DE2113211A1 - Oberflaechenaktive Kompositionen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf oberflächenaktive Kompositionen und insbesondere auf solche oberflächenaktive Kompositionen, die für Anfeuchtungsverfahren von Textilien in Anwesenheit von hoch konzentrierten Elektrolyten, einschliesslich von Alkalien, sehr brauchbar sind.

Zahlreiche Behandlungsverfahren von Textilien bestehen in sogenannten Anfeuchtungsprozessen. Hierzu gehören beispielsweise das Abspülen, das Bleichen, das Färben, das Fixieren, das Wägen und das Merzerisieren. Bei diesen Prozessen sind spezielle Operationen eingeschlossen, bei denen Lösungen zur Anwendung gelangen, die Elektrolyse, wie beispielsweise Salze und Alkalien, in aufgelöster Form enthalten. So ist beispielsweise Natriumhydroxyd bis zu 10 %_% im allgemeinen jedoch in einer Konzentration von 3 %, ein üblicher Elektrolyteninhaltsstoff in solchen Bädern.

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Man verwendet die oberflächenaktiven Kompositionen im allgemeinen, um den Kontakt zwischen den einwirkenden Lösungen und den Fasern der zu behandelnden Textilien zu steigern. Ferner ' •wendet man solche oberflächenaktiven Agentien an, um die Durchdringungsgeschwindigkeit der Behandlungslösungen in die Kapillaren zwischen den Fasern zu erhöhen. Der wirtschaftliche Vorteil der Erhöhung dieser Durchdringungsgeschwindigkeit oder Eindringgeschwindigkeit und des Kontakts jeglicher Behandlungslösung ist augenscheinlich.

Im allgemeinen verbessern oberflächenaktive Mittel insgesamt die Wirksamkeit von Textilbefeuchtungs-Operationen bzw. von Textilbehandlungsprozessen, die in der Feuchte bzw, in der Nässe durchgeführt werden. Jedoch sind zahlreiche oberflächenaktive Kompositionen, die an sich im Leitungswasser sehr gute Befeuchtungswirkungen besitzen, völlig unbrauchbar, sobald Lösungen Elektrolyten enthalten. Andererseits versagen solche oberflächenaktiven Mittel, die in Elelctrolytlösungen oder kaustischen Lösungen befriedigend© Ergebnisse zeigen, bei Benetzungen mit bsw_o In Leitungswasser_β Diese begrenzten Eigenschaften macht® :S5 in der TFergangenheit notwendig, zahlreiche oberflächenaktive Miiirfeel zu entwickeln, von denen jedes nur aaau geeignet war, spasialle Erfordernisse eines Jeglichen Baliandiungsbads %u erfüllen« Da viel© diese oberflächenaktiven Mittel, di© im Anwesenheit von Elektrolyten wirksam sind, nachteiligsrv/eis© nur innerhalb sehr schaialer Konzentrationsbereich® spezieller Elektrolyten wirksam sind, war jede Textilfabrils geswasges, sine gross© Ana aiii verschiedener oberflächenaktiv®!¹ ICoEposi'öioasa au lagern und au "D

Sa be s Ii and daa®r schon lange der V/uns eh, sine einzige oberfläciasnaktivs !Composition sii schaffen, dis eins genügend grosse Bssstsiingskapazität innerhalb eines "breiten Bereichs sotioiil niiisiolrölicli des "/orliQJidsnen Elektrolyten als auch dessen EGnssErfca^iGS "begiiJS'ü, wobei dieser Bsreich itoü Lsiisungsviasser ait eizie® Gefealt ·\?on waziig^r als 0,Gl °/j εα Elsir.trclyö "bis au LossiiSgen, äi@ ©'öws 10 fS an SlGlrörolgri? -jiStii.?'■■■''?.·;:-, zp.oh

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erstreckt, wobei auch alkalische Lösungen mit einem Gehalt an Natriumhydroxyd bis zu etwa 10 % eingeschlossen sind. Solch eine einzigartige oberflächenaktive Komposition muss dabei sowohl in den üblichen Bädern als auch in Vasserarten aller Härtegrade und bei den verschiedensten Temperaturen stabil sein, die sich von Zimmertemperatur bis zu den Siedetemperaturen der verschiedenen Behandlungslösungen erstrecken.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass gewisse Mischungen von spezifischen Klassen oberflächenaktiver Stoffe hervorragend wirksame Benetzungseigenschaften bezüglich der Verwendung in Textilbädern besitzen, wobei innerhalb eines weiten Bereichs an Gehalten der üblichen Elektrolyten einschliesslich Alkalien, die sowohl als Einzelkomponenten vorliegen können oder auch als Alkali-Mischungen, gearbeitet werden kann.

Die vorliegende Erfindung schafft also neue oberflächenaktive Kompositionen, die aus einem Gemisch folgender oberflächenaktiver Komponenten bestehen:

(a) $0 bis 90 Gewichtsprozent des Reaktionsproduktes eines 8-Kohlenstoff-Alkanols mit einem phosphat!erenden oder phosphorylierenden Mittel , das zu einer komplexen Mischung von Phosphatestern führt und

(b) 70 bis 10 Gewichtsteile eines löslich gemachten alkoxylierten Alkanolsulfats.

Die Mischung dieser oberflächenaktiven Mittel ist in Konzentrationen von 0,01 bis 1 Gew.-% besonders wirksam hinsichtlich der Verbesserung der Benetzung bei den verschiedensten Textilbenetzungslösungen. Innerhalb dieses Bereichs sind die erfindungsgemässen Kompositionen wirksam in Behandlungslösungen, die sich vom reinen destillierten Wasser über Leitungswasser bis zu Spül- und Bleichlösungen erstrecken, welche bis zu 10 % an Elektrolyten einschliesslich Alkalien und Alkali-Äquivalenten enthalten.

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Ferner sind die erfindungsgemässen Kompositionen sehr wirksam hinsichtlich, einer Verbesserung der Benetzbarkeit bei Temperaturen von 4°G bis zu den Siedepunkten der üblicherweise eingesetzten, Elektrolyse enthaltenden Behandlungsbädern, wie Bleich- und Spülbädern.

Die erfindungsgemässen Kompositionen sind insbesondere brauchbar bei solchen Bädern für die nasse Textilbehandlung, die ausser den sonstigen Badinhaltsstoffen das erfindungsgemässe Gemisch an oberflächenaktiven Mitteln in einer Konzentration von 0,01 bis 1 Gew.-% enthalten. Zu diesen Bädern, die in den Umfang vorliegender Erfindung fallen, zählen beispielsweise Spülbäder, die bis zu 10 Gew.-% an Alkali oder Alkali-Äquivalenten enthalten, beispielsweise Natriumsulfat; ferner alkalische Bleichbäder, die Peroxyde, Perborate, Isocyanurate usw. als Oxydationsmittel und auch als Pufferelektrolyten enthalten. Die erfindungsgemässen Kompositionen sind ferner auch in Färbe-Nachspül- und Wasch-Bädern bzw. -Operationen sehr brauchbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass gewisse Äthoxy-Alkoholsulfate in Elektrolytlösungen die Löslichkeit einer bestimmten Gruppe von Phosphatestern aliphatischer 8-Kohlenstoff-Alkohole verbessern. Diese Gruppe von Phosphatestern umfasst die Reaktionsprodukte der einzelnen isomeren aliphatischen Octanole oder der isomeren Gemische der Octanole mit Phosphatierungs- oder Phosphorylierungsmitteln, wie PpO₁-, POGl 7, PCI ζ oder Po lyphosphor säure. Die Reaktionsprodukte enthalten ein komplexes Gemisch von Phosphatestern, das gegebenenfalls auch Polyphosphate und/oder verbliebene (restliche) Octylalkohole enthält.

Es wurde festgestellt, dass dann, wenn man solche Phosphatester, die eine ausgezeichnete Benetzungsfähigkeit besitzen, zu wässrigen Elektrolyte enthaltenden Lösungen und insbesondere zu Textilbädern, die Alkalien und/oder Elektrolyte enthalten,

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_ 5 — hinzugibt, ihre Löslichkeit reduziert wird.

Die Anwesenheit von Elektrolyten reduziert die Löslichkeit der Phosphatester so weit, dass deren Konzentrationen in den Lösungen unter dem Wert liegt, bei dem sie wirksame Benetzungsmittel sind. In Anwesenheit von Elektrolyten werden, wie leicht mit dem Auge festgestellt werden kann, die Lösungen der Phosphate trübe; beim Testen dieser Lösungen zeigt sich, dass ihre Benetzungsfähigkeit unter ein brauchbares Niveau abgefallen sind.

Es wurde also überraschenderweise gefunden, dass man durch Vermischen von zumindest 30 Gew.-% gewisser Epoxyalkoholsulfate mit den vorerwähnten Phosphaten die Löslichkeit und die Benetzungskraft der Phosphatester in Anwesenheit von Elektrolyten wieder herstellen und sogar erhöhen kann und dass die Mischung dieser beiden Komponenten eine Komposition darstellt, die in einem breiten Verwendungsspektrum bei nassen Behandlungsverfahren für Textilien eine ausgezeichnete Detergenswirkung besitzt.

Die vorgenannten äthoxylierten Alkanolsulfate, die diese Eigenschaften besitzen, entsprechen der allgemeinen Formel:

R¹

I R-O(CH-CH₂O)_xSO₃M

in der R einen Alkylrest mit 9 bis 16 Kohlenstoffatomen oder einen Alkylphenylrest, in welchem die Alkylsubstituenten insgesamt 6-bis 12 Kohlenstoffatome besitzen, bedeutet; R¹ bedeutet Wasserstoff oder teilweise Wasserstoff und teilweise die Methylgruppe, wobei das Alkoxylatgemisch ausgezeichnete hydrophile Eigenschaften besitzt; χ ist eine Zahl, die 10 bis 70 Gew.-% A'thoxylat des nichtionischen Zwischenprodukts angibt; M bedeutet ein die Wasserlöslichkeit vermittelndes Kation.

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Die R-Substituenten können von handelsüblichem Alkenol und Alkylphenol-Gemischen abgeleitet sein. Die äthoxylierten Alkoholsulfate, die der vorgenannten Formel entsprechen, lassen sich beispielsweise nach der Vorschrift gemäss USA-Patentschrift 2 766 212 herstellen, in welcher unter anderem die Gewinnung der Verbindungen beschrieben ist, die als besonders wirksame Sulfate anzusprechen sind.

M bedeutet also ein die Wasserlöslichkeit vermittelndes Kation für die äthoxylierten Alkanolester. Diese die Löslichkeit vermittelnden Kationen umfassen die Ionen der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle, das Ammoniumion, das Morpholinion, Mono-, Di- oder Triäthanolamine oder andere wasserlösliche Amine mit niedrigem Molekulargewicht.

Die Octanolphosphatester, die die andere der notwendigen Komponenten der erfindungsgemässen Mischkomposition darstellen, sind das Keaktionsprodukt von Octanolen mit PpOn; POOlζ 5 PGl, oder Polyphosphorsäuren, wobei ein komplexes Gemisch von Phosphatestern einschliesslich variierender Proportionen an Mono-, Di- und TripSissphaten entsteht. Die Reaktionsprodukte können völlig verestert sein; sie können auch Polyphosphate und/oder restliche Octylalkohole enthalten. Die Phosphatveresterungsreaktion wird nach den dem Stand der Technik an sich bekannten üblichen Verfahrensweisen durchgeführt.

Es können Polyphosphorsäuren verwendet werden, die Phosphorsäureanhydridgehalte, ausgedrückt als P2O,-, von etwa-80 bis 85 % enthalten? man kann auch PoOc selbst in das Verfahren einführen, wie dies in den USA-Patentschriften 3 004 056 und J 004 05? "beschrieben ist. Die als Phosphatesterkomponente gemäss vorliegender Erfindung einsetzbaren Produkte unterscheiden sich von denjenigen, die aus dem in den vorgenannten Patentschriften beschriebenen !Reaktionen stammen, dadurch, dass die erster©!! Hiosphatester von aliphatischen Octanolen sind und keine Alkos^lsisgruppen aufweisen, was bei den Verbindungen der vorgenanntes Patentschriften der Fall ist«

ORIGINAL INSPECTED

Kan kann auch POCl, als Phosphatierungsmittel gemäss den an sich bekannten Veresterungsverfahrensweisen einsetzen, wobei die Produkte dieser Reaktion mit aliphatischen Octanolen analog wirksame Komponenten für die erfindungsgemässen Kompositionen darstellen.

Die Octanole, die man bei der Veresterungsreaktion mittels der oben geoffenbarten Phosphatierungsmittel einsetzt, umfassen n-Octanol, iso-Octanol, 2-Äthylhexanol und andere handelsübliche Octanol-Isomere; sie umfassen auch die handelsüblichen Mischungen von Octanolen, die man als C-8-Alkohol-Gemische bezeichnet.

Wenn man die beiden Komponenten der erfindungsgemässen Kompositionen vermischt hat, so kann man sie als Mischlösung ihrer Trockenform einsetzen oder man kann die vermischten Komponenten zum Zwecke der Schaffung von lagerfähigen Lösungen auflösen. Die lagerfähigen Lösungen kann man auch dadurch herstellen, dass man jede Komponente in der Lagerungsflüssigkeit, die gleichzeitig Lösungsmittel ist und vorzugsweise aus Wasser besteht, direkt auflöst. Alle Mischkompositionen, die in den Umfang vorliegender Erfindung fallen, sind in Lösungen möglich, die bis zumindest 7 Gew.-96 an freiem Natriumhydroxyd enthalten und ebenso in Lösungen, die bis zumindest 10 Gewichtsprozent an Salzen enthalten, die man an sich im nassen Textilbehandlungsverfahren einsetzt.

Ferner benötigen die in den Umfang vorliegender Erfindung fallenden Kompositionen nur sehr niedrige Konzentrationen, um die Standard-Benetzungszeiten gemäss Draves Textile Wetting Test (AATOC) in Salz enthaltenden Lösungen zu erreichen.

Alle erfindungsgemässen Kompositionen zeigten sogenannte 25-Sekunden-Draves-Benetzungszeiten in Anwesenheit von 7 % Natriumhydroxyd bei Konzentrationen unterhalb 0,050 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtlösung der aktiven Mischung.

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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Kompositionen besteht darin, dass sie entweder überhaupt nicht zum Schäumen neigen oder nur in sehr schwachem Umfang. Schäume, die sich eventuell unter den Bedingungen sehr heftigen Rührens bilden, sind instabil und verschwinden rasch und spontan.

Allgemein wurde festgestellt, dass die erfindungsgemässen Kompositionen bei der Verwendung in Textilbehandlungs-Lösungen innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 1,0 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,15 Gew.-% sehr wirksam sind und auch wirtschaftlich sowohl in Bleich- als auch in Spülbädern die 7 % Natriumhydroxyd oder ein Äquivalent hiervon enthalten, vorteilhafterweise angewendet werden können. Für Woll-Spülbäder, die Natriumsulfat und Natriumbisulfat enthalten, sind Konzentrationen von 0,10 Gew.-% an erfindungsgemässer Mischkomposition, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bades, ökonomisch und wirksam.

Um die Fortschrittlichkeit und Wirksamkeit der erfindungsgemässen, Kompositionen zu demonstrieren, wurden verschiedene Mischkompositionen, die in den Umfang vorliegender Erfindung fallen, hergestellt und ihre Lösungen in Elektrolyten verglichen mit den Komponenten der Mischung allein oder mit Mischungen gewisser wirksamer Komponenten mit anderen Komponenten, die nicht in den Umfang vorliegender Erfindung fallen.

Diese Lösungen wurden zahlenmässig getestet bezüglich ihrer Benetzungsfähigkeit in 7%igen kaustischen Lösungen nach dem Draves Textile Wetting Test unter Verwendung von 5 Gramm Baumwollsträhnen und 3 Gramm Haken. Die oberflächenaktiven Materialien wurden einer 7 %igen kaustischen Lösung hinzugegeben und sodann die prozentuale Konzentration an oberflächenaktivem Gemisch gemessen, die für eine 25-Sekunden-Benetzungszeit nötig war.

Ferner wurden diese Kompositionen auch bezüglich ihrer Löslichkeit bei 0,05 % verglichen und durch visuelle Beobachtung ge-

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testet. Eine klare Lösung zeigt an, dass die Komposition löslich ist, wohingegen das Vorhandensein einer Trübung ein Anzeichen dafür ist, dass die Komposition nicht völlig löslich ist. Nach dem Test hat sich ergeben, dass alle Mischkompositionen, die in den Umfang vorliegender Erfindung fallen, gleichmassig löslich sind sowohl in kaustischen Lösungen als auch in Lösungen, die andere Elektrolyse enthalten, die kaustischen Elektrolyten äquivalent sind und in nassen Textilbehandlungsverfahren zur Anwendung gelangen.

Die folgenden Tabellen zeigen die Löslichkeitsdaten und die Testresultate nach Draves der verschiedenen untersuchten Kompositionen.

-10-109844/1787

% % Phosphatiertes

Beispiel Phosphat Sulfat Alkanol

Sj 2?

4-

100 100

75

75

25

25

20 50

25

25

Gemisch) Alfol 810

Alfol 810 Alfol 810

2-Äthylhexanol Alfol 810

iso-Octanol

iso-Octanol

iso-Oetanol

2-lthylhexano1 iso-Octanol

iso-Octanol

2-lthylhexanol

Neodol 25

(C_12-IC Alkanol- ■* Gemisch

Cg Alkanol

2,5

2,5

2,5

2,5 NH₄

Löslich- Draves* keitstest

S 0,033

S
S

T
T

1,5 NH₄ T

0,042

0,053 0,052

0,100 0,088

0,036 0,063

Beispiel Nr.	% Phosphat	% Sulfat	Phosphatiertes Alkanol	Xt Λ	M	Löslich- keitstest	Draves* *
9* 10	75 75	25 25	2-Äthylhexanol 2-Äthylhexano1	2-Octanol 4 Alfol-1014 5	NH4	T S	0,067 0,046
11	75	25	2-Äthylhexano1	Gemisch) n-°6-7 H12-14" 5'5 Phenol		S	0,042
12	75	25	2-Äthylhexanol	C12H24 Phenol 5,8	3'HH4	S	0,045
13	75	25	2-Äthylhexanol	C14Alkanol- 4 Gemisch	HH4	S	0,048
1 4*	I^	25	2-Äthylhexanol	Oleylalkanol- 7 Gemisch	HH4	T	0,280
.15	75	25	2-Äthylhexanol	n-Cfi „ H19 1Λ- 10	HH4	S	0,047
				Phenol

* Vergleichsbeispiel

** % Komposition für 25-Sekunden Benetzung in 7 % NaOH S = löslich
T a trübe

ro co

Aus der obigen Offenbarung ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung die Schaffung eines Gemisches von zwei spezifischen Klassen von. Verbindungen in ihren speziellen Konzentrationsbereichen zum Gegenstand hat.

Hierdurch wird natürlich nicht ausgeschlossen, dass die erfindungsgemässen Kompositionen Bestandteile von handeisfähigen Kompositionen sind, in denen auch noch andere Inhaltsstoffe, die für die Nassbehandlungsverfahren von Textilien von Bedeutung sein können, vorliegen. Hierzu gehören Farbstoffe, Puffersubstanzen, Griffigkeitsverbesserer, Glanzverleiher,,Wägemittel (= weighing agents) und andere.

-13-Patentansprüche: 1098A4/1787

Claims (3)

- 13 Patentansprüche

1.) Oberflächenaktive Komposition, geeignet zur Anwendung in Anwesenheit von Elektrolytlösungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus

(a) 30 bis 90 Gew.-% eines Phosphatesterreaktionsprodukts aus phosphorylierenden Mitteln und Alkoholen mit 8 Kohlenstoffatomen und

(b) aus 70 bis 10 Gewichtsteilen einer Verbindung der Formel

R-O- (CH- CH₂O)_xSO₃M R'

besteht, wobei R einen Alkylrest mit 9 bis 16 Kohlenstoffatomen oder einen Alkylphenylrest, in welchem die Alkylphenylsubstituenten insgesamt 6 bis 12 Kohlenstoffatome besitzen, ferner R¹ Wasserstoff oder teilweise Wasserstoff und teilweise den Methylrest, wobei die Alkoxylatmischung hydrophile Eigenschaften zeigt, χ eine Zahl entsprechend 10 bis 70 Gewichtsprozent Äthoxylat des nichtionischen Zwischenstücks und M ein die Wasserlöslichkeit vermittelndes Kation darstellt.

2.) Oberflächenaktive Komposition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol mit 8 Kohlenstoffatomen aus iso-Octanol und die R-Komponente bei (b) ein handelsübliches Gemisch von Alkanolen mit 12 bis 15 Kohlenstoffatomen ist.

3.) Nassbehandlungsbad für Textilien mit verbesserter Detergenswirkung, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer wässrigen

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Lösung mit funktioneilen Badinhaltsstoffen, 0 bis 10 % Elektrolyten und bis zu 1 Gewichtsprozent der oberflächenaktiven Komposition nach Anspruch 1 beinhaltet.

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