endsümdige Hydroxylgruppen
besitzt. Die vorgenannten Poivestur weisen demi:emä!.\
ebenlalls mindestens 2 e-Aisiändisie I hdrox\lgruppen
auf. " ' '
L'nter einem .CMvMschuB an Polvisocyanat wird
hier eine so bemes'.ene Poly isoc\ anatmenge \erst;mden.
daß mindestens 1.1 Äquivalent Isocyanatgruppen einem Atiniwilent endsländiger Hydroxylgrujijieii
der betreffenden Verbindimuen entspricht. D. - bevor/uule Ac]iiivalen-verhältnis der l--oc\ ;;na>
guijipen zu den ! Ivdro.xyigruppen belrägt hei der
Herstellung des N'orpolynierisats etwa 2:1. Der
Anteil der reaktionsfähigen Isocyanalizruppen des Yorpolymcrisats kann auch in Gewichtsprozent ausgedriickt
werden. Ivn durch Umset/ung von ToIr.-vlendiisocyanal
mit eine-n Polyoxyäthyienglykol eines
Durehselinittsniolekulargewiehis von 3(iO iierge^tel'
tes \'(irp:jl\ nierisai besitzt beispielsweise einen Isoeyan;;lgi"upper!-Anteil
von 14.3 Gewichtsprozent. .Ie höher das Molekulargewicht des Poh oxyäihviengiykols
ist. mn so niedriger ist natürlich der in Gewic!il>nro/eni ausgedrückte Anteil der Isocana'.-iiruppen
des \ oipolvmerisats. Hin aus Tohiylendiisocya-Kit
und einem Polyoxyälliylenglykol eines
Durchschnilismolekulargewiciils von 3350 hergestelltes
Vorpolymerisat besitzt somit einen Anteil an Isocyaiuitgruppen von 2.3 Gewichtsprozent.
Wenn es sieh beim Yorpolymerisat um ein durch Umsetzung eines Polyols, d. h. eines Alkylenpolyols.
wie Trimetliykilpropan. mit einem Polyisocyanal. wie
Toluyicndiisocyanat. hergestelltes Produkt handeil,
wird dieses aN das Umsctzungsprodukt von etwa
1 Mol Trimetliykilpropan mit etwa 3 Mol Toluylendiisocyanat
charakterisiert, wobei der Anteil an Isocyanatgruprien nicht angegeben wird. Beispiele
für aus Polvolen hergestellte Vorpolymerisate sind
\ ,..:,'..l,-il\ -HrilfV- von -:l erhaltenes
[)ic"\or"en'i.ntcn Vorpoly merisale sind b
und häimg verendete Malenahen. \\ eun
beim Vorpolymere um das Umsaz mgeines Polymers um einem 1 oly .Solana
erfolgt seine C^iar.ikiei ^icruiTg^^n^oti ^ui
der Anteile der al·» Ausgang-..u i.iu .!.._... ^
ich Polyester und I olyisooana te. unu u,,
an Kocyanatgrupr^ wuu enema Is müll ang
Die vr.rgeaannieii \ ornoivme., ate weilen a
oI- "Π" I^ivcsierA orpoly me.-^
·;η ·ιΝ · .n.^anu!^ Jsoc-, a,ial
[)ic"\or"en'i.ntcn Vorpoly merisale sind b
und häimg verendete Malenahen. \\ eun
beim Vorpolymere um das Umsaz mgeines Polymers um einem 1 oly .Solana
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der Anteile der al·» Ausgang-..u i.iu .!.._... ^
ich Polyester und I olyisooana te. unu u,,
an Kocyanatgrupr^ wuu enema Is müll ang
Die vr.rgeaannieii \ ornoivme., ate weilen a
oI- "Π" I^ivcsierA orpoly me.-^
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eU.,
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ül.l ιη-^ι/πημ vier Maiinich-Haseu mit den
I ic!ίι.uv.oi po!\ n.eri' axü
I ic!ίι.uv.oi po!\ n.eri' axü
:■;, iner^al-j.
!) e mi X.- -hniu 11 b '-.urieoeneii ι ^!·^- ■; !"
v.ei^en. v. eaLn. ν ie ei«Jw.. iiül v,en :·. υ^ ;.■. 1
besehriebenen Mann; Ji-b.^en .-■.: oluii e, ί. ι·. : geset/i.
Zur Dur-'lii -ahι ^- ^:eser ::ι-ί: .^ ■.. ι
<o bemessene .\ii:.e:K- ts.i >
yiyiA) λ·ι.ι·- ·.-.-. ι/·. :
M;.miich-!5a-en eingL-.L;, i. d;·.!' .:!ie ireieii ! uL :
uru-peii de-. \Orp.>!> ,;:er;-ats /ur L mset/un.' ·. .-hraclil «erden, rieuebenenlalls können^ das \ . :- pohmerisa'. und die Mannicli-B-.-e pio ..!'-^ ;r. :
/ti etwa 1 Mol einer endstar-diue ! h .-.roy ,. r.
auf-.eisuiden N'eibindim;.·. -ac eine-· Pol-.,.':-. i: äthers. l'olyesiers. einweriigen Α!ι-.ο!;·)1- f!-r
v. erligen Pliunol-, -!-,igesei/! v. en.:en. -.^i^i-c.. ·■. d;;ß minde-'.eiv- ! Moi M.iiimth-!!..·^ ι.:'·.! jiv-. ■ ■! NOrpolymerisat /ur lic-tcümg tkr \or..en.■:;:■■
!'<i!\ ureth.uie ein:1 -d'! \-.e:'·. en. Die A:i!e..e
Reaküoiv-ieilnehni. --, ilkn le:ner i.-o b,. mes-e:"i ■■...:·. daß ein im « esenll.,.'icπ von κ-al-.ti'-.n·- ah; en : ey aiv.tgn'op-en :rc;c i'riiy uil ;!;..n vi^^iien v.ir .^
uru-peii de-. \Orp.>!> ,;:er;-ats /ur L mset/un.' ·. .-hraclil «erden, rieuebenenlalls können^ das \ . :- pohmerisa'. und die Mannicli-B-.-e pio ..!'-^ ;r. :
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Heispiele für derartige, geuebeiieiiialls /u-.;v!:c!i
eilige-ei/ie eml .;;;i:-iige 1 l· ,:·:ί)ν\ h:r..'ppeii lh ί
tende N'erbind.ungen -ind die ,n Ab-.ep.mit ü b,-sehriebenen Poiyole. Polyath.er oder Polyester r;i:i mindestens zwei endständigen Hydroxylgruppen. ! s l.i.nnen auch Verbindungen mit nur einer Hydrov.lgruppe, wie einwertige Alkohole oiler Piienoie. -. erwendet werden. So sind lvisp,elswe:\e Ιί\ or, ,pn |t Alkohole, wie Methanol. Äthanol. 2-Mel1iox\ ätlv.;;;-■! Isopiopanol oder 2-Diälhylainuioälhanol. gee.gnei Aber auch hydrophobe Alkohole, wie Octanol oi.!ei Dekanol. ki'mnen eingesetzt werden.
tende N'erbind.ungen -ind die ,n Ab-.ep.mit ü b,-sehriebenen Poiyole. Polyath.er oder Polyester r;i:i mindestens zwei endständigen Hydroxylgruppen. ! s l.i.nnen auch Verbindungen mit nur einer Hydrov.lgruppe, wie einwertige Alkohole oiler Piienoie. -. erwendet werden. So sind lvisp,elswe:\e Ιί\ or, ,pn |t Alkohole, wie Methanol. Äthanol. 2-Mel1iox\ ätlv.;;;-■! Isopiopanol oder 2-Diälhylainuioälhanol. gee.gnei Aber auch hydrophobe Alkohole, wie Octanol oi.!ei Dekanol. ki'mnen eingesetzt werden.
.AthoxylieM'te X'erbindlinccii. die eine endsiandi^
Hydroxylgruppe aulweisen. w;e das aus 2 Mol AlIn■
lenoxyd mit 1 Mol \-Methyibenzylphenol hergestellt,
Kondensationsprodukt, sind ebenfalls geeignet. Ai'cl
Phenole, wie Phenol selbst, die Kresole, die Xylenole
.Alkylphenole, z. R. Ainylphenole. Octy lphenolc
Diamylphenole. Dodccylphcnole oder Dinonyl phenole bzw. von Phenolen abgeleitete Mannich
Basen (M) sind verwendbar.
Wenn zur Umsetzung der reaktionsfähigen Isocya natgruppen der Vorpolymerisale Phenole, wie Phenc
selbst oder ein Kresol, eingesetzt werden und wen: diece Phenole nicht wie die vorgenannten aus Phe
7 8
nolen hergestellten Mannich-Basen (M) endständige Base zu difunkticnellem Vorpolymerisat von mindc-Hydroxylgruppen
autweisen, erhält man als Um- stens 2 : 1 entspricht. Dementsprechend werden minsetzungsprodukte-Vorpolymerisatc
mit »blockierten« destens 3 Mol einer Mannich-Base mit zwei end- bzw. »maskierten« Isocyanatgruppen. Solche Vor- ständigen Hydroxylgruppen mit jeweils 1 Mol eine?
polymerisate mit blockierten Isocyanatgruppen be- 5 ^trifunktionellen« Vorpolymerisats, d.h. eines drei
sitzen begrenzte thermische Beständigkeit und zer- reaktionsfähige Isocyanatgruppen aufweisenden Vorsetzen
sich beim Erhitzen auf Temperaturen oberhalb polymerisats, zur Verhinderung der Gelicrung umge-1500C
unter Rückbildung von reaktionsfähige Iso- setzt. Ferner werden zur Verhinderung der Gelierung
cyanatgruppen aufweisenden Vorpolymerisaten. Die mindestens 4 Mol einer Mannich-Basc mit zwei endregenerierten
reaktionsfähigen Isocyanatgruppen un- io ständigen Hydroxylgruppen mit jeweils 1 Mol eines
terliegen dann Polymerisationsreaktionen, wobei »tetrafunktionellen« Vorpolymerisats, d. h. eines
Polyurethane entstehen. Man kann die vorgenannten vier reaktionsfähige Isocyanatgruppen aufweisenden
Produkte mit blockierten Isocyanatgruppen oxyalky- Vorpolymerisats, zur Umsetzung gebracht.
Heren und erhält dabei als Bestandteile für erfin- Wenn die Mannich-Base vier endständige Hydrodungsgemäß hergestellte Beschichtungsmassen geeig- 15 xylgruppen aufweist, setzt man mindestens 1 Mol nete oxyalkylierte Polyurethane. Solche Polyurethane Mannich-Base pro Mol eines difunktionellen Vormit blockierten Isocyanatgruppen besitzen den Vor- polymerisats um. Besitzt die Mannich-Base sechs teil, daß sie bei der thermischen Härtung über die endständige Hydroxylgruppen, wird mindestens Isocyanatgruppen weiterpolymerisiert werden. Zur 1 Mol Base pro Mol eines trifunktionellen Vorpoly-Herstellung der Vorpolymerisate mit blockierten Iso- 20 merisats zur Umsetzung gebracht,
cyanatgruppen können auch andere Verbindungen im Fall von Mannich-Basen, die lediglich eine mit aktiven Wasserstoffatomen, wie tert.-Butanol, endständige Hydroxylgruppe aufweisen, wie aus Acetonoxim, Natriumbisulfit oder ε-Caprolactam, Monoalkanolaminen, z. B. Monoäthanolamin oder eingesetzt werden. Solche Verbindungen sind be- N-Methylmonoäthanolamin, hergestellten Mannichkannt. Gegebenenfalls wird bei der »Blockierungs«- 25 Basen, wird die Gelierung im allgemeinen durch bzw. »Maskierungs«-Reaktion ein inertes Lösungs- Umsetzung von nur 1 Mol Mannich-Base pro Äquimittel wie Xylol, Dibutyläther oder Monochlorben- valent der reaktionsfähigen Isocyanatgruppen des ZuI verwendet. Vorpoiymerisais verhindert. Mau kann l. B, 2 MuI
Heren und erhält dabei als Bestandteile für erfin- Wenn die Mannich-Base vier endständige Hydrodungsgemäß hergestellte Beschichtungsmassen geeig- 15 xylgruppen aufweist, setzt man mindestens 1 Mol nete oxyalkylierte Polyurethane. Solche Polyurethane Mannich-Base pro Mol eines difunktionellen Vormit blockierten Isocyanatgruppen besitzen den Vor- polymerisats um. Besitzt die Mannich-Base sechs teil, daß sie bei der thermischen Härtung über die endständige Hydroxylgruppen, wird mindestens Isocyanatgruppen weiterpolymerisiert werden. Zur 1 Mol Base pro Mol eines trifunktionellen Vorpoly-Herstellung der Vorpolymerisate mit blockierten Iso- 20 merisats zur Umsetzung gebracht,
cyanatgruppen können auch andere Verbindungen im Fall von Mannich-Basen, die lediglich eine mit aktiven Wasserstoffatomen, wie tert.-Butanol, endständige Hydroxylgruppe aufweisen, wie aus Acetonoxim, Natriumbisulfit oder ε-Caprolactam, Monoalkanolaminen, z. B. Monoäthanolamin oder eingesetzt werden. Solche Verbindungen sind be- N-Methylmonoäthanolamin, hergestellten Mannichkannt. Gegebenenfalls wird bei der »Blockierungs«- 25 Basen, wird die Gelierung im allgemeinen durch bzw. »Maskierungs«-Reaktion ein inertes Lösungs- Umsetzung von nur 1 Mol Mannich-Base pro Äquimittel wie Xylol, Dibutyläther oder Monochlorben- valent der reaktionsfähigen Isocyanatgruppen des ZuI verwendet. Vorpoiymerisais verhindert. Mau kann l. B, 2 MuI
Da die Polyurethane anschließend zur Herstellung einer Mannich-Base mit einer endständigen Hydrovon
Produkten, die sich als Bestandteile von erfin- 30 xylgruppe mit jeweils 1 Mol eines difunktionellen
dungsgemäß hergestellten Beschichtungs- und Im- Vorpolymerisats zur Umsetzung bringen. Dementprägnjermassen
eignen, oxyalkyliert werden, soll eine sprechend können 3 Mol einer solchen Mannich-Basc
Gelierung der Polyurethane während ihrer Herstel- pro Mol eines trifunktionellen Vorpolymerisats bzw.
lung, der Oxyalkylierung oder der Verwendung un- 4 Mol einer solchen Base pro Mol eines tetrafunktioterbunden
werden, damit die oxyalkylierten Poly- 35 nellen Vorpolymerisats umgesetzt werden. Gemische
urethane ζ. B. günstige physikalische Eigenschaften. von Mannich-Basen mit verschiedenen Anzahlen
wie eine brauchbare Viskosität, Löslichkeit und Di- endständiger Hydroxylgruppen können im Prinzip
spergierbarkeit, aufweisen. Die Gelierung der oxy- mit Gemischen von Isocyanatvorpolymerisaten mit
alkylierten Polyurethane soll unterbleiben, da sie verschiedenen Anzahlen von reaktionsfähigen Isohäufig
in Form von Lösungen oder Dispersionen, 40 cyanatgruppen zur Umsetzung gebracht werden. Für
insbesondere von wäßrigen Lösungen oder Disper- Anwendungszwecke, bei denen eine Gelierung versionen,
eingesetzt werden. Sowohl die Gelierung der mieden werden soll, sollen jedoch die vorgenannten
oxyalkylierten Polyurethane als auch jene ihrer Vor- Bedingungen eingehalten werden,
produkte kann durch Einstellung des Äquivalentver- Die Umsetzung der Mannich-Basen mit den Vorhältnisses geregelt werden, mit welchem die endstän- 45 polymerisaten zu den Polyurethanen . ird innerhalb digen Hydroxylgruppen der Mannich-Basen bzw. ge- von 30 Minuten bis Ci Stunden und bei Temperaturen gebenenfalls verwendeter Polyole, Polyäther, Poly- von etwa 25 bis etwa 16O0C durchgeführt. Zur ester, einwertiger Alkohole oder einwertiger Phenole Durchführung der Umsetzung beschick! man einen mit den reaktionsfähigen Isocyanatgruppen des Vor- mit einem Rührer ausgerüsteten Reaktor mit der bepolymerisats zur Umsetzung gebracht werden. 50 nötigten Menge des Vorpolymerisats und erhitzt die-
produkte kann durch Einstellung des Äquivalentver- Die Umsetzung der Mannich-Basen mit den Vorhältnisses geregelt werden, mit welchem die endstän- 45 polymerisaten zu den Polyurethanen . ird innerhalb digen Hydroxylgruppen der Mannich-Basen bzw. ge- von 30 Minuten bis Ci Stunden und bei Temperaturen gebenenfalls verwendeter Polyole, Polyäther, Poly- von etwa 25 bis etwa 16O0C durchgeführt. Zur ester, einwertiger Alkohole oder einwertiger Phenole Durchführung der Umsetzung beschick! man einen mit den reaktionsfähigen Isocyanatgruppen des Vor- mit einem Rührer ausgerüsteten Reaktor mit der bepolymerisats zur Umsetzung gebracht werden. 50 nötigten Menge des Vorpolymerisats und erhitzt die-
Im allgemeinen soll das Äquivalentverhältnis der ses auf Temperaturen von etwa 40 bis etwa SO7C.
endständigen Hydroxylgruppen zu den reaktions- Die benotigte Menge Mannich-Base wird in einem
fähigen Isocyanatgruppen mindestens 1 :1 betragen. zweiten Reaktor ebenfalls auf Temperaturen von
um eine Gelierung zu verhindern. Es kann jedoch etwa 40 bis etwa 8O0C erhitzt. Gegebenenfalls wird
auch ein Überschuß an endständigen Hydroxylgrup- 55 an Stelle eines Teils der Mannich-Base ein Polyol.
pen eingesetzt werden, obwohl dies im Sinn der Er- Polyäther oder Polyester verwendet, mit der Maßfindung
nicht erforderlich ist. Ein Äquivalentverhält- gäbe, daß mindestens 1 Mol Mannich-Basc pro Mol
nis der endständigen Hydroxylgruppen zu den reak- Vorpolymerisat eingesetzt wird. Das erhitzte Vortionsfähigen
Isocyanatgruppen von 2: 1 wird bevor- polymerisat wird anschließend innerhalb von etwa
zugt angewendet. Wenn man z. B. ein »difunktionel- 6° 15 Minuten bis etwa 2 Stunden langsam in die im
les« Vorpolymerisat, d. h. ein Vorpolymerisat, das zweiten Reaktor befindliche, ebenfalls erhitzte Manzwei
zur Umsetzung mit zwei endständigen Hydro- nich-Base eingetragen. Die Reaktionsternperatur
xylgruppen einer Mannich-Base verfügbare Isocya- wird dabei bei etwa 40 bis etwa 80° C gehalten. Nach
natgruppen aufweist, mit einer solchen Mannich- der Zugabe des Vorpolymerisats erhitzt man das ReBase
zur Umsetzung bringt, verwendet man ein Äqui- 65 aktionsgemisch auf Temperaturen von etwa 80 bis
valentverhältnis der endständigen Hydroxylgruppen etwa 1fiO°C und hält diese Temperaturen während
zu den reaktionsfähigen Isocyanatgruppen von min- etwa 30 Minute;: bis etwa 4 Stunden zur Vervolldestens
4:2, was einem Molverhältnis Mannich- ständigung der Umsetzung aufrecht. Das als Um-
9
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sctzunusproduki erhaltene Polyurethan wird auf Salze hergestellt werden können, üie beim Erhitzen
Raumtemperatur abgekühlt. Gegebenenfalls v.r- dissoziieren, eignen sich besonders gut für die Hermischt
man die Mannich-Base bei 25 ' C mit dem stellung der erlindungsgemäß hergestellten Massen.
Vorpolymerisat und führt die Umsetzung bei Tempe- Gegebenenfalls werden den Beschichtungs- oder
ratur■■. ι bis 160 C durch. Man kann bei der Um- 5 Imprägniermassen der Erfindung, die die oxyalkysctzuiiii
auch ein inertes Lösungsmittel mitverwen- lierten l'oi\ urethane oiler deren Salze enthalten,
den. Die vorgenannten Umsetzungen werden unter /. B. grenzflächenaktive Verbindungen. Yernetzungs-Wasserausschluß
und im allgemeinen unter Stickstoll" mittel. Pigmente oder Lösungsmittel einverleibt.
als Schutzgas durchgeführt. Solche Massen eignen sich für spezielle Anwcndungs-Zur
Herstellung der Polyurethane kann ein Kata- io formen, wie Klotzen. Bürsten. Spritzen oder Bclysator
eingesetzt werden. Für diesen Zweck gceig- schichten.
nete Katalysatoren sind bekannt. Grenzflächenaktive Verbindungen nichtionogener.
auionen- oder kationenaktiver Art, die bis zu etwa
IV. Oxyalkylierung der Polyurethane 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das oxyalkylierte
15 Polyurethan, eingesetzt werden können, fördern die
Zur Oxyalkylierung der in Abschnitt III beschrie- Hmulgicrung und/oder Dispersion der Polyurethane,
benen Polyurethane setzt man die Polyurethane mit Beispiele für kationenaktive grenzflächenaktive
einem Aldehyd oder einem Aldehydbildncr um, wo- Verbindungen sind die Umsetzungsprodukte von Albci
mindestens ein reaktionsfähiges WasserstofFatom kylcnoxiden mit Stickstoffatome enthaltenden hydrodes
Polyurethans zur Reaktion gebracht wird. Bei 20 phobcn Verbindungen oder die quarternären Ammoder
vorgenannten Umsetzung verwendet man pro niumvcrbindungen von Stickstoffatome enthaltenden
Mol Polyurethan etwa 1 bis etwa 3 Mol Aldehyd als Verbindungen.
solchen oder in Form eines Aldehydbildners. Die Beispiele für geeignete nichtionogene grenzflächen-
Oxyalkylicrung wird innerhalb von etwa 30 Minuten aktive Verbindungen sind die durch Umsetzung von
bis etwa 10 Stunden bei Temperaturen von etwa 5 25 Alkylenoxidcn, wie Äthylen-, Propylen- oder BiUy-
bis etwa 110'C. gegebenenfalls in Gegenwart eines lenoxid oder entsprechenden Gemischen, mit z.B.
Lösungsmittels, wie Wasser, Methanol, Äthanol, Bu- Alkylphenolcn. Fettsäuren oder Alkoholen erhalte-
tanol. Xylol oder eines entsprechenden Gemisches, nen Produkte.
durchgeführt. Das oxyalkylierte Polyurethan wird Beispiele iüi aiiiönenaktive grenzflächenaktive
im allgemeinen in Form einer Lösung oder Disper- 30 Verbindungen, die allein oder gemeinsam mit den
sion erhalten. vorgenannten nichtionogencn grenzflächenaktiven
Beispiele für die zur Oxyalkylierung als solche Verbindungen eingesetzt werden können, sind die
oder in Form von Aldehydbildnern einsetzbaren Natrium- und Kaliumsalze von Alkylbenzolsulfon-
Aldehyde sind 1 bis 7 C-Atome aufweisende Aide- säuren oder Alkylnaphthalinsulfonsäuren,
hyde. 35 Man kann dem oxyalkylierten Polyurethan auch
ein Lösungsmittel zusetzen. Im allgemeinen "erden
V. Herstellung der Beschichtungs- und Imprägnier- bis 90 Gewichtsprozent Lösungsmittel, bezogen auf
massen auf der Basis oxyalkyliertcr Polyurethane das oxyalkylierte Polyurethan, eingesetzt. Das Lösungsmittel
kann vor der Oxyalkylierung zugegen
Die oxyalkylierten Polyurethane können in Form 40 sein oder nach der Oxyalkylierung zugesetzt \vervon
Gemischen, wie Lösungen oder Dispersionen, den. Beispiele für Lösungsmittel, die den oxyalkyeingesetzt
werden. Man kann die oxyalkylierten Poly- lierten Polyurethanen beigegeben werden können,
urethane z. B. durch Umsetzung mit Säuren in Salze sind Wasser, hydrophile Alkohole, wie Methanol,
überführen, die in Wasser und oder anderen Lösungs- Äthanol, 2-Methoxyäthanol oder Isopropanol, hymitteln
löslich oder dispergierbar sind. Diese Salze 45 drophobc Alkohole wie Octanol oder Dekanöl,
können mit anorganischen Säuren, wie Chlorwasser- chlorierte Lösungsmittel wie Chloräthylene oder
stoffsäure. Schwefelsäure. Phosphorsäure oder SaI- Chlorbenzole, Kohlenwasserstoffe wie l.igroin,
petersäure, hergestellt werden. Man kann die Salze Leichtbenzin, Benzol. Toluol, Xylol oder Älkylauch
mit Carbonsäuren mit 1 bis 4 C-Atomen, wie naphthaline. Ketone wie Aceton oder Methyläthyl-Ameisensäure.
Essigsäure. Propionsäure. Buttersäure. 5° keton, oder Ester wie Äthylacetat. Amylacet'at oder
Isobuttersäure. Bernsteinsäure oder Maleinsäure. Methylbutyrat. Man kann auch Lösungsmittelaehcrstellen.
Zur Herstellung der ^al/e setzt man die mische einsetzen.
betreffende Säure bei Temperaturen von etwa 25 bis Die die geeigneten oxyalkylierten Polyurethane reetwa
110" C mit dem oxyalkylierten Polyurethan um, aktionsfähige Oxyalkylreste wie Oxymethylgrupper
vorausgesetzt, daß bei den angewendeten Tempera- 55 (Methylolgruppen) enthalten, kann man die oxyalky
türen keine Zersetzung des Polyurethans oder seiner lierten Polyurethane mit Vernetzungsmitteln ver-Salze
erfolgt. Im allgemeinen werden bis etwa 20 Ge- mischt einsetzen, wobei bis etwa 1 Mol Vernetzungswichtsprozent,
bezogen auf das oxyalkylierte Poly- mittel auf 1 Äquivalent der im Polyurethan vorliegen
urethan, einer anorganischen Säure oder Carbon- den reaktionsfähigen Oxyalkylreste kommen,
säure mit 1 bis 4 C-Atomen mit den reaktionsfähi- 60 Man kann das Vernetzungsmittel den Beschich gen tertiären Amineruppen des oxyalkylierten Poly- tungsmassen einverleiben oder es getrennt vor den urethans zur Umsetzung gebracht. Je nach Bedarf Härtungsprozeß auf den Träger aufbringen. Beispiel· setzt man eine reaktionsfähige teitiäre Amingruppe für geeignete Vernetzungsmittel sind Phenole, wii oder alle die^e Gruppen mit den Säuren um. Die Phenol selbst, Kresole, Xylenole, andere Alkylphe Salze können in einem wasserfreien oder wäßrigen 65 noie oder Bisphenole, als Aminoplastbildner geeig Medium, gegebenenfalls unter Mitverwendung von nete \'erbindungen, z. B. Amine wie Harnstoff, Thio Lösungsmitteln, hergestellt werden. Carbonsäuren, harnstoff. Dicyandiamid., Guanidin, Guanylharmfofl aus denen mit den oxyalkylierten Polyurethanen Biuret. Melamin, Ammelin, Ammelid. Cvanursäur
säure mit 1 bis 4 C-Atomen mit den reaktionsfähi- 60 Man kann das Vernetzungsmittel den Beschich gen tertiären Amineruppen des oxyalkylierten Poly- tungsmassen einverleiben oder es getrennt vor den urethans zur Umsetzung gebracht. Je nach Bedarf Härtungsprozeß auf den Träger aufbringen. Beispiel· setzt man eine reaktionsfähige teitiäre Amingruppe für geeignete Vernetzungsmittel sind Phenole, wii oder alle die^e Gruppen mit den Säuren um. Die Phenol selbst, Kresole, Xylenole, andere Alkylphe Salze können in einem wasserfreien oder wäßrigen 65 noie oder Bisphenole, als Aminoplastbildner geeig Medium, gegebenenfalls unter Mitverwendung von nete \'erbindungen, z. B. Amine wie Harnstoff, Thio Lösungsmitteln, hergestellt werden. Carbonsäuren, harnstoff. Dicyandiamid., Guanidin, Guanylharmfofl aus denen mit den oxyalkylierten Polyurethanen Biuret. Melamin, Ammelin, Ammelid. Cvanursäur
oder Guanamin. bzw. entsprecheiule Gemische oder
Derivate. Verbindungen mit reaktionsfähigen Aminoruppen wi<* Ammoniak, primäre Amine oder PoIyimiiic.
/.. B. Diiithylcntriamin. können ebenfalls eingesetzt
werden. Man kann die im oxvalkylierten Polyurethan vorhandenen Oxyalkylreste auch mit
reaktionsfähigen Resten des beschichteten Materials, wie Hydroxyl- oder Aminogruppen, umsetzen oder
sie zur Erzielung höher polymerisiertcr Polyurethane untereinander zur Umsetzung bringen.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Bcschichtungs- oder Imprägniennasscn zum
Behandeln von faserartigen Substraten, wie Fasern, Textilien. Kunststoffe. Leder oder Papier, können
die Textilmaterialien aus natürlichen oder synthetisehen Fasern bestehen, z. B. aus Fasern aus Baumwolle.
Wolle. Seide. Jute, Sisal, Hanf, Fell. Flachs. Kapok. Reyon (Viskoseseide), Celluloseacetaten,
z. B. Cellulosetriacetat, Polyamiden, wie Nylon. Polyestern wie Polyethylenterephthalat. Acrylpolymerisaten
wie Polyacrylnitril. Vinylpolymerisaten wie Vinylchlorid -Vinylidenchlorid -Mischpolymerisaten
oder Acrylnitril-Vinylchlorid-Mischpolymerisaten. Polystyrol. Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethan.
Glas, keramischen Materialien, Asbest oder Proteinen. Maiseiweißfasern oder deren Kombinationen
mit Erdnußeiweißfasern. Auch Textilien aus entsprechend gemischten Fasern können mit den erfindungsgemäß
hergestellten Massen beschichtet werden.
Die Beschichtungs- oder Imprägniennasscn könncn nach jedem beliebigen Verfahren und mittels
jeder beliebigen Vorrichtung, die sich zum Beschichten oder Behandeln faserartiger Substrate eignet, auf
Textilgut aufgebracht werden. Gegebenenfalls werden den Beschichtungs- und Imprägniermassen andere
Zusätze, wie Stabilisatoren, Oxydationsinhibitoren, Verdickungsmittel. Weichmacher oder Gleitmittel,
unter der Voraussetzung einverleibt, daß diese Zusätze mit den oxvalkylierten Polyurethanen, die
kationenaktive Verbindungen sind, verträglich sind. Dies bedeutet, daß die vorgenannten Zusätze nicht
mit den oxvalkylierten Polyurethanen unter Bildung von Gelen oder Fällungen, die die Wirksamkeit der
ersteren oder der Beschichtungsmassen beeinträchtigen, reagieren dürfen. Die Beschichtungs- und Tmprägniermassen
eignen sich besonders zum Behandeln von Textilien, wobei sie z. B. deren antistatische
Eigenschaften verbessern, ferner zur Verbesserung anderer Fasereigenschaften, wie des Gleitvermögens,
des Griffs, des Falls, der Weichheit, der Einfärbbarkeit. des Pigmentbindevermögens, der Fülligkeit, Abriebfestigkeit
oder der Appretur.
Wenn die Beschichtungs- oder Tmprägniermassen zum Färben oder Pigmentieren von Textilien, wie
Fasern oder Stoffe, verwendet werden, kann man sie nach einer der vorgenannten Methoden, wie durch
Klotzen oder Spritzen, aufbringen. Der dabei verwendete Anteil der Beschichtungsmasse, der auf die
Faser aufgebracht wird, hängt von den Eigenschaften der Fasern sowie von der jeweiligen Aufbringungsform
ab. Gegebenenfalls wird die Beschichiangsrnasse in farbloser Form, d. h frei von Pigmenten
oder Farbstoffen, auf die Fasern aufgebracht, gehärtet
und anschließend oberflächlich angefärbt oder eingefärbt. Es ist nicht wichtig, bei welcher Temperatur
die Beschichtungsmassen aufgebracht werden. Im allgemeinen wird bei Temperaturen von etwa
- 7 bis etwa 38° C gearbeitet
Nach der .Aufbringung der Beschichtungs- oder
Imprägniermassen in Form einer Schicht auf Fasern
oder Textilien wird die beschichtete Faser oder das
Textilgut bei Temperaturen von etwa - I bis etwa 150 C getrocknet und danach gehartet, wobei das
Material durch einen Härtungsofen hindurchgefühlt wird. Die I emperaturen im Härtungsofen betragen
dabei etwa 93 bis 232 C, vorzugsweise 107 bis
2180C. Die Verweilzeit des Materials im Härtungsofen beträgt etwa 1 bis etwa 120 Minuten, vorzugsweise
etwa 2 bis etwa 5 Minuten. Die optimalen. Temperaturen und Verweilzeiten im Härtungsofen
können leicht bestimmt werden, indem nr>n getrocknete, nicht gehärtete Proben der beschichteten Fasern
oder Textilien in den Ofen legt und diese Proben während einer bestimmten Zeitspanne erhitzt
und dabei untersucht, wann die Schicht auf den Proben genügend ausgehärtet ist. Der Anteil der gehärteten
Beschichtungsmasse beträgt etwa 0,1 bis etwa 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 1 bis
etwa 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die behandelten Fasern oder Textilien.
Zur Verwendung der Beschichtungs- oder Imprägniermasscn als Pigmentbindemittel können die Pigmente
in einer wäßrigen Lösung oder wäßrigen Dispersion der Beschichtungsmasse dispergiert werden
und die so erhaltene Masse kann auf die vorgenannte Weise auf die Fasern aufgebracht, getrocknet und
gehärtet werden. Die Konzentration des Pigments in der Beschichtungsmasse hängt vom gewünschten Pigmenticrungsgrad
und von der Art des Beschichtungsvcrfahrens ab. Die Pigmentkonzentration kann etwa
0.01 bis etwa 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das in der Beschichtungsmasse enthaltene oxyalkylierte
Polyurethan, betragen.
Gegebenenfalls wird eine piementfreie Beschichtungsmasse
zur Erzeugung farbloser Überzüge auf z. B. Fasern. Textilien oder Papier verwendet. Diese
farblosen Überzüge werden in der vorstehend beschriebenen Weise getrocknet und gehärtet und anschließend
nach herkömmlichen Verfahren eingefärbt. Es hängt von der jeweils gewünschten Farbfestigkeit und vom entsprechenden Farbton ab,
welche Farbstoffkonzentration angewendet wird. Die Farbstoffkonzentration beträgt etwa 0.01 bis etwa
5 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 0.01 bis etwa 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die Faser. Die Konzentrationen
der Beschichtungsmassen. die als farblose Überzüge auf Fasern oder Gewebe aufgebracht
werden, liegen in dem vorstehend für das Pi ;mentbinden angegebenen Bereich.
Die Beschichtungs- oder Imprägniermassen eignen sich auch zum Verbessern antistatischer Eigenschaften
und der Abriebfestigkeit von Fasern und Geweben. Die Massen werden als überzüge auf Fasern
und Textilien aufgebracht, getrocknet und gehärtet, wobei Methoden zur Anwendung kommen, die vorstehend
im Zusammenhang mit dem Pigmentbinden und Einfärben erläutert wurden. Die mit den erfindungsgemäß
hergestellten Beschichtungsmassen behandelten Fasern und Textilien besitzen verbesserte
antistatische Eigenschaften.
Die Bcschichtungs- oder Imprägniermassen eignen sich auch als Hilfsmittel beim Nachgerben von
Chromleder und beim Appretieren von Leder. Sie können ferner zuoi Imprägnieren oder Beschichten
von Leder verwendet werden, wobei man sie in Anteilen von etwa 0.1 bis etwa 30 Gewichtsprozent, be-
zogen auf das Leder, einsetzen kann. Vor der Anwendung
kann man die Beschichtungsinassen mit einem Lösungsmittel, wie einem Alkohol oder einem
Alkohol-Wasser-Gemisch, verdünnen. Man kann die Gemische sowohl zum Nachgerben von Leder als
auch zum Imprägnieren, Beschichten und Konditionieren von Leder, das zuvor gefettet wurde, einsetzen.
Mit Hilfe der Beschichtungs- oder Imprägniermassen wird eine hervorragende Durchdringung des Leders
erzielt, das nach dem Trocknen nicht klebrig ist. Die Beschichtungsmassen können auf das Leder
durch Aufspritzen, Beschichten oder Aufwalzen aufgebracht werden. Man kann mit den Beschichtungsmassen
sowohl chromgegerbtes als auch vegetabilisch gegerbtes Leder behandeln.
Die Beschichtungs- und Imprägniermassen können schließlich bei der Papierherstellung eingesetzt werden.
Man kann die Massen dabei direkt in den Holländer einspeisen und die Basizität des Breies bzw.
im Holländer erhöhen, damit eine Kondensationsreaktion zwischen dem oxyalkylierten Polyurethan
und den Hydroxylgruppen der Cellulose erfolgen kann. Die gegebenenfalls Vernetzungsmittel enthaltenden
Beschichtungsmassen können auch zur Imprägnierung oder Beschichtung von Papier eingesetzt
werden. Nach den vorgenannten Verfahren hergestelltes Papier besitzt eine erhöhte mechanische
Festigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Teil- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht,
wenn nicht anders angegeben.
A. Herstellungsverfahren für erfindungsgemäß einsetzbare Mannich-Basen
I. Mannich-Base durch Umsetzen eines Dialkanolamins.
eines Aldehyds und eines Aminoplastbildners
40
Ein Reaktionsansatz aus 315 g (3 Mol) Diäthanolamin,
200 ml Wasser und 100 g Methanol, der sich in einem von außen beheiz- bzw. kühlbaren, mit
einem Rührer und Rückflußkühler ausgerüsteten Glaskolben befindet, wird unter Rühren auf 100C
abgekühlt und anschließend innerhalb von einer Stunde bei 10" C langsam mit einem Gemisch aus
244.5 g 37°,niger wäßriger Formaldehydlösung (3 ΜοΓFormaldehyd) und 150 ml Wasser versetzt.
Das erhaltene Gemisch wird zur Herstellung des Metrnloiaddiiki-ϊ des Diäthanolamins (Oxymethyldiäthanolamin1)
weitere 45 Minuten bei 10° C gerührt.
Anschließend wird die Lösung des Oxymethyldiäthanolarnins
in dem Gemisch aus Wasser und Methanol mit 252 g (3 Mol) feinteiligem Dicyandiamid
versetzt, und das erhaltene Gemisch wird unter Rühren auf Temperaturen von 90 bis 95° C erhitzt
und danach zur Durchführung der Mannich-Reaktion etwa 1 Stunde bei den vorgenannten Temperaturen
unter Rückfluß gekocht.
Das nach der Mannich-Reaktion erhaltene Produkt ist eine Lösung einer Mannich-Base, d. h. eine
Lösung des Umsetzungsprodukts von 1 Mol Diäthanolamin und 1 Mol Formaldehyd pro Mol Dicyandiamid
in einem Gemisch aus Wasser und Methanol. Die Lösung der Mannich-Base wird zur Entfernung
des Wassers, Methanols und anderer flüchtiger Bestandteile bzw. zur Isolierung der Mannich-Base als
im wesentlichen wasserfreie Verbindung unter einem Druck von höchstens 711 mm Wassersäule destilliert.
Die Destillation unter vermindertem Druck wird unter Erhitzen bis zu einer Sumpftcmperatur von
100DC fortgesetzt. Anschließend wird die Mannich-Basc
etwa 15 Minuten unter vermindertem Druck auf 100:C erhitzt und danach unter vermindertem
Druck auf 55 ~ C abgekühlt. Nach dem Druckausgleich wird die Mannich-Base dann mit 100 g Methanol
versetzt. Das erhaltene Gemisch wird wiederum unter einem Druck von höchstens 737 mm Wassersäule
bis zu einer Sumpftcmperatur von 100° C destilliert und anschließend zur Befreiung der Mannich-Base
von Methanol und anderen flüchtigen Bestandteilen etwa 30 Minuten unter vermindertem
Druck auf 100" C erhitzt. Man erhält eine Mannich-Base
mit einem Wassergehalt (nach Karl Fischer)
von 0.08 Gewichtsprozent.
II. Mannich-Base durch Umsetzen eines Dialkanolamins,
eines Aldehyds und eines Aminoplastbildners und anschließende Kondensation mit weiterem
Aldehyd
Ein Reaktionsansatz aus 315 g (3 Mol) Diäthanolamin
und 112,5 ml Wasser, der sich in einem von außen beheiz- und kühlbaren, mit einem Rührer und
Rückfiußkühlci ausgerüsteten Glaskolben befindet,
wird unter Rühren auf etwa 8 bis 1O0C abgekühlt und anschließend innerhalb 1 Stunde mit einer Lösung
von 244.5 g 37 »/oiger wäßriger Formaldehydlösung (3 Mol Formaldehyd) und 150 ml Wasser,
deren pH-Wert 8.3 ±0,1 beträgt, versetzt.
Während der Zugabe der Formaldehydlösung wird der Ansatz gründlich gerührt und bei etwa 100C gehalten.
Das erhaltene Gemisch wird zur Herstellung des Methyloladdukts des Diäthanolamins (Oxymethyldiäthanolamin)
weitere 20 Knuten bei 10°C
gerührt.
Die Lösung des Oxymethyldiäthanolamins in dem Gemisch aus Wasser und Methanol wird anschließend
unter gründlichem Rühren mit 84 g (1 Mol) feinteiligem Dicyandiamid versetzt, und das erhaltene
Gemisch wird unter Rühren auf Tempe.. iuren von 60 bis 65° C erhitzt und bei diesen Temperaturen
innerhalb von etwa 1 Stunde zur Umsetzung gebracht. Danach werden in das Gemisch 41 £ 37°/oige
wäßrige Formaldehydlösung (0,5 Mol Formaldehyd) eingetragen, und das Gemisch wird auf Temperaturen
von 90 bis 100"C erhitzt und zur Vervollständigung der Umsetzung 2 Stunden bei diesen Temperaturen
gehalten. Als Umsetzungsprodukt wird ein Formaldehydkondensat einer Mannich-Base erhalten,
d. h. das Kondensationsprodukt von etwa 1 Mol Formaldehyd mit etwa 2 Mol einer Mannich-Base.
Dieses Formaldehydkondensat kann ebenfalls als eine Mannich-Base angesehen werden.
Die erhaltene Lösung der Mannich-Base in einem Gemisch aus Methanol und Wasser wird zur Entfernung
von Wasser, Methanol und anderen flüchtigen Bestandteilen und zur Isolierung der Mannich-Base
als im wesentlichen wasserfreie Verbindung unter einem Druck von höchstens 711 mm Wassersäule
einer Destillation unterworfen. Diese Destillation unter vermindertem Druck wird unter Erhitzen bis
zu einer Sumnftempernrur von 1000C fortgesetzt.
Anschließend wird die Mannich-Base etwa 30 Mi-
15 ·1ι?
Vi-: -'.hjnd beschrieben .ub^uis·,·!;:; «.'i.\^koH\-:\ ί\·- I ■.·.>.·'.:·.■.■.!■.·. X\Asu-·.: .\N ^. .·.-.-. · ·.·:;·. \ .■·.« >-n.;..··. t ■.■■.
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;iiT.i:l cingeii'agcn. und das erhabene I ienii^eS-i wiu! .;■. Sl.uks:.vt .iN ^. lau :·.·.. r. ·.-..■« .ιΐυ.1, '.-.u ι. «;■..! tmi
un:e! Rühren auf eiua ~0\' erliii.-[ uv.d aiwhhe !^.Ί'·.·»1. ■<
Μ.-Π r.'U.HlnK-ii^'xi..·! nai .-m m Pm. i>
Li::id ebenfalls unter Ruinen innerhalb e:u a 1 Süinde ^ehni'.iMii.'le'M'l.u >·>·χ\ u U\ \,ui HH'i' Iv.. !η, !.ι Ρ:>·.
bei 70 C bis zur Beendigung der Mannich R.akiion .'.Iv w.ieh-.au·.·.-..· te-.i,- Sub-a.m: \.m1i, -.-. sul.· ΙΊΊχίιιϊι·.
7UI V'nisctzung gebracht. Man erhall eine 1 .>^un·.', leus'.Uknl ηηιΓ» .ml em.· em xxemy. .·!·.·ιΐΐ:ιΙΙ· .le·,
der Mannich-Base in einem Cieiiii>-eh aus Wassci und .i<- Schmelzpunkt·, lui-eiule 1 ,-mpeuiim eihii-i mi.l :m
Μυίίκιηοΐ. Diese Lösuntr wird /ur lniternune \imi -.ehheiHiul in IIii-.mivi I ιμ,ιι :ml eix%:i Γ· ι ;ilu··
Wa^er. Methanol und anderen tliiclitiueu lU-siand kulili weulen In >l.i-. ilu-.-.u·.· ΙΊ·Ι\ .ulix I. m-lx Ι..Ί wu.l
teilen und zur Isolierung der Mannich-Üase ais im dann U.o ;· Meibx Kli.itli.un l.mim enu-eii ml·.-η
wesenlhchen wasserlreie \'erbiiuiuiiii unter \eiiniu Pas \.<i'.'.enaunir ( .eun-.i h wu.l iImhh umi. ι ·_·ιϋΜιΐ
de item Druck destilliert. Die Mannieli-Ha^e \\ ird bis -ι;, iuliem Kuliu:i mit '· ' ' ·.· ι ι Μ·>11 I ·
>ln \ I. n. ln-..>. \ mmmi
zu einer Sumpftemperatur von 100 C unter einem xcivi.-i umi .m-.ehlu H.n.l mit. ι Kuin.n :-.ui i.-m|>.
Druck von höchstens etwa 71 1 mm W'assersiiiile ile i.ilunn \nn /I)In-. '■>
( eilai.i Pi. \ in-., i.-uiur hm.I
stilliert. Diese Destillation unter vermindertem Druck dann ur.u-i den χ .μιτπ.ιππΙ. π lieiliuuMuii.·. π nun ili.ill·
wird nach dem lirreichen der Sumpfiempeialur mim \i>n -Γ->
Miuiiirn dun tu·.-luln ι M.m i-iIimM .-m · n.l
IOD C weitere 15 Minuten fortgeset/.i. Anschliel.'n-inl .m. -.iaudire l-.ni x.m.iin
<i ■ >| ·» u .mt\-,. r.. n.i. ·. \..i|...l·
wird die Mannich-Base auf 50 C abueküiili. mil uuii-..ιΐ mit . -nu-m inhalt .m ι. .il ii· mi i.iln;-. η Ι-··
100g Methanol versetzt, und das erhaltene (iemi'.cli ι \ ;n i.itt-t u|>| uii xmi ι. '
< i.\-. i. In-.j.i...-. ni
wird unter vermindertem Druck liestillierl. Man ri
hält eine Mannicli-Base mit einem Wasscii'ehali ( I !him-I/uh·.· i-mn M.mm. Ii Um·., nni . m. m .ml
(nach Karl Fi sch e r) von 0.05 (iewichtspio/i-nl. .·,;, .,,_„„),,,,. |,,„..,,,,,iri u|.|h η .ml.-,. ι-., ml. u i'i.ilnm
,,, ,r · I π ill- . ., ,, , , \ ( II I MlK IIH'l I' -ll I' III'. I 11 ' ' 11!' IH I I I' Π I ' I I i 111 I Il Il L-'. Γ. Il I I Γ·' Il
IV. Mannich-Base durch Umsetzen von N-Melhyl ' ν I I
älhanolamin. Formaldehyd und Ciiuinitlinc;::hon.tt
Ein Gemisch von 320 μ N-Melhylmniioiithaiio! .'<)l ;·, i|i-i Mannu Ii Ha·., im. Ii · 1 ·-1 11<·ι·:ΐ. lluu;··.
amin und SOg Methanol, das sieh in einem um '·<· vur.iluili I und 7011 ;· «!■-■. ;\<
ιη.ιΓ. Ii h- ι ;·· -:i <
Mt« 11
außen beheiz- und kühlbaren, mit einem Rülmi und lud-.i.mdi;''· I -.· »· ',;niaifMii|>|n η :ml·.· ■ iv ml' π V"i
Rückflußkühlcr ausgerüsteten filaskolben hi.-liiulct. polyiti>-ti-.:ii-. v.-'-id'-n uni'-i Wa·.·-.' i.m·.;. hlul' m mim
wird unter Rühren auf 10° C aligekühlt und an.dilii- Slii k.ioll·.' ΙιιιΙ/;μ·..ιΙπμ.·.|ιΙι.ιι·· ■■ nur.· 1«ι I »■'-. ' -r
ßend ebenfalls unter Rühren innerhalb etwa (J0 Mi- μιι·.Ίι ν.ιιΊ an-.i Mi'·Ι'.· nd uni'-i l'iiliini aul I ■ n>i"
nuten bei etwa 10C langsam mit 326 ^'. 37"/r.ij.-cr '·■:, ι .-:i u ι <*ri von Vo In·. 7'. ' ■ -iliii/i. μιιΊ Ίι· Ι.Ίιγ,η/ππ;.·
wäßriger Formaldehydlösung versetzt. Man erhält al·. -λίμΙ b'-i d'n vnj" -iiaiitii· π I · ιπ|ι··ι;ιΐιιΐ' π ium t\>.A\,
Umsetzuncsprodukt das Methyloladdukt von N-M·:- '.on '.'. Siun'l'ii dur· li;"-fiilni \
>.v. r r !ι.ιΜ« n·- '.'in
thvhnonoäihanolamin. ■.'■\γιιι\·,'-.\>ι·*\α)τΐ Ί'ΐ .'/I.-mm· Ii I !a-.·- mil
<U ,,, r,,,i
Ständige Isocyanaigruppen aufweisenden UrethanvorpoUnierisat
erweist sieh als vollständig ausreagiert und enthält keine reaktionsfähigen Isocyanatgruppen.
D. Herstellung einer Beschichtungsmasse auf der Grundlage eines oxyalkylierten Polyurethans, das
durch Reaktion \on Formaldehyd mit dem Umsetzungsprodukt der Mannich-Base und des endständige
Isocyanatgruppen aufweisenden Urethanvorpolymerisats
erhalten wird, nach der weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensstufe
Das gemäß C erhaltene Umsetzungsprodukt der Mannich-Base mit dem endständige Isocyanatgruppen
aufweisenden Yorpolymerisat wird mit 244 g 37" . igcr wäßriger Formaldchvdlösung (3 Mol Formaldelivd)
\ersetzt, und die Owmethvlierung wird durch Erhiizen des Ansatzes auf Temperaturen von
7(1 bis 75 C und Beibehalten dieser Temperaturen
Während etwa 1 Stunde durchgeführt. Beim Vermischen dieses Produkts mit 830 μ destillierten Was-
»ers erhält man eine einheitliehe wäßrige Lösung. Beim Verdünnen mit weiterem destilliertem Wasser
wird diese Lösung trübe oder wolkig, was auf eine Verringerung der Löslichkeit des oxymethvliertcii
Polyurethans bei höheren Verdünnungen zurückzufühien
ist.
II. Das gemäß D erhaltene oxymethylene Polyurethan
wird im Rahmen des erlindungsgemäßen Ver- !'ahrens mittels 60 g wasserfreier Essigsäure in das
Acetat übergeführt. Das Acetat wird dann in 777 ml destillierten Wassers aufgenommen, wobei eine wäßrige
Lösung erhalten wird. Das erhaltene Acetat des oxymethylierten Polyurethans ist vollständig wasserlöslich.
V e r g 1 e i c h s b e i s ρ i e 1
a) F.s wird gemäß der belgischen Patentschrift 678 853. Beispiel 1. verfahren, mit dem Unterschied,
daß das dort \ erwendete 1.6-Hexandiisocyanat durch Toluylendiisocyanat ersetzt wird. Die molaren Verhältnisse
werden entsprechend angepaßt.
Zuerst wird ein Polyester durch Umsetzen von 292 g (2 Mol) Adipinsäure mit 138,5 g (1,175 Mol)
1.6 Hexandiol und 122.5 g (1,175 Mol) Neopentylglykol hergestellt. Zur Beschleunigung der Reaktion
wird LOg Methansulfonsäure als Katalysator zugegeben.
Die Reaktionsteilnehmer werden langsam zum Schmelzen gebracht und dann allmählich auf
eine Temperatur von 50" C erhitzt. Gebildetes Wasser wird abgetrennt, schließlich unter Anwendung
von vermindertem Druck von IUO Torr.
Der derart hergestellte Polyester mit einer OH-Zohl
von 67 wird in einen 1-1-Kolben gegeben und
30 Minuten bei 12 Torr auf 120" C erhitzt. Nach
langsamem Entspannen werden durch einen Trichter langsam 42 g Toluylendiisocyanat zugegeben.
Das Gemisch wird 2 Stunden auf 120" C gehalten und dann auf SO" C gekühlt. Hierbei werden QOOg
tert.-Butanol von Raumtemperatur zugegeben. Beim Stellen bildet das Produkt ein Gel.
Dann werden in ein 3-1-Gefäß SOO g tert.-Butanol und 7.2 g Athylendiamin und ',chließlieli das im vor- fi5
stehenden Absatz genannte Produkt langsam /ugegeben. Da das Produkt gelartig ist. ist die Zugabe
schwierig. Das Gemisch wird 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Hierbei bildet sich eine
weiße Aufschlämmung. Diese Aufschlämmung wird dann in eine Harzllasche gegeben. Danach wird die
Hauptmenge des tert.-Butanols unter vermindertem Druck abdestilliert. Restliche Spuren des Butanols
werden in einem Vakuumtrockenschrank während 2 Tagen entfernt.
Dann werden in ein 2-!-Becherglas annähernd 240 2 des Produkts gegeben und in 750 cm:i Dimethylformamid
unter Erhitzen auf HO0C gelöst. (Proben des Produkts in tert.-Butanol. n-Butanol.
Äthylen»!ykolmonobut\ lather. Aceton. Glykolmonoacetat,
Tetrachlorkohlenstoff und Toluol waren unlöslich.)
In einem anderen Gefäß wird ein Gemisch aus
13g Natriumbisulfn, 72 g Wasser uad 10.2 g
3"''".iii;em Formaldehyd 30 Minuten auf 50" Γ e·
wärmt und dann zu dein im vorstehenden Ab-::', benannten Produkt bei 55 C gegeben und 5 Stund,-;·.
bei dieser Temperatur kondensiert. Nach der kondensation wird'das Gemisch mit 600 g destilliert. ::
Wassers sersetzt und gerührt. Man erhält das :_-
wünschte Produkt. Es ist unmöglich, das Dimeih,'
formamid zu entfernen, da der Siedepunkt di.·-. .
Lösungsmittels sehr hoch liegt und auch eine >:/..<
trope Destillation nicht durchführbar it. Das erlittene
Produkt ist eine gelatinöse Aufschlämmung, iir..:
es ist deshalb erforderlich, diese Aufschlämmung \vr
einem Vermischen mit dem Pigment zu homogenisieren.
b) Da^ vorstehend erhaltene Produkt wird nun ir.::
demjenigen des Beispiels 1. D, verglichen. Zu d.i.· scm Zweck werden beide Produkte mit dem Farbsioll
»Calcolone Blue GPN Paste« vermischt, d.·.-.
dem im Beispiel 6 vorliegender Anmeldung genannten Pigment -Pigmentblau 15« chemisch äquivalenz
ist. Danach werden die beiden Harz-Pigment-G.-mische
auf Baumwollgewebe aufgebracht und in d. r Hitze gehärtet. Anschließend werden die Proben
unter Verwendung eines synthetischen Waschmir 1 in üblicher Weise gewaschen.
Proben werden den Geweben vor bzw. nach dem Wascher entnommen. Aus den Proben ist ersichtlich,
daß die Polyurethane nach der belgischen Patentschrift 678 853 als Hilfsmittel bei der Färbung von
Textilien völlig unbrauchbar sind. Demgegenüber zelf-en die Grundstoffe nach vorliegender Erfindung
ein aaη7. gleichmäßig gefärbtes Gewebe.
A. Herstellung eines Urethan-Vorpolymerisats mit endständigen Isocyanatgruppen
Alle Reaktionsteilnehmer verden als wasserfreie Verbindungen eingesetzt, und zur Sicherstellung des
Arbcitens unter Wasserausschluß wird die Umsetzung unter Stickstoff als Schutzgas durchgeführt.
Ein von außen beheiz- bzw. kühlbarer Glaskolben, der mit einem Rührer und Rückflußkühler sowie
einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer StickstolTschutzgasatmosphärc
ausgerüstet ist, wird mit 1 163.4 g (1.5 Mol) Polypropylenglykol mit einem
Durchschnitismolckulargcwicht von 1010 und einer llydroxylzahl von 115 beschickt. Das Polypropylenglykol
wird dann auf etwa 450C erhitzt, mit 0,6 g
Methyldiäthanolamin versetzt, und das erhaltene Gemisch WiT1I anschließend auf 700C erhitzt.
Das erhitzte pohpropylenghkolhaltine Gemisch
ν,.κί dann innerhalb von 1 Stunde umer gründlichem
Rühren im-.522 g (3 Mol) Toludendiisocvanut versetzt, anschließend unter Rühren auf 70'bib 7^C
crhii/i und 1 Stunde bei 70 und 72 C "chalte-i ~Das
Urn-etzungsprudukt ist ein endstandiiTe Isoc'vanat-
p uppen autweisendes Vorpohinerisat mit einem Ge-1ι;..ιι
an reaktionsfähigen isocNanaturuppen von
d.4 dewichtsprozent.
10 Erfindungsgeniiiße Veriahreiisstufe
B. umsetzung einer Mannich-Base mit einem Urethanvorpolymerisat mit endständigen
lsocyanaturuppen ""
m g ucr Mannich-Ra- nach der Hersiellun^vor-
* ;ii 1 des l.uspieK 1 und I 2 8 C>
g des üemäL1, A herj
-u-llten Vorpohmcrisais mit eiulsiändiüen Koc\a-1
:-.μι-uppen werden unter Wasseiau-vlilu!; in einer -o
S-k-k>tollaimosphäre vermischt, und da- erhaltene
( .!!lisch wird unter Kühn-i auf 70 1'J C erhitzt
d innerhalb von etwa 1 y.unde hei dieser Tempeur
zur rmsei/Aing gebrach;. Das erhaltene Umimgsprodukl
der Mannich-Basc mit dem endstän-
lsoeyanatgruppen aufweisenden l'ivlhanvor-Kinerisat
weist keine reaktionsfähigen Isocyanatpen mehr <uf.
Weitere eriinduiu'v.vmäf.',e Verfahrensstufe
C. Herstellung eines oxvalkylierten Polyurethans
durch Kondensation des Unisetzungsprodukts der
Mannich-Base mit dem endständige lsoeyanatgruppen
aufweisenden Urethanvoipolymeri- it mit Formaldehyd
und Verwendung dieses oxyalkvlierten
Polyurethans in einer Beschichtungs- bzw.
Imprägniermasse
Das gemäß B erhaltene Umsetzungsprodukt der Mannich-Base mit dem endständige Isocyanatgruppen
aufweisenden Urethanvorpolymerisat wird mit 4SS g 37" oiger wäßriger Formaldehydlösung (6 Mol
Formaldehyd) versetzt, und die Öxymethylierung
wird durch Erhitzen des Ansatzes auf Temperaturen von 60 bis 70° C und Beibehalten dieser Temperaturen
während etwa I Stunde durchgeführt. Man erhält ein oxymethyliertes Umsetzungsprodukt der Mannich-Base
mit dem endständige lsoeyanatgruppen aufweisenden Urethanvorpolymerisat. Dieses oxymethylierte
Polyurethan wird mit 1000 g 99n.Oigem Isopropanol und anschließend mit 100 g einer nichtionogcnen
oberflächenaktiven Verbindung (Kondensationsprodukt von 1 Mol Nonylphenol und 9 MoI
Äthylenoxid) und 120 g wasserfreier Essigsäure versetzt, und die vorgenannten Bestandteile werden
gründlich durchgemischt. Das oxyaikylierte Polyurethan liegt als Acetat vor und weist reaktionsfähige
Oxymethylgruppen auf, weshalb es hitzchärtbar ist.
60
Verwendung einer Beschichtungsmasse auf Basis eines oxyalkylierten Polyurethans zum Behandeln
von Textilgut
10 g der gemäß Beispiel 2, C, erhaltenen Beschichtungsmasse,
die das vorgenannte oxyaikylierte Polyurethan enthält, werden mit 90 g Wasser zu einem
Klolzbad vermischt. Anschließend wird Baumwollware in diesem Bad geklotzt, indem man die Ware
unter Anwendung eines Walzendrucks von etwa 9.1 kg und mit einmaligem Abpressen unter der
Flotte durch eine Butterworth-Foulardmaschine führt. Bei dieser Arbeitsweise nimmt die Ware aus
dem Bad etwa 100 Gewichtsprozent Flotte, bezogen
auf die Ware, auf. Die behandelte \Vare wird anschließend
zur Härtung der darauf befindlichen Beschichtungsmasse 10 Minuten auf etwa 163° C erhitzt.
Nach der Härtung wird die Baumwollware wiederum mit 300 ml Wasser befeuchtet, und zur Herstellung
eines Farbbads werden 36 ml einer Igewichtsprozentigen
Lösung eines im Handel erhältlichen blauen Farbstoffs zugesetzt. Das Farbbad wird auf
60" C erhitzt, und die Ware wird 20 Minuten bei 00' C in diesem Bad behandelt. Anschließend wird
die Badiemperatur auf SO" C erhöht, und die Behandlung
der Ware wird zur vollständigen hinfärbung
30 Minuten lang fortgesetzt. Die eingefärbte Ware wird mehrmals mit Wasser von 60 C gewaschen.
Das Waschwasser läuft klar ab.
Das vorgenannte Verfahren wird zum Vergleich auch zur Unifärbung von imbehandelter Baumwollware
angewendet. Die mit der erfindungsgemäß hergestellten Masse behandelte Ware zeigt nach der F.infärbung
und Trocknung einen tiefen marineblauen Farbton, wogegen die unbehandelte Baumwollware
keinerlei Affinität für den vorgenannten Farbstoff aufweist.
Verwendung einer Imprägniermasse
zum Behandeln von Papier
zum Behandeln von Papier
Es wird eine 5gewiehtsprozentige wäßrige Imprägniermasse hergestellt, indern man das gemäß Beispie!
2, C, erhaltene Gemisch, das ein oxyniethyliertes Polyu.ethan enthält, mit Wasser verdünnt. Dann
werden Bögen aus gebleichtem Kraftpapier (Flächengewicht: 16.3 kg) mit dieser Masse imprägniert, und
der Überschuß der Lösung wird mit Hilfe von Walzen abgequetscht. Die imprägnierten Kraftpapierbögen
werden dann zur Härtung der auf dem Papier befindlichen Imprägniermasse 10 Minuten in einem
Ofen bei 100: C getrocknet. Nach der Härtung werden
diese Kraftpapierbögen mit unbeschichteten Kraftpapierbögen verglichen, zu welchem Zweck die
Mullen-Berstfestigkeit (kg cm2; Durchschnittsbildung aus vier Bestimmungen) bestimmt wird. Die Prüfung
der Mullen-Berstfestigkeit wird nach der TAPPT-Normvorschrift D 403-TS 63 (TAPPI-Normen: biitische
Papier- und Zellstoffnormen) durchgeführt. Die Durchschnitts-Mummen-Berstfestigkcit beträgt
für die imprägnierten und gehärteten Bögen etwa 0,94 kg cm-, für die unbeschichteten Bögen etwa
0,735 kg. cm-. Dies entspricht einer Erhöhung der Festigkeit (in trockenem Zustand) der gehärteten, imprägnierten
Bögen von 270Zd, bezogen auf die unbeschichleten
(nicht imprägnierten) Bögen.
Ein imprägnierter und gehärteter Bogen und ein unbeschichteter Bogen werden nach einem Tauchverfahren
unter Verwendung einer verdünnten wäßrigen Lösung eines im Handel erhältlichen sauren
Rotfarbstoffs eingefärbt. Es zeigt sich, daß der imprägnierte und gehärtete Bogen gegenüber dem Farbstoff
eine höhere Affinität aufweist als der unbeschichtcte Bogen und dementsprechend einen deutlich
höheren Farbwert aufweist.
21 22
Verwendung einer Beschichtunesmasse als Hilfsmittel Verwendung einer Beschichtungsmasse
zum Nachgerben von"Chromleder "'* Pigmentbmdemitiel
Es werden Proben aus Chromleder wie folgt be- ^ wird ein Klotzbad hergestellt, das ^ g^Bu-
handelt· 5 schichtunssmas·* vom Beispiel. 82g destilliertes
5 wasser. 2 ti Pigmentblau 15 (74IhO 74230) und 1 g
A. Chromleder wird mit 5 Gewichtsprozent eines lOgewichtsprozentige wäßrige Oxalsäure| enthält. iV.s
aus sulfatieriem Sperm-Kokosnuß- und Kno- verwendete Piament ist cm im Handel erhältliche
chenöl bestehenden'Gemisches ücfettet. Produkt. Dann wird Baiimwollwarc mit HiHe dieses
Bades einecfiirbt. indem man die Ware bei einem
B. Chromleder wird mit 5 Gewichtsprozent eines ' Walzendruck von etwa 9.1 kg und mit einmalige;:-
synthetischen Gerbstolfs auf der Basis eines sul- Abpressen unter der Flotte durch eine 3utter\\orihfonierten
und kondensierten Phenolharzes nach- Foulardmasciiine hindurchgeführt. Die eingefärbte
gegerbi und anschließend mit 5 Gewichtsprozent Ware wird bei Kaumtemperatur an der Lull getrockeines
sulfaiierten Sperm-, Kokosnuß- und Kno- net un(j anschließend 10 Minuten in einem Ofen bei
chenöls gefettet. 'a eUvu 16 V-C gehärtet. Man erhält eine pigmentierte
Ware bei der das Piement mit der Ware mittels der
C. Chromleder wird mit 5 Gewichtsprozent eines ^. . .,n iv>:.-imhniniisinasse verbunden ist.
synthetischen Gerbstoffs aul der Basis eines sul-
synthetischen Gerbstoffs aul der Basis eines sul-
lonierten und kondensierten Phenolharzes und . .; ,
5 Gewichtsprozent der gemäß Beisp.-.'l 1, L), er- 2n . ι ,'■<->
haltenen Beschichtungsmasse auf der Basis eines χ | Ier-i-ll'i-v e<ne- I Tcthanvorpolymerisais
oxwncihyüenen Pohurethans nachgegerbt und ' mjl ^nds^rn!1!;Cn lsoc\anaigrupp-.-n
danach mit 5 Gewichtsprozent eines sulfatierten
danach mit 5 Gewichtsprozent eines sulfatierten
Sperm-, Kokosnuß-und Knochenöls gefettet. ^ A]k_ RcaRlion^Lc;Snchmcr werden als wassertiviv
Die Lederproben A, B und C werden wie folgt her- D Verbindungen eingesetzt, und zur Sicherstellung de ■
gestellt: Jede Probe wird 30 Minuten bei ctwa"38r C Arbeitens unter Wasseranschluß wird die Umstund
unter Verwenduni! eines Flottenverhältnisses von zung unter Stick-toil dtuchgelünrt.
1-20! i behandelt, anschließend abgequetscht und mit 1508. Sg PoKäthylenghkol mit einer HyH:-.y.:- ciner I" ·· Natriumformiat enthaltenden Flotte, uie 3o zahl von IS-." werden aufgeschmolzen und m eine, einen pH-Wert von 3.9 aufweist, bei einem Flotten- mit einem Rührer. Riicktlußkühler. 1 hermomete: verhältnis \on 1:100 bei etwa 38J C 30 Minuten und einer F.inrichtimg für das Arbeiten in einer Sticklann behandelt und anschließend abgequetscht. Jede stoffatmosphäre ausgerüsteten Glaskolben gegeben. Lederprobe wird dann 10 Minuten bei etwa 38 C auf 70 C erhitzt, innerhalb von _etwa 2 Stunden H.-i in einer Flotte mit langem Flottenverhältnis gewä- 35 Temperaturen \on etwa 68 bis 72--C unter grundschen und danach abgequetscht. " lichem Rühren mit S7:ig Toluylendiisocyanat \ci Die Lec'.;rproben B bzw. C werden 45 Minuten bei setzt und innerhalb einer weiteren Stunde bei der. etwa 3« C in einer Flott-, die einen pH-Wert von vorgenannten I"emperat-.iren zur Umsetzung gebracht. 3,7 aufweist und 5 Gewichtsprozent eines syntheti- Man erhält ein endständige lsocyanatgruppcn aiii sehen Gerbstoffs auf der Basis eines sulfonierten kon- 4o weisenden Urethanvorpolymerisat. das einen Gehalt densierten Phenolharzes enthält, bei einem Flotten- an reaktionslähigen Is'cvanatgruppen von 8.6 Gevernältnis von 1 : 10 behandelt. Die behandelten Pro- wichtspro/ent aufweist,
ben wc den 10 Minuten bei etwa 38J C in einer
1-20! i behandelt, anschließend abgequetscht und mit 1508. Sg PoKäthylenghkol mit einer HyH:-.y.:- ciner I" ·· Natriumformiat enthaltenden Flotte, uie 3o zahl von IS-." werden aufgeschmolzen und m eine, einen pH-Wert von 3.9 aufweist, bei einem Flotten- mit einem Rührer. Riicktlußkühler. 1 hermomete: verhältnis \on 1:100 bei etwa 38J C 30 Minuten und einer F.inrichtimg für das Arbeiten in einer Sticklann behandelt und anschließend abgequetscht. Jede stoffatmosphäre ausgerüsteten Glaskolben gegeben. Lederprobe wird dann 10 Minuten bei etwa 38 C auf 70 C erhitzt, innerhalb von _etwa 2 Stunden H.-i in einer Flotte mit langem Flottenverhältnis gewä- 35 Temperaturen \on etwa 68 bis 72--C unter grundschen und danach abgequetscht. " lichem Rühren mit S7:ig Toluylendiisocyanat \ci Die Lec'.;rproben B bzw. C werden 45 Minuten bei setzt und innerhalb einer weiteren Stunde bei der. etwa 3« C in einer Flott-, die einen pH-Wert von vorgenannten I"emperat-.iren zur Umsetzung gebracht. 3,7 aufweist und 5 Gewichtsprozent eines syntheti- Man erhält ein endständige lsocyanatgruppcn aiii sehen Gerbstoffs auf der Basis eines sulfonierten kon- 4o weisenden Urethanvorpolymerisat. das einen Gehalt densierten Phenolharzes enthält, bei einem Flotten- an reaktionslähigen Is'cvanatgruppen von 8.6 Gevernältnis von 1 : 10 behandelt. Die behandelten Pro- wichtspro/ent aufweist,
ben wc den 10 Minuten bei etwa 38J C in einer
Flotte mit langem Flottenverhältnis gewaschen und B. Flerstellunc einer fleschichtun-ismasse auf Basis
danach abgequetscht. 45 eines" oxyalkylierten Polyurethans
F.ine Lederprobe C wird 45 Minuten bei etwa nach erfirichmssgemäßem Verfahren
38 C in einer Flotte, die einen pH-Wert von 4,3 aufweist und 5 Gewichtsprozent der gemäß Beispiel 1, 40.2 g der Mannich-Base nach der Hcrstellungs-D, erhaltenen Beschichtungsmasse enthält, bei einem Vorschrift I des Beispie's 1 und 99.3 g des gemäß Bei-Flottenverhällnis von 1 : 100 behandelt. Die Probe so spiel 3. A. erhaltenen Urethanvorpolymerisats mit wird dann in einer Flotte mit langem Flottenvcrhält- endständigen lsocyanatgruppen werden unter Wasnis 10 Minuten bei etwa 49 C gewaschen und da- serausschhiß in einer Stickstolfatmosphärc vermischt, nach abgequetscht. Beim Vermischen erfolgt exotherme Reaktion und Die Proben A. B bzw. C werden dann innerhalb die Temperatur des Reaktionsgemisches steigt auf von 45 Minuten bei etwa 49° C in einer Flotte, die 55 etwa MY C. Das Gemisch wird anschließend auf 5 Gewichtsprozent eines sulfatierten Sperm-. Kokos- Temperaturen von etwa 85 bis etwa 95 C erhitz; nuß- und Knochenöls enthält, unter Verwendung und bei diesen Temperaturen innerhalb von etwa eines Flottenverhältnisses von 1:100 gefettet. Die 1 Stunde zur Umsetzung gebracht. Das erhaltene Beschichtungsmasse von Beispiel 1. D. wird von der Umsetzungsprodukt der Mannich-Base mit dem end-Probe C rasch und vollständig aufgenommen, und 60 ständige Lsocyanatgruppen aufweisenden Urethanöle Aufnahme der Fettungsflüssigkeit erfolgt bei der vorpolymeiis..t ist im wesentlichen ausreagiert und Probe C ebenfalls rascher als beim Vergleichsvcr- enthält keine reaktionsfähigen Tsocyanalgruppen.
such. Das Umsetzungsprodukt wird auf 70° C abgekühlt. Die Auswertung der behandelten Lederproben er- innerhalb von 30 Minuten mit 48.6 g 37°'oiger wäßgibt, daß die Probe \ lappiges Leder, die Probe B 65 riger Formaldehydlösung versetzt, und danach wird ein volles und weiches Leder und die Probe C ein die Oxyrnethylierung durch 2 Stunden dauerndes Ervolles Leder mit festem Griff und insgesamt guten hitzcn des Gemisches auf 65 bis 75° C durchgeführt. Brucheicenschaften ist. Das oxymethylierte Umsetzungsprodukt wird danach
F.ine Lederprobe C wird 45 Minuten bei etwa nach erfirichmssgemäßem Verfahren
38 C in einer Flotte, die einen pH-Wert von 4,3 aufweist und 5 Gewichtsprozent der gemäß Beispiel 1, 40.2 g der Mannich-Base nach der Hcrstellungs-D, erhaltenen Beschichtungsmasse enthält, bei einem Vorschrift I des Beispie's 1 und 99.3 g des gemäß Bei-Flottenverhällnis von 1 : 100 behandelt. Die Probe so spiel 3. A. erhaltenen Urethanvorpolymerisats mit wird dann in einer Flotte mit langem Flottenvcrhält- endständigen lsocyanatgruppen werden unter Wasnis 10 Minuten bei etwa 49 C gewaschen und da- serausschhiß in einer Stickstolfatmosphärc vermischt, nach abgequetscht. Beim Vermischen erfolgt exotherme Reaktion und Die Proben A. B bzw. C werden dann innerhalb die Temperatur des Reaktionsgemisches steigt auf von 45 Minuten bei etwa 49° C in einer Flotte, die 55 etwa MY C. Das Gemisch wird anschließend auf 5 Gewichtsprozent eines sulfatierten Sperm-. Kokos- Temperaturen von etwa 85 bis etwa 95 C erhitz; nuß- und Knochenöls enthält, unter Verwendung und bei diesen Temperaturen innerhalb von etwa eines Flottenverhältnisses von 1:100 gefettet. Die 1 Stunde zur Umsetzung gebracht. Das erhaltene Beschichtungsmasse von Beispiel 1. D. wird von der Umsetzungsprodukt der Mannich-Base mit dem end-Probe C rasch und vollständig aufgenommen, und 60 ständige Lsocyanatgruppen aufweisenden Urethanöle Aufnahme der Fettungsflüssigkeit erfolgt bei der vorpolymeiis..t ist im wesentlichen ausreagiert und Probe C ebenfalls rascher als beim Vergleichsvcr- enthält keine reaktionsfähigen Tsocyanalgruppen.
such. Das Umsetzungsprodukt wird auf 70° C abgekühlt. Die Auswertung der behandelten Lederproben er- innerhalb von 30 Minuten mit 48.6 g 37°'oiger wäßgibt, daß die Probe \ lappiges Leder, die Probe B 65 riger Formaldehydlösung versetzt, und danach wird ein volles und weiches Leder und die Probe C ein die Oxyrnethylierung durch 2 Stunden dauerndes Ervolles Leder mit festem Griff und insgesamt guten hitzcn des Gemisches auf 65 bis 75° C durchgeführt. Brucheicenschaften ist. Das oxymethylierte Umsetzungsprodukt wird danach
mit 127 ml Wasser verdünnt. Man erhält so eine Beschichtungsmasse,
die 50 Gewichtsprozent oxymcthyliertes Polyurethan enthält.
Verwendung einer Beschichtungsmasse
als Pigmcntbindemittel
als Pigmcntbindemittel
Es wird ein Klotzbad hergestellt, das 20 g der Beschichtungsmasse von Beispiel 3, B, 7 g lOgewichtsprozentige
wäßrige Essigsäure, 4 g Isopropanol, 1 g lOgewichtsprozentige wäßrige Oxalsäure, 2 g Pigmentblau
15 (74160/74250) und 66 g destilliertes Wasser enthält. Mit Hilfe dieses Bades wird dann
Baumwollware eingefärbt, indem man die Ware bei einem Walzendruck von etwa 9,1 kg und mit einmaligem
Abpressen unter der Flotte durch eine Buttcrworth-Foukirdmaschine
hindurchgeführt. Die eingefärbte Ware wird in einem Ofen bei etwa 107° C getrocknet und anschließend JO Minuten in einem
Ofen bei etwa 163° C gehärtet. Man erhält eine pigmentierte Ware, bei der das Pigment mit Hilfe der
ίο gehärteten Beschichtungsmasse mit der Ware verbunden ist. Die pigmentierte Ware besitzt eine gute
Waschfestigkeit.
309522/543
Claims (2)
- Pateiuansprüche:Verfuhren zur Herstellung von Beschich-mgs- oder imprägnicrniasNen auf der Grundlinie Idehydmodüizierter Polyurethane, d a d u r c h e k e η η ζ e i c h net. du!.' manA. eine Mannich-Base, hergestellt durch Kondensation bei Temperaturen von 5 bis lld C und während 2 bis lü Stunden im lü Molverhältnis von mindestens 1:1:1 vona) mindestens einem Mono- oder Dialkanolamin mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen ir.i Alkylenrest.h) einem Aldehyd mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen oder einer den Aldchvd freisetzenden \ crbnid'a:.g undc) Dicyandiamid. Guanidin. Guanv lhariv-toll'. I iariisioü'. Thioharnstoif oder Guanaininen mitB. einem ühhcheii L rethanvorpolv merisal mil endständigen Isocvanaigruppen. gegebenenfalls in Gegenwart üblicher Katalysatoren. unter \Yas\eraus-chlul.'. während 30 Minuten bis 6 Stunden hei Temperaluien von 25 hN IdO ( in Mengenverhältnissen entsprechend einem NCO : Ol !-Verhältnis von 1:2 bis 1 : 1 kondensiert,C. das erhaltene Polyurethan je vorhandenes reaktives \Ya\>crMolTatom. gegebenenfalls in einem Lösungsmittel, mit 1 bis 3 Mol eines Aldehyds mit 1 bis 7 KohlenstoU'atomen oder einer den Aldehyd freisetzenden Verbindung während 30 Minuten bis 10 Stunden bei Temperaturen von 5 bis 110 C kondensiert undD. gegebenenfalls das erhaltene, modifizierte A Polyurethan durch Umsetzen mit einer organischen oder anorganischen Säure in ein Salz überführt und spätestens jetzt lost bzw. dispcrgiert. sowie gegebenenfalls weitere Komponenten, einschließlich Vernetzungsmittel. 4" grenzflächenaktive Verbindungen, Pigmente und oder Gerbstoffe, zu der abgekühlten Reaktionsmischling hinzusetzt.
- 2. Verwendung der gemäß Anspruch 1 her- 5-gestellten BeschichUings- oder Imprägniermassen zum Beschichten oder Imprägnieren voi faseriuen oder porösen oder nichtporös- η Substraten.35 seizuiig gebracht. In der USA.-Pa'entschrift 3 242 230 werden Gemische beschrieben, die Polyurethane sowie Aminoplaste oder Phenolformaldehydharze enthüllen. Die bekannten Gemische benötigen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften im allgemeinen Hilfsmittel wie Weichmacher oder Antistatika.Aus der belgischen Patentschrift 67S 853 ist ferne: ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethankunstsiolien bekannt, bei dem die Polyurethanmasse mit aliphatischen oder aromatischen Aldehyden und gleichzeitin oder anschließend mit einem Metallsulfu, VietalihvdiOgen-.ulfit, Metallaminocarboxylat oder Meiullaminosulfonat bei 0 bis 150 C umgesetzt wird. Durch diese Reaktion werden anionische Gruppen in die vorwiegend linearen Polyuivihanmas'cn eingebaut, wodurch diese hydrophile Eigensehalien erhallen.Oie al- Ausiiaiiiisniak-rialicn einge-cl/ten Polyurethane sind, aus-jchcnu von Adip.nslur.e-1 L -.Αέη-diol-Ncopcmy!Jykol-Polyestern, unter Verwendung von LMLexandiisocyanal hergeste'lt. d.h. einer ar: sich schwer zugängliche--, kostspieligen und außeideni höchst, iiifiiiien Verbindimg. Aber auch be: Ersatz des tiiftineii 1 />-l iexandiisocyanats durch das leichter handhabbare Toluy lendiisocyanat werden gemäß der bekannten Arbeitsweise kein., liir die Färbung von TeMilien, wie Gewcl- Ί. geeigüeie UmIsmittel erhalten.Gegenstand der Erfindung ist somit ein Veriahrcn zur Herstellung von Beschichtung- oder Imprägiiiermasscn auf der Grundlage aldchydmodifiziertcr Polyurethane, das dadurch nekennzeiehnet ist. daß manA. eine Mannich-Base. hergestellt durch Kondensation bei Temperaturen von 5 bis 1 Iu C und während 2 bis 10 Stunden im Molveihäluiis von mindestens 1:1:1 vonu) mindestens einem Mono- oder Dialkanolamin mit 2 hi·. 12 Koh'.cr.oo'Taiomen :mi Alkylenrest.b) einem Aldehyd mit 1 bis 7 Kohlenstoiiatomen oder einer den .Aldehyd freisetzenden \'erbindunn ur.dc) Dicyandiamid. Guanidin. GuanvlharnstolT. llariistoll. ThioharnsiotT oder Guanamine!!.
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