DE19736542A1 - Wool with anti-felting finish - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft filzfrei ausgerüstete Wolle, ein Verfahren zu deren Herstellung durch a) eine Vorbehandlung mit einem Niederdruckplasma b) eine Nachbehandlung mit wäßrigen Dispersionen selbstdispergierender Isocyanate sowie für diesen Zweck verwendbare wasserdispergierbare Isocyanate.The invention relates to felt-free finished wool, a process for its production by a) pretreatment with a low-pressure plasma b) post-treatment with aqueous dispersions of self-dispersing isocyanates and for this purpose usable water-dispersible isocyanates.
Isocyanate zur Filzfreiausrüstung von Textilien sind seit langen bekannt und können beispielsweise, wie in DE-OS 19 04 802 beschrieben, in organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden oder, wie in DE-OS 17 69 121 beschrieben, in wäßriger Dispersion mit Hilfe von Emulgatoren. Sowohl organische Lösungsmittel als auch gegebenenfalls abwasserbelastende Emulgatoren sind heute aus ökologischen und gewerbehygieni schen Erwägungen nicht mehr zeitgemäß. Im folgenden wird daher entweder von selbstdispergierenden Isocyanaten die Rede sein oder von Formulierungen, welche mit möglichst wenig Lösungsmittel oder Emulgatoren als Hilfs- und Zusatzmittel aus kommen.Isocyanates for non-felt finishing of textiles have long been known and can for example, as described in DE-OS 19 04 802, in organic solvents are used or, as described in DE-OS 17 69 121, in aqueous dispersion with the help of emulsifiers. Both organic solvents and optionally wastewater-polluting emulsifiers are today from ecological and industrial hygiene considerations out of date. The following is therefore either of self-dispersing isocyanates or formulations, which with as few solvents or emulsifiers as auxiliaries and additives come.
FR 1.542.831 beschreibt die Behandlung von textilen Materialien mit Bädern, die Polymere oder Copolymere von Vinyl- oder Divinylverbindungen, eine wäßrige Dispersion von Isocyanaten, Ammoniumsalze oder Metallsalze und Tenside enthalten. Hierbei werden Hilfslösungsmittel verwendet. DE-OS 17 94 221 beschreibt die Be handlung von Fasermaterialien mit Isocyanatpräpolymerern, die noch freie Iso cyanatgruppen enthalten; diese Ausrüstung kann in Lösungsmitteln (Perchlorethylen) oder in wäßriger Emulsion unter Benutzung von Hilfsemulgatoren vorgenommen werden. US-P 3.847.543 offenbart ein Verfahren zur Filzfreiausrüstung von Wolle, bei dem in wäßriger Dispersion gleichzeitig anwesend sind: aliphatische Isocyanate, OH-funktionelle Vernetzer und organometallische Katalysatoren. Obwohl dieses Ver fahren in wäßriger Phase abläuft, sind Hilfslösungsmittel und Emulgatoren weiterhin erforderlich. DE-OS 44 15 451 (WO 95/30045) beschreibt ein Verfahren, in dem wasserdispergierbare Isocyanate zur Filzfreiausrüstung von Wolle benutzt werden. Hier kann lösungsmittelfrei und ohne Emulgator gearbeitet werden, denn die verwendeten Isocyanate sind wasserdispergierbar. Die Beispiele beschreiben das er findungsgemäße Verfahren jedoch dahingehend, daß die Wolle zuerst einer Vorbe handlung durch oxidierende Agenzien, gefolgt von einer Reduktionsbehandlung, unterworfen wird, bevor die wasserdispergierbaren Isocyanate zum Einsatz kommen. Selbstverständlich verursacht diese Vorbehandlung Abwässer, welche vorschriftsge mäß neutralisiert und geklärt werden müssen.FR 1,542,831 describes the treatment of textile materials with baths Polymers or copolymers of vinyl or divinyl compounds, an aqueous one Contain dispersion of isocyanates, ammonium salts or metal salts and surfactants. Auxiliary solvents are used here. DE-OS 17 94 221 describes the Be act of fiber materials with isocyanate prepolymers that are still free iso contain cyanate groups; this equipment can be used in solvents (perchlorethylene) or in aqueous emulsion using auxiliary emulsifiers become. US-P 3,847,543 discloses a process for the non-felting of wool, in which the following are present in aqueous dispersion: aliphatic isocyanates, OH-functional crosslinkers and organometallic catalysts. Although this ver drive in the aqueous phase, auxiliary solvents and emulsifiers are still required. DE-OS 44 15 451 (WO 95/30045) describes a method in which water-dispersible isocyanates can be used to make wool free of felt. Here you can work without solvents and without an emulsifier, because the The isocyanates used are water-dispersible. The examples describe it inventive method, however, in that the wool first a Vorbe action by oxidizing agents, followed by a reduction treatment, is subjected before the water-dispersible isocyanates are used. Of course, this pre-treatment causes wastewater, which complies with regulations must be neutralized and clarified.
Ganz im Gegensatz dazu verursacht die vorliegende Erfindung aufgrund der Vor behandlung durch Niederdruckplasma keinerlei Abwässer und ist ökologisch positiv zu beurteilen. Überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß es oxidativer und/oder reduzierender Vorbehandlungsmittel nicht bedarf und eine sehr gute Filzfrei- Ausrüstung auf Wolle erzielt werden kann, wenn vor der Behandlung mit wäßrig dispergierten Isocyanaten eine Niederdruckplasma-Behandlung erfolgt.On the contrary, the present invention caused by the above treatment by low pressure plasma does not contain any waste water and is ecologically positive to judge. Surprisingly, it was found that it was more oxidative and / or reducing pretreatment agent is not required and a very good felt-free Finishing on wool can be achieved if treated with water before dispersed isocyanates, a low-pressure plasma treatment is carried out.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist filzfrei ausgerüstete Wolle, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß gefärbter bzw. ungefärbter Wollkammzug
The present invention relates to felt-free finished wool, which is characterized in that dyed or undyed wool sliver
- a) in einer Vorbehandlung einem Niederdruckplasma ausgesetzt und(a) exposed to low pressure plasma in a pretreatment and
- b) mit wäßrigen Dispersionen selbstdispergierender Isocyanate nachbehandelt wird.b) aftertreated with aqueous dispersions of self-dispersing isocyanates becomes.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Filzfreiaus
rüstung von Wolle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß gefärbter bzw. ungefärbter
Wollkammzug
Another object of the present invention is a process for the felt-free armor of wool, which is characterized in that colored or undyed wool comb
- a) in einer Vorbehandlung einem Niederdruckplasma ausgesetzt und(a) exposed to low pressure plasma in a pretreatment and
- b) mit wäßrigen Dispersionen selbstdispergierender Isocyanate nachbehandelt wird.b) aftertreated with aqueous dispersions of self-dispersing isocyanates becomes.
Die selbstdispergierenden Isocyanate sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung; sie
haben einen Isocyanatgehalt von 1 bis 25 Gew.-%, gerechnet als NCO (Molgewicht
42) und bezogen auf das Gesamtgewicht der Isocyanate, und sind erhältlich durch
Umsetzung in beliebiger Reihenfolge von:
The self-dispersing isocyanates are also the subject of the invention; they have an isocyanate content of 1 to 25% by weight, calculated as NCO (molecular weight 42) and based on the total weight of the isocyanates, and can be obtained by reaction in any order of:
- I) organischen Polyisocyanaten mit einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2 mitI) organic polyisocyanates with an average NCO functionality of 1.8 to 4.2 with
-
II) Polyalkylenoxidalkoholen, -aminen und/oder -thiolen der Formel
in der
n eine Zahl von 3 bis 70 darstellt,
X und Y Wasserstoff oder Methyl bedeuten mit der Maßgabe, daß im Falle von Methyl nur einer der Reste X und Y Methyl und der andere Wasserstoff bedeutet,
R1 und R2 unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes C1-C6-Alkyl oder C1-C6-Acyl bedeuten, wobei für den Fall, daß R1 Acyl bedeutet, R2 auch Wasserstoff sein kann und wobei weiterhin R1 und R2 gemeinsam Tetramethylen, Pentamethylen oder Hexamethylen dar stellen können, worin eine oder zwei Methylengruppen durch O und/oder NH ersetzt sein können und/oder eine oder zwei Methylen gruppen durch Methyl substituiert sein können, und
Z für O, S oder NH steht,
sowie gegebenenfalls mit II) Polyalkylene oxide alcohols, amines and / or thiols of the formula
in the
n represents a number from 3 to 70,
X and Y are hydrogen or methyl with the proviso that in the case of methyl only one of the radicals X and Y is methyl and the other is hydrogen,
R 1 and R 2 independently of one another are straight-chain or branched C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -acyl, where in the case that R 1 is acyl, R 2 can also be hydrogen and R 1 and R 2 together can represent tetramethylene, pentamethylene or hexamethylene, in which one or two methylene groups can be replaced by O and / or NH and / or one or two methylene groups can be substituted by methyl, and
Z represents O, S or NH,
and if necessary with - III) weiteren NCO-reaktiven Verbindungen, die anionische bzw. kationische oder potentiell anionische oder kationische Gruppen enthalten.III) further NCO-reactive compounds which are anionic or cationic or potentially contain anionic or cationic groups.
Der Begriff "selbstdispergierend" im vorliegenden Zusammenhang bedeutet, daß die Gemische in einer Konzentration von bis zu 70 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% in Wasser feinteilige Dispersionen mit Partikelgrößen von < 500 nm ergeben (gemessen mittels Ultrazentrifuge).The term "self-dispersing" in the present context means that the Mixtures in a concentration of up to 70% by weight, preferably up to 50% by weight result in finely divided dispersions with particle sizes of <500 nm (measured using an ultracentrifuge).
Als Ausgangsstoffe für die selbstdispergierenden Isocyanate kommen beispielsweise in
Frage:
Examples of possible starting materials for the self-dispersing isocyanates are:
-
I) Nicht modifizierte, aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aroma
tische Isocyanate der NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2. Bevorzugt einge
setzt werden aliphatische sowie cycloaliphatische Polyisocyanate welche
Uretdion- und/oder Isocyanurat- und/oder Allophanat- und/oder Biuret- und/oder
Oxadiazinstrukturen aufweisen und die in an sich bekannter Weise
aus aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Diiso
cyanaten hergestellt werden können. Geeignet sind zum Beispiel: 1,4-Diiso
cyanatobutan, 1,6-Diisocyanatohexan, 1,5-Diisocyanato-2,2-dimethylpentan,
2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-1,6-diisocyanatohexan, 1,3- und 1,4-Diiso
cyanatocylohexan, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclo
hexan, 1-Isocyanato-1-methyl-4-isocyanatomethyl-cyclohexan und 4,4-Diiso
cyanato-dicyclohexylmethan oder beliebige Gemische solcher Diisocyanate.
Bei den bevorzugten Uretdion-, Isocyanurat-, Allophanat-, Oxadiazingruppen aufweisenden Reaktionsprodukten dieser Diisocyanate handelt es sich um im wesentlichen aus trimerem 1,6-Diisocyanatohexan oder 1-Isocyanato-3,3,5-tri methyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan und aus den entsprechenden höheren Homologen bestehenden, Isocyanuratgruppen und gegebenenfalls Uretdion gruppen aufweisenden Polyisocyanatgemischen mit einem NCO-Gehalt von 19 bis 24 Gew.-%. Besonders bevorzugt werden die entsprechenden, weitgehend Uretdiongruppen-freien, Isocyanatgruppen aufweisenden Polyisocyanate des genannten NCO-Gehaltes eingesetzt, wie sie durch an sich bekannte, kataly tische Trimerisierung von 1,6-Diisocyanatohexan oder 1-Isocyanato-3,3,5-tri methyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan unter Isocyanurat-Bildung erhalten werden und die vorzugsweise eine (mittlere) NCO-Funktionalität von 3,2 bis 4,2 aufweisen: Bevorzugt sind auch die durch Reaktion von 1,6-Diisocyanato hexan mit einem Unterschuß an Wasser in bekannter Weise erhaltenen, im wesentlichen Biuretgruppen aufweisenden trimeren Polyisocyanate mit einem NCO-Gehalt von 19 bis 24 Gew.-%. Weiter geeignete Polyisocyanate sind aliphatische oder aromatische Diisocya nate wie Hexamethylendiisocyanat, Toluylendiisocyanat, 1,5-Diisocyanato naphthalin, Diphenylmethandiisocyanat und deren höhere Homologe mit Uret dion-, Isocyanurat-, Allophanat- sowie Biuretgruppen.I) Unmodified, aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic isocyanates of the NCO functionality from 1.8 to 4.2. Aliphatic and cycloaliphatic polyisocyanates are preferably used which have uretdione and / or isocyanurate and / or allophanate and / or biuret and / or oxadiazine structures and which are prepared in a manner known per se from aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic diisocyanates can. For example: 1,4-diiso cyanatobutane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,5-diisocyanato-2,2-dimethylpentane, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl-1,6- diisocyanatohexane, 1,3- and 1,4-diiso cyanatocylohexane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclo hexane, 1-isocyanato-1-methyl-4-isocyanatomethyl-cyclohexane and 4,4-diiso cyanato-dicyclohexylmethane or any mixture of such diisocyanates.
The preferred uretdione, isocyanurate, allophanate, oxadiazine group-containing reaction products of these diisocyanates are essentially trimeric 1,6-diisocyanatohexane or 1-isocyanato-3,3,5-tri methyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane and polyisocyanate mixtures consisting of the corresponding higher homologues and containing isocyanurate groups and optionally uretdione groups with an NCO content of 19 to 24% by weight. The corresponding, largely uretdione group-free, isocyanate group-containing polyisocyanates of the stated NCO content are particularly preferably used, as they are known per se, catalytic trimerization of 1,6-diisocyanatohexane or 1-isocyanato-3,3,5-tri methyl -5-isocyanatomethyl-cyclohexane are obtained with formation of isocyanurate and which preferably have an (average) NCO functionality of 3.2 to 4.2: Preference is also given to the reaction of 1,6-diisocyanato hexane with a deficit of water Trimeric polyisocyanates obtained in a known manner and having essentially biuret groups and having an NCO content of 19 to 24% by weight. Other suitable polyisocyanates are aliphatic or aromatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,5-diisocyanato naphthalene, diphenylmethane diisocyanate and their higher homologues with uretdione, isocyanurate, allophanate and biuret groups. -
II) Unter den Polyalkylenoxid-Etheralkoholen, -Etheraminen und/oder -Ether
thiolen der Formel (I) sind die Polyalkylenoxid-Etheralkohole bevorzugt.
Die Polyalkylenoxid-Etheralkohole sind ein- oder mehrwertige, im statisti schen Mittel 3 bis 70, vorzugsweise 6 bis 60 Alkylenoxideinheiten pro Mole kül enthaltende Polyalkylenoxid-Etheralkohole, wie sie in an sich bekannter Weise durch Alkylierung geeigneter Startermoleküle zugänglich sind. Zur Her stellung dieser Polyalkylenoxid-Etheralkohole können beliebige sekundäre Amine oder Säureamide als Startermoleküle umgesetzt werden. Außerdem ge eignet für die Alkoxylierungsreaktion sind auch heterocyclische Stickstoff verbindungen wie beispielsweise das Morpholin. Zu identischen Verbindungen kann man ebenfalls gelangen, indem man Morpholinoethanol als Starter für die Ethoxylierungsreaktion verwendet. Des weiteren als Starter verwendbar sind auch beispielsweise Acylierungsprodukte von Ethanolamin wie zum Beispiel Acetylethanolamin. Für die Alkoxylierungsreaktion geeignete Alkylenoxide sind Ethylenoxid und Propylenoxid, die einzeln oder in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierungsreaktion eingesetzt werden können. II) Among the polyalkylene oxide ether alcohols, ether amines and / or ether thiols of the formula (I), the polyalkylene oxide ether alcohols are preferred.
The polyalkylene oxide ether alcohols are mono- or polyvalent polyalkylene oxide ether alcohols containing on average 3 to 70, preferably 6 to 60 alkylene oxide units per mole, as are obtainable in a manner known per se by alkylation of suitable starter molecules. Any secondary amines or acid amides can be reacted as starter molecules to produce these polyalkylene oxide ether alcohols. Also suitable for the alkoxylation reaction are heterocyclic nitrogen compounds such as morpholine. Identical compounds can also be obtained by using morpholinoethanol as a starter for the ethoxylation reaction. Acylation products of ethanolamine, such as acetylethanolamine, can also be used as starters. Alkylene oxides suitable for the alkoxylation reaction are ethylene oxide and propylene oxide, which can be used individually or in any order or in a mixture in the alkoxylation reaction. -
Bei den Polyalkylenoxid-Etheralkoholen handelt es sich entweder um reine
Polyethylenoxidpolyether, reine Polypropylenpolyether oder um gemischte
Polyalkylenoxidpolyether, die mindestens eine Polyethersequenz aufweisen,
die mindestens 3, im allgemeinen 3 bis 70, vorzugsweise 6 bis 60 und
besonders bevorzugt 7 bis 20 Alkylenoxideinheiten besitzen, und deren
Alkylenoxideinheiten zu mindestens 60 Mol-%, vorzugsweise zu mindestens
70 Mol-%, aus Ethylenoxideinheiten bestehen. Bevorzugte derartige Poly
alkylenoxidpolyetheralkohole sind monofunktionelle, auf einem aliphatischen,
stickstoffhaltigen Starter gemäß Struktur (I) gestartete Polyalkylenoxid
polyether, die im statistischen Mittel 6 bis 60 Ethylenoxideinheiten enthalten.
Aus den Etheralkoholen können durch Umsetzung mit H2S Etherthiole (Z=S) und mit NH3 Etheramine (Z=NH) erhalten werden.The polyalkylene oxide ether alcohols are either pure polyethylene oxide polyethers, pure polypropylene polyethers or mixed polyalkylene oxide polyethers which have at least one polyether sequence which have at least 3, generally 3 to 70, preferably 6 to 60 and particularly preferably 7 to 20 alkylene oxide units, and whose alkylene oxide units consist of at least 60 mol%, preferably at least 70 mol%, of ethylene oxide units. Preferred polyalkylene oxide polyether alcohols of this type are monofunctional polyalkylene oxide polyethers started on an aliphatic, nitrogen-containing starter according to structure (I), which on average contain 6 to 60 ethylene oxide units.
The ether alcohols can be obtained by reaction with H 2 S ether thiols (Z = S) and with NH 3 ether amines (Z = NH). - III. Bei den weiteren NCO-reaktiven Verbindungen, welche anionische bzw. kationische und/oder potentielle anionische oder kationische Gruppen enthal ten, handelt es sich um:III. In the case of the further NCO-reactive compounds which are anionic or contain cationic and / or potential anionic or cationic groups ten, it is:
- i) Hydroxylfunktionelle bzw. aminofunktionelle Verbindungen mit ter tiären Amino-gruppen, wie sie in DE-OS-43 19 571 ausführlich be schrieben worden sind;i) Hydroxyl-functional or amino-functional compounds with ter tiär Amino groups, as they be in DE-OS-43 19 571 extensively have been written;
- ii) hydroxylfunktionelle bzw. aminofunktionelle Verbindungen mit Carb oxyl- oder Sulfonsäuregruppen, wie sie in DE-19 520 092 ausführlich beschrieben worden sind;ii) hydroxyl-functional or amino-functional compounds with carb oxyl or sulfonic acid groups, as detailed in DE-19 520 092 have been described;
- iii) hydroxylfunktionelle bzw. aminofunktionelle Verbindungen mit Carb oxylat- oder Sulfonatgruppen, deren Gegenionen Metallkationen aus der Alkali- oder Erdalkaligruppe oder Ammonium sind, wie sie in DE 195 20 092 ausführlich beschrieben worden sind;iii) hydroxyl-functional or amino-functional compounds with carb oxylate or sulfonate groups, their counterions from metal cations the alkali or alkaline earth group or ammonium, as described in DE 195 20 092 have been described in detail;
- iv) hydroxylfunktionelle bzw. aminofunktionelle Verbindungen mit Ammo niumionen, die in an sich bekannter Weise durch Akylierung oder Pro tonierung, wie in EP-A 0 582 166 beschrieben, aus den tertiären Aminogruppen der Verbindungen i) erhältlich sind.iv) hydroxyl-functional or amino-functional compounds with ammo nium ions, which in a known manner by Akylierung or Pro Toning, as described in EP-A 0 582 166, from the tertiary Amino groups of the compounds i) are available.
Selbstverständlich können auch beliebige Gemische NCO-reaktiver Gruppen, sofern chemisch sinnvoll, beispielsweise aus den Gruppen i) und iv), etwa erhältlich durch teilweise Alkylierung tertiärer Aminogruppen, oder beispielsweise aus den Gruppen ii) und iv) erfindungsgemäß verwendet werden.Of course, any mixtures of NCO-reactive groups, if provided Chemically useful, for example from groups i) and iv), about obtainable from partial alkylation of tertiary amino groups, or for example from groups ii) and iv) can be used according to the invention.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden nicht modifizierten Polyisocyanate können auch in Kombination mit externen ionischen oder nichtionischen Emulgatoren eingesetzt werden. Solche Emulgatoren sind beispielsweise in Methoden der Organischen Che mie, Houben-Weyl, Bd. XIV/1, Teil 1, Seite 190-208 Thieme-Verlag, Stuttgart (1961), in der US-PS 3.428.532 und EP-A 0 013 112 beschrieben. Die Emulgatoren werden in einer die Dispergierbarkeit gewährleistenden Menge eingesetzt. Falls zu nächst Polyisocyanate I mit Polyalkylenoxidpolyetheralkoholen umgesetzt werdend so kann diese Umsetzung in an sich bekannter Weise, unter Einhaltung eines NCO/OH-Äqui valentverhältnisses von mindestens 2 : 1, im allgemeinen von 4 : 1 bis ca. 1000 : 1 erfolgen, wobei Polyether-modifizierte Polyisocyanate mit einer mittleren NCO-Funk tionalität von 1,8 bis 4,2 vorzugsweise von 2,0 bis 4,0, einem Gehalt an alipha tisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen von 12,0 bis 21,5 Gew.-% und einem Gehalt an innerhalb von Polyetherketten angeordneten Ethylenoxideinhei ten (berechnet als C2H4O, Molekulargewicht = 44 g/mol) von 2 bis 20 Gew.-% wo bei die Polyetherketten im statischen Mittel 3 bis 70 Ethylenoxideinheit aufweisen, er halten werden.The unmodified polyisocyanates to be used according to the invention can also be used in combination with external ionic or nonionic emulsifiers. Such emulsifiers are described, for example, in Methods of Organic Chemistry, Houben-Weyl, Vol. XIV / 1, Part 1, pages 190-208 Thieme-Verlag, Stuttgart (1961), in US Pat. No. 3,428,532 and EP-A 0 013 112. The emulsifiers are used in an amount which ensures dispersibility. If polyisocyanates I are first reacted with polyalkylene oxide polyether alcohols, this reaction can be carried out in a manner known per se, while maintaining an NCO / OH equivalence ratio of at least 2: 1, generally from 4: 1 to about 1000: 1, with polyethers -modified polyisocyanates with an average NCO functionality from 1.8 to 4.2, preferably from 2.0 to 4.0, a content of aliphatic or cycloaliphatic isocyanate groups from 12.0 to 21.5% by weight and a content of ethylene oxide units arranged within polyether chains (calculated as C 2 H 4 O, molecular weight = 44 g / mol) of 2 to 20% by weight, where the polyether chains have a static average of 3 to 70 ethylene oxide units.
Die Ausgangskomponenten können in beliebiger Reihenfolge unter Ausschluß von Feuchtigkeit, vorzugsweise ohne Lösungsmittel, umgesetzt werden. Mit steigender Menge an Komponente (II) wird eine höhere Viskosität des Endproduktes erreicht, so daß in bestimmten Fällen (wenn die Viskosität stark ansteigt) ein Lösungsmittel zugesetzt werden kann, das vorzugsweise mit Wasser mischbar ist, aber gegenüber dem Polyisocyanat inert ist. Geeignete Lösungsmittel dieser Art sind: Alkyl etheracetate, Glykoldiester, Toluol, Carbonsäureester, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran und Dimethylformamid. The output components can be in any order with the exclusion of Moisture, preferably without solvent, are implemented. With increasing The amount of component (II) achieves a higher viscosity of the end product, so that in certain cases (when the viscosity increases sharply) a solvent can be added, which is preferably miscible with water, but opposite the polyisocyanate is inert. Suitable solvents of this type are: alkyl ether acetates, glycol diesters, toluene, carboxylic acid esters, acetone, methyl ethyl ketone, Tetrahydrofuran and dimethylformamide.
Durch die Mitverwendung an sich bekannter Katalysatoren wie Dibutylzinndilaurat, Zinn-(II)-octoat oder 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan in Mengen von 10 bis 1000 ppm, bezogen auf die Reaktionskomponenten, kann die Reaktion beschleunigt werden. Die Reaktion wird im Temperaturbereich bis 130°C, vorzugsweise im Bereich zwischen 10°C und 100°C, besonders bevorzugt zwischen 20°C und 80°C, durchgeführt. Die Reaktion wird durch Titration des NCO-Gehaltes oder durch Messung der IR-Spek tren und Auswertung der NCO-Bande bei 2260-2275 cm⁻1 verfolgt und ist beendet, wenn der Isocyanatgehalt nicht mehr als 0,1 Gew.-% oberhalb des Wertes liegt, der bei vorgegebener Stöchiometrie bei vollständigen Umsatz erreicht wird. In der Regel sind Reaktionszeiten von weniger als 24 Stunden ausreichend. Bevorzugt ist die lösungsmittelfreie Synthese der erfindungsgemäß einzusetzenden Polyisocyanate.By using catalysts known per se, such as dibutyltin dilaurate, tin (II) octoate or 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, in amounts of 10 to 1000 ppm, based on the reaction components, the reaction can be accelerated. The reaction is carried out in the temperature range up to 130 ° C., preferably in the range between 10 ° C. and 100 ° C., particularly preferably between 20 ° C. and 80 ° C. The reaction is followed by titration of the NCO content or by measuring the IR spectra and evaluating the NCO band at 2260-2275 cm -1 and is complete when the isocyanate content is not more than 0.1% by weight above the Value that is achieved with a given stoichiometry with complete conversion. As a rule, response times of less than 24 hours are sufficient. The solvent-free synthesis of the polyisocyanates to be used according to the invention is preferred.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die erfindungsgemäß einzu
setzenden Polyisocyanatgemische durch Mischen von
In a further embodiment, it is also possible to mix the polyisocyanate mixtures to be used according to the invention by mixing
- 1) nicht modifizierten Polyisocyanaten I)1) unmodified polyisocyanates I)
- 2) Polyisocyanaten, die durch Umsetzung von Polyisocyanaten I) mit den unter III) genannten NCO-reaktiven Verbindungen, wobei das Äquivalentverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen von III) zu den eingesetzten NCO-Gruppen der Komponente II) 1 : 1 bis 1 : 1000 beträgt, erhalten werden, und2) polyisocyanates obtained by reacting polyisocyanates I) with the under III) called NCO-reactive compounds, the ratio of equivalents the groups of III) which are reactive toward isocyanates to those used NCO groups of component II) is 1: 1 to 1: 1000, are obtained and
- 3) Polyisocyanaten, die durch Umsetzung von Polyisocyanaten I) mit Poly alkylenoxidpolyetheralkoholen, -aminen und/oder -thiolen II), wobei das Äquivalentverhältnis der gegenüber Isocyanaten reaktiven Gruppen der Komponente II zu den eingesetzten NCO-Gruppen der Komponente I) 1 : 1 bis 1 : 1000 beträgt, erhalten werden,3) polyisocyanates obtained by reacting polyisocyanates I) with poly alkylene oxide polyether alcohols, amines and / or thiols II), which Equivalent ratio of the groups reactive towards isocyanates Component II to the NCO groups of component I) used 1: 1 to Is 1: 1000, can be obtained
herzustellen. Dabei sind die Anzahl der NCO-reaktiven Äquivalente Polyether gehalt,der NCO-Gehalt und die NCO-Funktionalität durch entsprechende Einwaagen vom Fachmann so einzustellen, daß das erhaltene Gemisch die für die Wasserdisper gierbarkeit erforderliche Zusammensetzung hat, wobei insbesondere die bereits ge nannten Vorzugsbereiche gelten.to manufacture. The number of NCO-reactive equivalents are polyethers content, the NCO content and the NCO functionality through appropriate weights adjusted by the expert so that the mixture obtained for the Wasserdisper has the required composition, in particular the already ge named preferred areas apply.
Die selbstdispergierbaren Polyisocyanatgemische sind technisch gut handhabbar und viele Monate unter Ausschluß von Feuchtigkeit lagerstabil.The self-dispersible polyisocyanate mixtures are technically easy to handle and Storage stable for many months with the exclusion of moisture.
Erfindungsgemäß werden die selbstdispergierbaren Polyiscyanatgemische vorzugs weise ohne organische Lösungsmittel eingesetzt. Sie sind bei Temperaturen bis 100°C in Wasser sehr leicht zu emulgieren. Der Wirkstoffgehalt der Emulsion kann bis 70 Gew.-% betragen. Es ist aber vorteilhafter, Emulsionen mit einem Wirkstoffgehalt von 1 bis 50 Gew.-% herzustellen, die dann vor der Dosierstelle gegebenenfalls weiter verdünnt werden können. Zur Emulgierung eignen sich die in der Technik üblichen Mischaggregate (Rührer, Mischer mit Rotor-Stator-Prinzip und z. B. Hochdruckemul giermaschinen).According to the invention, the self-dispersible polyisocyanate mixtures are preferred used without organic solvents. They are at temperatures up to 100 ° C very easy to emulsify in water. The active substance content of the emulsion can be up to 70% by weight be. However, it is more advantageous to have emulsions with an active ingredient content to produce from 1 to 50 wt .-%, which may then continue before the metering point can be diluted. For emulsification, those customary in technology are suitable Mixing units (stirrer, mixer with rotor-stator principle and e.g. high pressure emul yaw machines).
Die bevorzugten selbstdispergierbaren Polyisocyanate sind selbstemulgierend, d. h. sie lassen sich nach Zugabe zur Wasserphase ohne Einwirkung hoher Scherkräfte leicht emulgieren. In der Regel reicht ein statischer Mischer aus. Die erhaltenen Emulsionen besitzen eine Verarbeitungszeit von bis zu 24 Stunden, die von der Struktur der er findungsgemäß einzusetzenden Polyisocyanate, insbesondere von deren Gehalt an ba sischen N-Atomen abhängt.The preferred self-dispersible polyisocyanates are self-emulsifying, i.e. H. she can be easily added to the water phase without the application of high shear forces emulsify. A static mixer is usually sufficient. The emulsions obtained possess a processing time of up to 24 hours, depending on the structure of it polyisocyanates to be used according to the invention, in particular their ba content depends on the N atoms.
85 Gew.-Teile eines Isocyanates mit dem NCO-Gehalt von 22,5%, bestehend im wesentlichen auf trimerem Hexamethylendiisocyanat, wurden bei 60°C mit 15 Gew.-Tei len eines Polyethylenglykolmonomethylethers mit einem mittleren Molekular gewicht von 350 umgesetzt. Das entstehende Produkt hatte einen NCO-Gehalt von 17% und eine Viskosität von 1500 mPa.s bei 25°C. Das Produkt ließ sich durch einfaches Rühren mit einem Glasstab sehr gut in einem Becherglas mit Wasser dispergieren. Rechnerische NCO-Funktionalität: F = 2,70.85 parts by weight of an isocyanate with an NCO content of 22.5%, consisting of essentially on trimeric hexamethylene diisocyanate, were at 60 ° C with 15 parts by weight len of a polyethylene glycol monomethyl ether with an average molecular weight of 350 implemented. The resulting product had an NCO content of 17% and a viscosity of 1500 mPa.s at 25 ° C. The product let itself through simple stirring with a glass rod very well in a beaker with water disperse. Computational NCO functionality: F = 2.70.
85 Gew.-Teile eines Isocyanates mit dem NCO-Gehalt von 22,5%, bestehend im
wesentlichen aus trimerem Hexamethylendiisocyanat, wurden bei 60°C mit 15 Gew.-Tei
len eines auf Morpholin gestarteten Ethylenoxid-Polyethers mit einem mittleren
Molekulargewicht von 420 umgesetzt. Das entstehende Produkt hatte einen NCO-Ge
halt von 16,5% und eine Viskosität von 2550 mPa.s bei 25°C.
Rechnerische NCO-Funktionalität: F = 2,76.85 parts by weight of an isocyanate with an NCO content of 22.5%, consisting essentially of trimeric hexamethylene diisocyanate, were at 60 ° C. with 15 parts by weight of an ethylene oxide polyether started on morpholine and having an average molecular weight of 420 implemented. The resulting product had an NCO content of 16.5% and a viscosity of 2550 mPa.s at 25 ° C.
Computational NCO functionality: F = 2.76.
65 Gew.-Teile eines Isocyanates mit einem Isocyanatgehalt von 22,5%, bestehend im wesentlichen aus trimerem Hexamethylendiisocyanat, wurden bei 60°C mit 35 Gew.-Tei len eines oben beschriebenen, auf Morpholin gestarteten Ethylenoxid- Polyethers umgesetzt. Das Produkt hatte einen NCO-Gehalt von 10,9% und eine Viskosität von 4400 mPa.s bei 25°C. Rechnerische NCO-Funktionalität: F = 2,52. 65 parts by weight of an isocyanate with an isocyanate content of 22.5%, consisting of essentially from trimeric hexamethylene diisocyanate, were at 60 ° C with 35 parts by weight len of an ethylene oxide polyether described above and started on morpholine implemented. The product had an NCO content of 10.9% and a viscosity of 4400 mPa.s at 25 ° C. Computational NCO functionality: F = 2.52.
50 Gew.-Teile eines Isocyanates mit einem Isocyanatgehalt von 22,5%, bestehend im wesentlichen aus trimerem Hexamethylendiisocyanat, wurden bei 60°C mit 50 Gew.-Tei len eines oben beschriebenen, auf Morpholin gestarteten Ethylenoxid-Polyethers umgesetzt. Das Produkt hatte einen NCO-Gehalt von 6,2% und eine Viskosität von 7080 mPa.s bei 25°C. Rechnerische NCO-Funktionalität: F = 1,84.50 parts by weight of an isocyanate with an isocyanate content of 22.5%, consisting of essentially from trimeric hexamethylene diisocyanate, were at 60 ° C with 50 parts by weight len of an ethylene oxide polyether started on morpholine and described above implemented. The product had an NCO content of 6.2% and a viscosity of 7080 mPa.s at 25 ° C. Computational NCO functionality: F = 1.84.
Die erfindungsgemäßen selbstdispergierenden Isocyanate ließen sich ebenfalls sehr gut mit einem Glasstab in einem Becherglas mit Wasser dispergieren.The self-dispersing isocyanates according to the invention were also very suitable disperse with water using a glass rod in a beaker.
Zum Vergleich der Isocyanate auf Filzfreiausrüstung wurde feuchter Wollkammzug,
wie in DE 196 16 776 beschrieben, einer Plasmabehandlung unterworfen und dann
nach dem Ausziehverfahren mit einer gepufferten wäßrigen Dispersion der oben unter
A) beschriebenen selbstdispergierenden Isocyanate behandelt. Der Wollkammzug
wurde nach Ausspülen und Trocknen nach dem "Aachener Filzkugeltest" gemäß
IWTO 20-69 untersucht. Dabei wurde eine Kammzugprobe unter filzbildenden Be
dingungen beansprucht; der Durchmesser der resultierenden Kugel ist ein Maß für die
Filzneigung der ausgerüsteten Wollproben (je größer, desto besser).
Die Ergebnisse sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:
To compare the isocyanates on felt-free finish, a wet wool comb was subjected to a plasma treatment, as described in DE 196 16 776, and then treated with the exhaust process with a buffered aqueous dispersion of the self-dispersing isocyanates described under A). The wool comb was examined after rinsing and drying according to the "Aachener felt ball test" according to IWTO 20-69. A comb tensile test was used under felt-forming conditions; the diameter of the resulting ball is a measure of the felt tendency of the finished wool samples (the larger the better). The results are shown in the following table:
Claims (8)
- a) in einer Vorbehandlung einem Niederdruckplasma ausgesetzt und
- b) mit wäßrigen Dispersionen selbstdispergierender Isocyanate nachbe handelt wird.
- (a) exposed to low pressure plasma in a pretreatment and
- b) nachbe is treated with aqueous dispersions of self-dispersing isocyanates.
- I) organischen Polyisocyanaten mit einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2 mit
- II) Polyalkylenoxidalkoholen, -aminen und/oder -thiolen der Formel
in der
n eine Zahl von 3 bis 70 darstellt,
X und Y Wasserstoff oder Methyl bedeuten mit der Maßgabe, daß im Falle von Methyl nur einer der Reste X und Y Methyl und der andere Wasserstoff bedeutet,
R1 und R2 unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes C1-C6-Alkyl oder C1-C6-Acyl bedeuten, wobei für den Fall, daß R1 Acyl bedeutet, R2 auch Wasserstoff sein kann und wobei weiterhin R1 und R2 gemeinsam Tetramethylen, Pentamethylen oder Hexamethylen darstellen können, worin eine oder zwei Methylengruppen durch O und/oder NH ersetzt sein können und/oder eine oder zwei Methylengruppen durch Methyl substituiert sein können, und
Z für O, S oder NH steht,
sowie gegebenenfalls mit - III) weiteren NCO-reaktiven Verbindungen, die anionische bzw. katio
nische oder potentiell anionische oder kationische Gruppen enthalten,
erhältlich sind.
- I) with organic polyisocyanates with an average NCO functionality of 1.8 to 4.2
- II) Polyalkylene oxide alcohols, amines and / or thiols of the formula
in the
n represents a number from 3 to 70,
X and Y are hydrogen or methyl with the proviso that in the case of methyl only one of the radicals X and Y is methyl and the other is hydrogen,
R 1 and R 2 independently of one another are straight-chain or branched C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -acyl, where, in the case where R 1 is acyl, R 2 can also be hydrogen and R 1 and R 2 together can represent tetramethylene, pentamethylene or hexamethylene, in which one or two methylene groups can be replaced by O and / or NH and / or one or two methylene groups can be substituted by methyl, and
Z represents O, S or NH,
and if necessary with - III) further NCO-reactive compounds which contain anionic or cationic or potentially anionic or cationic groups,
are available.
- I) organischen Polyisocyanaten mit einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2 mit
- II) Polyalkylenoxidalkoholen, -aminen und/ oder -thiolen der Formel
in der
n eine Zahl von 3 bis 70 darstellt,
X und Y Wasserstoff oder Methyl bedeuten mit der Maßgabe, daß im Falle von Methyl nur einer der Reste X und Y Methyl und der andere Wasserstoff bedeutet,
R1 und R2 unabhängig voneinander geradkettiges oder verzweigtes C1-C6-Alkyl oder C1-C6-Acyl bedeuten, wobei für den Fall; daß R1 Acyl bedeutet, R2 auch Wasserstoff sein kann und wobei weiterhin R1 und R2 gemeinsam Tetramethylen, Pentamethylen oder Hexamethylen darstellen können, worin eine oder zwei Methylengruppen durch O und/oder NH ersetzt sein können und/oder eine oder zwei Methylengruppen durch Methyl sub stituiert sein können, und
Z für O, S oder NH steht,
sowie gegebenenfalls mit - III) weiteren NCO-reaktiven Verbindungen, die anionische bzw. katio nische oder potentiell anionische oder kationische Gruppen enthalten.
- I) with organic polyisocyanates with an average NCO functionality of 1.8 to 4.2
- II) Polyalkylene oxide alcohols, amines and / or thiols of the formula
in the
n represents a number from 3 to 70,
X and Y are hydrogen or methyl with the proviso that in the case of methyl only one of the radicals X and Y is methyl and the other is hydrogen,
R 1 and R 2 independently of one another are straight-chain or branched C 1 -C 6 -alkyl or C 1 -C 6 -acyl, in which case; that R 1 is acyl, R 2 can also be hydrogen and where R 1 and R 2 together can represent tetramethylene, pentamethylene or hexamethylene, in which one or two methylene groups can be replaced by O and / or NH and / or one or two methylene groups may be substituted by methyl, and
Z represents O, S or NH,
and if necessary with - III) further NCO-reactive compounds which contain anionic or cationic or potentially anionic or cationic groups.
- a) in einer Vorbehandlung einem Niederdruckplasmas ausgesetzt und
- b) mit wäßrigen Dispersionen selbstdispergierender Isocyanate nachbe handelt wird.
- (a) exposed to low pressure plasma in a pretreatment and
- b) nachbe is treated with aqueous dispersions of self-dispersing isocyanates.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |