DE2105557A1 - Wetting agents - for mercerising cotton consisting of hydroxyalkylated monoester phosphates prepd from alcohols - Google Patents

Wetting agents - for mercerising cotton consisting of hydroxyalkylated monoester phosphates prepd from alcohols

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DE2105557A1 DE19712105557 DE2105557A DE2105557A1 DE 2105557 A1 DE2105557 A1 DE 2105557A1 DE 19712105557 DE19712105557 DE 19712105557 DE 2105557 A DE2105557 A DE 2105557A DE 2105557 A1 DE2105557 A1 DE 2105557A1
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Abstract

Solvent-free, quick-wetting and non-foaming mercerising assistants consist of anion active alkali salts of partly hydroxylated monoester phosphates (I), prepd. by reacting opt. branched primary, sec. or tert. 5-10C (esp. 6-8C) aliphatic alcohols with P2O5 followed by hydrolysis of diester pyrophosphates formed with water. (I) may be further partly esterified with alkylene oxides, esp. ethylene-, propylene-, and/or (iso)butylene oxide, and residual acidity neutralised with alkalis.

Description

Mercerisiernetzmittel Die Mercerisation ist ein wichtiges Vorbehandlungsverfahren bei der Herstellung textilen Materials aus natürlicher oder regenerierter Cellulose. Der Arbeitsprozeß besteht in der Einwirkung von Alkalilaute hoher Konzentration auf Baumwolle bzw. Regeneratcellulose und bewirkt höhere Festigkeit, verstärkten Glanz sowie leichtere Anfärbbarkeit des Cellulosematerials. Für den optimalen Verlauf des Mercerisierens ist die rasche und vollständige Durchdringung des Fasergutes mit der Alkalilauge von entscheidender Bedeutung0 Da vor allem bei der Laugenbehandlung von Rohbaumwolle die Benetzung des Fasermaterials Schwierigkeiten bereitet, ist der gleichzeitige Einsatz eines wirksamen Netzmittels unumgänglich. Die hohen Anforderungen, die an ein solches Mercerisiernetzmittel gestellt werden, ie chemische und physikalische Beständigkeit in hohen Laugenkonzentrationen, Löslichkeity Schaumarmut und gutes Netzvermögen in der Lauge, werden von den in der textilverarbeitenden Industrie bei diversen Reinigungs- und Farbeprozessen iiblicherweise verwendeten @etzmitteln nicht erfüllt Die chemische Industrie hat daher eine Reihe von speziellen Netzmitteln, die den genannten Anforderungen genügen sollen, entwickelt. Mercerization wetting agent Mercerization is an important pretreatment process in the production of textile material from natural or regenerated cellulose. The working process consists in the action of high concentration alkali sounds on cotton or regenerated cellulose and causes higher strength, reinforced Gloss and easier dyeing of the cellulose material. For the optimal course of mercerising is the rapid and complete penetration of the fiber material with the alkali solution of decisive importance0 As especially with the alkali treatment of raw cotton, the wetting of the fiber material is difficult the simultaneous use of an effective wetting agent is essential. The high requirements which are placed on such a mercerizing wetting agent, ie chemical and physical Resistance in high alkali concentrations, solubility, low foaming and good Wetting properties in the lye are used by those in the textile processing industry wetting agents commonly used in various cleaning and coloring processes not fulfilled The chemical industry therefore has a number of special wetting agents, which should meet the requirements mentioned.

Während die ursprünglich verwendeten Mercerisiernetzmittel auf Kresol- bzw. Xylenol-Basis einmal wegen ihres penetranten Geruches, zum anderen @egen ihrer hohen Giftwirkung auf die für die biologische Reinigung so notwendigen Mikroorganismen im Abwasser pr@ktisch vollständig aufgegeben wurden, sind heute verschiedene Produkte im Handel, der@@ Grundlage sulfoni@rte oder sulfatierte aliphatische oder hydroaromatische Verbindungen bilden. Charakteristisch für hochwirks@@@ Laugl@@n@@zmittel ist ihr mehr oder minder hoher Gehalt an Lösungsmitteln, wie aliphatische und hydroaromatische Alkohole, Ketone und Terpenkohlenwasserstoffe.While the originally used mercerizing wetting agents were based on cresol or xylenol-based on the one hand because of their penetrating smell, on the other hand because of their highly toxic effect on the microorganisms necessary for biological cleaning were practically completely abandoned in the wastewater, today are different products in trade, the @@ basis sulfonized or sulfated aliphatic or hydroaromatic Form connections. It is characteristic of hochwirks @@@ Laugl @@ n @@ zmittel more or less high content of solvents, such as aliphatic and hydroaromatic Alcohols, ketones and terpene hydrocarbons.

In Ergänzung der Arbeiten über "Schaumarme Netz- und Waschmittel", siehe deutsche Patentanmeldung vom 25. März 1970 (Aktenzeichen: P 20 14 427.8), wurde gefunden, daß die Alkalisalze partiell alkoxylierter aliphtischer Phosphorsäureestergemische, mit stark überwiegendem Gehalt an Monoestern, in hochkonzentrierten Alkalilaugen hervorragende Netzwirkung entfalten und, daß diese anionaktiven Substanzen darüberhinaus hohe chemische Beständigkeit, leichte Löslichkeit sowie nur geringe Tendenz zum Schäuren in Laugen aufweisen. Weitere vorteilhafte Eigenschaften der genannten anionaktiven Phosrihorsäureester sind ihr milder Geruch, ihre physiologische und biologische Unbedenklichkeit sowie die Tatsache, daß ihre Netzaktivität in Mercerisierbädern nicht von der gleichzeitigen Anwesenheit irgendwelcher Lösungsmittel abhängt. Es hat sich sogar gezeigt, daß die in den handelsüblichen Merceri@@ernetzmitteln enthaltenen Lösungsmittel die Netzkraft der erfindungsgemäßen Phosphorsäureester-Salze schwächen.In addition to the work on "low-foaming wetting agents and detergents", see German patent application of March 25, 1970 (file number: P 20 14 427.8), it was found that the alkali salts partially alkoxylated aliphatic phosphoric acid ester mixtures, with a predominantly content of monoesters, in highly concentrated alkali solutions develop excellent wetting effect and that these anion-active substances moreover high chemical resistance, easy solubility and only a low tendency to Show acids in alkalis. Further advantageous properties of the anion-active ones mentioned Phosphoric acid esters are their mild odor, their physiological and biological Harmlessness as well as the fact that their network activity in mercerising baths does not depend on the simultaneous presence of any solvents. It it has even been shown that the wetting agents contained in the commercial Merceri @@ Solvents weaken the wetting power of the phosphoric ester salts according to the invention.

Zur Herstellung der anionaktiven Ester eignen sich folgende Alkohole: geradkettige oder verzweigte, primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische Alkohole mit 5 - 10, verzugsweise ~ - 8 C-@tomen im.The following alcohols are suitable for the preparation of the anion-active esters: straight-chain or branched, primary, secondary or tertiary aliphatic alcohols with 5 - 10, preferably ~ - 8 C- @ toms in the.

Molekül. Die partielle Weiterveresterung der in erst@r Stufe gebildeten Phosphorsäuremonoester erfolgt mit niedrigmolekularen Alkylenoxiden, wie Butylenoxid, Isobutylenoxid, am vorteilhaftesten mit athylenoxid, gegebenenfalls mit Gemischen dieser Alkylenoxide, wobei es, wie bereits in der Hauptanmeldung P 20 14 427,E, Seite 4, unten, dargelegt wurde, sich zeigt, daß die mit Äthylenoxid weiterveresterten Phosphorsäuremonoester nur eine minimale Schaumentwicklung liefern. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden in an sich bekannter Weise hergestellt durch Veresterung der aufgef@@rten Alkohole mit Phosphorpentoxid. Abweichend von der in der Hauptanmeldung P 20 14 427.8 dargelegten Verfahrensweise läßt man jedoch Phosphorpentoxid une Alkohole in solchem Molverhältnis aufeinander einwirken, daß die primär entstehenden Reaktichsprodukte in der Hauptsache aus den entsprechenden Pyróphosphorsäure-diestern bestehen.Molecule. The partial further esterification of those formed in the first stage Phosphoric acid monoester takes place with low molecular weight alkylene oxides, such as butylene oxide, Isobutylene oxide, most advantageously with ethylene oxide, optionally with mixtures these alkylene oxides, where it, as already in the main application P 20 14 427, E, Page 4, below, shows that the further esterified with ethylene oxide Phosphoric acid monoesters only provide minimal foaming. The invention Compounds are prepared in a manner known per se by esterifying the Listed alcohols with phosphorus pentoxide. Different from that in the main application P 20 14 427.8 procedure outlined one leaves phosphorus pentoxide une alcohols act on one another in such a molar ratio that the primary reactant products in the main from the corresponding pyrophosphoric acid diesters exist.

Durch Zusetzen von stöchiometrischen Zungen Wasser werden diese Pyrophosphorsäure-diester zu den entsprechenden Orthoposphorsäuremonoestern hydrolysiert und jene wiederum ohne Verwendung von Katalysatoren mit 1 - 4 Mol, vorzugsweise 1 - 2 Mol Alkylenoxiden bei niedriger Temperatur partiell eiterverestert. Die Restacidität wird mit Alkalien neutralisiert. Die auf diese tTeise erhaltenen erfindungsgemäßen Verbindungen sind farblose bis gelbe Öle von hoher Viskosität und Konzentration. In den für die Mercerisation verwendeten A1kalilau--en von 28 - 320 Be sind die neuartigen Netzmittel opalEir und ohne Zersetzung löslich.By adding stoichiometric tongues of water, these pyrophosphoric acid diesters become hydrolyzed to the corresponding orthophosphoric acid monoesters and those in turn without the use of catalysts with 1-4 moles, preferably 1-2 moles, of alkylene oxides partially pus-esterified at low temperature. The residual acidity is with alkalis neutralized. The compounds according to the invention thus partially obtained are colorless to yellow oils of high viscosity and concentration. In the for mercerization The aluminum alloys of 28-320 Be used are the new type of wetting agent opalEir and soluble without decomposition.

Die Neutralisation wird vorzugsweise, wie bereits bemerkt, mit Alkalien durchgeführt. Natürlich kann man zu einer Neutralisation auch beispielsweise Ammoniak, Ammoniumbydroxid oder Amine verwenden.As already noted, the neutralization is preferably carried out with alkalis carried out. Of course, ammonia, for example, can also be used for neutralization. Use ammonium hydroxide or amines.

Dies bringt allerdings verschiedene Nachteile mit sich. Bei der Neutralisation mit Ammoniak oder Ammoniumhydroxid treten dann in der Mercerisierflotte Ammoniakdämpfe auf, da der NH4-Rest aus. dem Salz abgespalten wird, die betrieblich sehr lästig sind und hntlüftungseinrichtungen erforderlich machen. Durch die hohe Alkalikonzentration in der Mercerisierlauge werden organische Basen aus den damit neutralisierten Estern abgespalten und schwimmen dann auf der Mercerisierflotte und geben zu lästigen Verunreinigungen des Fasermaterials Anlaß.However, this has various disadvantages. In neutralization With ammonia or ammonium hydroxide, ammonia vapors then enter the mercerising liquor on because the NH4 residue is off. the salt is split off, which is operationally very annoying and make ventilation equipment necessary. Due to the high alkali concentration In the mercerizing liquor, organic bases are formed from the esters neutralized with it split off and then float on the mercerising liquor and give rise to annoying impurities the cause of the fiber material.

Beispiel In 2 Mol 2-Äthyl-hexanol-(1) wird bei Temperaturen zwischen 30 und 40° anteilweise 1 Mol Phosphorpentoxid unter kräftigem Rühren eingetragen. Wenn die exotherme Reaktion nachläßt, wird das Gemisch bei 60 - 600 bis zur völligen Auflösung des Phosphorpentoxids gerührt.Example In 2 moles of 2-ethyl-hexanol- (1) is used at temperatures between 30 and 40 ° partially entered 1 mol of phosphorus pentoxide with vigorous stirring. When the exothermic reaction subsides, the mixture is at 60-600 to complete Dissolution of the phosphorus pentoxide stirred.

mach Zusatz von 1 Mol Wasser und 1-stdg. Rühren bei 60 - ao hat das Reaktionsprodukt eine Säurezahl von etwa 430. Nunmehr läßt man bei 40 - 800 4 Mol Äthylenoxid (entsprechend 2 Mol Äthylenoxid pro Mol Phosphorsäuremonoester) ohne Verwendung eines Katalysators auf das Reaktionsprodukt einwirken und rührt 1/2 Stunde nach. Das Äthylenoxid-iddukt weist eine Säurezahl von etwa 170 auf. Durch schonendes Neutralisieren mit 50-proz. Natronlauge erhält man ein nahezu farbloses, viskoses Öl von rund 85 % Aktivgehalt.make addition of 1 mole of water and 1 hour. Stir at 60 - ao has that Reaction product has an acid number of about 430. Now one leaves at 40-800 4 mol Ethylene oxide (corresponding to 2 moles of ethylene oxide per mole of phosphoric acid monoester) without Use a catalyst to act on the reaction product and stir for 1/2 hour after. The ethylene oxide product has an acid number of about 170. Through gentle Neutralize with 50 percent. Sodium hydroxide solution gives an almost colorless, viscous one Oil with around 85% active content.

Xetzzeitenl Es wurde die Zeit ermittelt, die vom Auflegen eines Scheibchens aus rohem Baumwolltestgewebe auf das Natronlauge/Netzmittel-Gemisch bis zum völligen Untersinken des Testscheibchens vergeht. Als Netzmittel diente das nach obigem Beispiel erhaltene, durch Zufügen von Wasser auf 75 % Aktivgehalt eingestellbeerfindungsgemäBe Produkt.Xetzzeitenl The time was determined from the placement of a disc from raw cotton test fabric to the caustic soda / wetting agent mixture up to the complete Sinking of the test disc passes. That according to the above example served as a wetting agent obtained, adjusted to 75% active content by adding water according to the invention Product.

3 g Betzmittel/l NaOH 30 BE t 57 sec. 3 g wetting agent / l NaOH 30 BE t 57 sec.

5 g Netzmittel/l NaOH 300 Bb t 25 sec. 5 g wetting agent / l NaOH 300 Bb t 25 sec.

Schaumentwicklung: Gemessen im Schüttelzylinder 5 g Netzmittel/1 NaOH 30° B@ Anfangsschaumhbhe 2,5 cm, bricht innerhalb von 2 min. auf 0.Foam development: measured in a shaking cylinder, 5 g wetting agent / 1 NaOH 30 ° B @ initial foam height 2.5 cm, breaks to 0 within 2 minutes.

Legende zu den graphischen Darstellungen: - Erfindungsgemäßes Mercerisiernetzmittel - - - - - - - - Lösungsmittelhaltiges, handelsübliches Mercerisiernetzmittel auf Basis sulfonierter Cycloaliphasen ............... Lösungsmittelhaltiges, handelsübliches Mercerisiernetzmittel auf Basis sulfatierter aliphatischer AlkoholeLegend to the graphic representations: Mercerizing wetting agent according to the invention - - - - - - - - Solvent-based, commercially available mercerizing wetting agent Based on sulfonated cycloaliphatic phases ............... Solvent-based, commercially available Mercerizing wetting agent based on sulfated aliphatic alcohols

Claims (5)

Patentansprüche 1) Rasch netzende, schaumarme und lösungsmittelfreie Mereerisierhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, das sie im wesentlichen aus den anionaktiven Alkalisalzen partiell oxalkylierter Phosphorsäuremonoester bestehen, welche durch Umsetzung von geradkettigen oder verzweigten, primären, sekundären oder tertiären aliphatischen Alkoholen mit 5 - 10, vorzugsweise 6 - 8 C-Atomen, mit Phosphorpentoxid und nachfolgende Hydrolyse der primär entstehenden Pyrophosphorsäune-diester mit Wasser erhalten werden. Claims 1) Rapidly wetting, low-foaming and solvent-free Mereerising aid, characterized in that it consists essentially of the anion-active alkali salts are partially alkoxylated phosphoric acid monoesters, which by implementing straight-chain or branched, primary, secondary or tertiary aliphatic alcohols with 5 - 10, preferably 6 - 8 carbon atoms, with phosphorus pentoxide and subsequent hydrolysis of the primarily resulting pyrophosphoric acid diesters can be obtained with water. 2) Rasch netzende, schaumarme und lösungsmittelfreie Mercerisierhilfsmittel, daduroh gekennzeichnet, daß die Phosphorsäuremonoester lt. Anspruch 1 mit Äthylenoxid teilweise weiterverestert werden und die Restacidität mit Alkalien neutralisiert wird.2) Rapidly wetting, low-foaming and solvent-free mercerising agents, daduroh characterized that the phosphoric acid monoester according to claim 1 with ethylene oxide partially further esterified and the residual acidity neutralized with alkalis will. 3) Rasch netzende, schaumarme und lösungsmittelfreie Mercerisierhilfsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäuremonoester lt. Anspruch 1 lit Propylenoxid partiell verestert werden und die Restacidität iit Alkalien neutralisiert wird.3) Rapidly wetting, low-foaming and solvent-free mercerising agents, characterized in that the phosphoric acid monoesters according to claim 1 lit propylene oxide are partially esterified and the residual acidity is neutralized with alkalis. 4) Rasch netzende, schaumarme und lösungsmittelfreie Mercerisiernetniittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäuremonoester lt. Anspruch 1 mit Butylenoxid bzw. Ieobutylenoxid partiell verestert werden und die Restacidität mit Alkalien neutraliaiert wird.4) Rapidly wetting, low-foaming and solvent-free mercerising agents, characterized in that the phosphoric acid monoesters according to claim 1 with butylene oxide or Ieobutylene oxide are partially esterified and the residual acidity with alkalis is neutralized. 5) Rasch netzende, schaumarme und lösungsmittelfreie Mercerisiernetzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorsäuremonoester lt. Anspruch 1 mit Miachungen der in den Unteransprüchen 2, 3 und 4 genannten Alkylenoxiden teilweise verestert werden und die Restacidität mit Alkalien neutralisiert wird.5) Rapidly wetting, low-foaming and solvent-free mercerising wetting agents, characterized in that the phosphoric acid monoesters according to claim 1 with limitations partially esterified the alkylene oxides mentioned in subclaims 2, 3 and 4 and the residual acidity is neutralized with alkalis. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0716180A1 (en) * 1994-12-08 1996-06-12 Ciba-Geigy Ag Wetting agent for mercerizing
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