DE2248905A1

DE2248905A1 - Gemisch von quartaeren ammoniumverbindungen und ihre verwendung als weichmacher fuer textilien

Info

Publication number: DE2248905A1
Application number: DE19722248905
Authority: DE
Inventors: Richard R Egan; Graham K Hughes; Jack W Sigan
Original assignee: Ashland Oil Inc
Current assignee: Ashland LLC
Priority date: 1971-02-05
Filing date: 1972-10-05
Publication date: 1974-04-25
Also published as: GB1390267A; BE790065A; FR2217402B1; JPS4957197A; CA984411A; US4098822A; FR2217402A1; JPS5335632B2

Description

" Gemisch von quartären Ammoniumverbindungen und ihre Verwendung als Weichmacher für Textilien I1 Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Quartäre Derivate langkettiger aliphatischer sekundärer und tertiärer Monoamine werden in großem Umfang als Weichmacher für Textilien bzw. Gewebe verwendet. Bekanntlich sind die quartären Derivate dieser sekundären Monoamine besser geeignet als Weichmacher als die entsprechenden Derivate der tertiären Amine.
Durch der entsprechende Wahl einer geeigneten Alkylkettenlängenverteilung der Amingemische, von denen sich die quartären Verbindungen ableiten, können die Weichmachereigenschaften der quartären Verbindungen optimiert werden Die wäßrig-alkoholischen Konzentrate diese optimierten Gemische haben jedoch bei Raumtemperatur eine mangelnde Fließfähigkeit, und daher lassen sie sich zur Herstellung von Dispersionen mit niedrigem Wirkstoffgehalt nur schwierig dispergieren. Ferner sind die bekannten wäßrigen Dispersionen bei niedrigem Wirkstoffgehalt, wie sie in Haushalt verwendet werden, instabil.
Das erfindungsgemäße Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen hat die allgemeinen Formeln in denen R1 einen Alkylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeutet, von dem 30 bis 70 Gewichtsprozent 16 bis 22 Kohlenstoffatome enthält. R ist ein niederer Alkylrest und zu das nur Quaternisierung verwendete Anion. Vorzugsweise ist R1 ein Alkylrest mit 12 bis 18 KOhlenstoffatomen, von dem 40 bis 70 Gewichtsprozent 16 und bzw. oder 18 Kohlenstoffatome enthält, R ein Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und X ein Chloridion. Die Reste R1 mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen umfassen vorzugsweise ein Gemisch aus 85 bis 75 Gewichtsprozent geradketti gen Resten und entsprechend 15 bis 25 Gewichtsprozent von durch eine einzige Methylgruppe verzweigten Resten. Vorzugsweise besteht dieses Gemisch aus 80 bis 75 Gewichtsprozent bei geradkettigen Resten und 20 bis 25 Gewichtsprozent verzweigten Resten.
Im allgemeinen besteht das erfindungsgemäße Gemisch quartärer Ammontumserbindungen aus 0 bis 10 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel I, 60 bis 85 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel II und 5 bis 25 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel III. Besonders gute Weichmachungswirkwagen werden mit Gemischen erzielt, die aus 0 bis 5 Gewichtsprozent der Verbindungen der allgemeinen Formel I, 75 bis 80 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel II und 10 bis 20 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel III bestehen.
Das erfindungsgemäße Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen eignet sich besonders gut als Weichmacher für Textilien und es zeigt verschiedene verbesserte physikalische Eigenschaften, unter anderem (1) wäßrig-alkoholische Konzentrate zeigen bei Raumtemperatur Fließfähigkeit; (2) aus diesen Konzentraten können leicht wäßrige Dispersionen hergestellt werden; (3) wäßrige Dispersionen mit niedrigem Wirkstoffgehalt besitzen eine ausgezeichnete Stabilität und (4) die wäßrigen Dispersionen sind auch bei wiederholtes Gefrieren und Auftauen stabil.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindung erläutert. Zunächst wird ein langkettiges aliphatisches hmingeg misch mit einem primären Amingehalt von 3,7 Gewichtsprozent, einem sekundären Amingehalt von 76,7 Gewichtsprozent und einem tertiären Amingehalt von 16,9 Gewichtsprozent hergestellt. Der aliphatische Rest dieses Gemisches besteht im wesentlichen aus C12-bis C18-Alkylresten mit der nachstehend aufgeführten Kettenlängenverteilung. Die Abkürzungen ,tg und "v" bezeichnen gerad kettige bzw. durch eine einzlge WIethylgruppe verzweigte isomere C11 1,0 C12 g 9,25 C12 v 3,10 13 g 9,40 C13 v 3,15 C14 g 11,65 C14 v 3,55 g 7,35 C15 v 2,40 C16 g 31,50 C18 v 17,00 C20 0,50.
Eine Isopropanollösung dieses Amingemisches wird in einem verschließbaren Reaktionsgefäß mit Methylchlorid in Gegenwart zugesetzter Mengen 75prozentiger Natronlauge quaternisiert. Das Methylchlorid wird kontinuierlich in das Reaktionsgemisch eingespeist, bis der Gehalt an freien Aminen weniger als 1,5 Gewichtsprozent beträgt. Sodann wird das Reaktionsgemisch auf etwa 550C abgekühlt und das Reaktionsgefäß geöffnet, um nicht umgesetztes Methylchlorid abzutrennen. Sodann wird das Quaternisierungsprodukt mit weiterem Isopropanol versetzt, um den Gehalt an gelösten Feststoffen auf 75 Gewichtsprozent einzustellen. Das Lösungsmittel besteht aus 19,2 Gewichtsprozent Isopropanol und 5,8 Gewichtsprozent Wasser. Sodann wird das Produkt vom als Nebenprodukt gebildeten Natriumchlorid abfiltriert.
Das erhaltene quartäre Ammoniumchlorid war bei der angegebenen Konzentration eine stabile, klare Flüssigkeit mit einem Fließpunkt von 2 0C und einem Gefrierpunkt von -2 0C, einer Gardner-Farbe von 1 und einem Aschegehalt (NaCl) von 0,01 Gewichtsprozent. Das Konzentrat ließ sich in kaltem Wasser bei Temperaturen bis zu OOC ohne Anwendung hoher Scherkräfte oder kräftigem Rühren leicht dispergieren und bildete verdünnte wäßrige Dispersionen mit einem Wirkstoffgehalt von 6 Gewichtsprozent oder weniger.
Zur Auswertung der Weichmachungswirkung des - erfindungsgemäßen Gemisches der quartären Ammoniumverbindungen werden 8 Pfund entschlichtete Badetücher in einer automatischen Haushaltwaschmaschine mit einem üblichen Grobwaschmittel in üblicher Konzentration gewaschen. Beim letzten Spülvorgang wird eine 0,6gewichtsprozentige wäßrige Dispersion der quartären Ammoniumverbindungen zugesetzt, so daß die Konzentration an Weichmacher Ot1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Badetücher, beträgt.
Danach werden die gewaschenen Badetücher in einer automatischen Trockenmaschine getrocknet und hierauf 24 Stunden bei 200C und 50 Prozent relativer Feuchtigkeit konditioniert. Der Griff der behandelten Badetücher wird hierauf in üblicher Weise anhand einer Bewertungsskala von 1 bis 5 bestimmt. Eine Bewertung von 1 bedeutet sehr weich und eine Bewertung von 5 bedeutet steif und brettig. Dieser Wert wird den Kontrollproben zugeteilt. Mit den erfindungsgemäßen Gemischen quartärer Ammoniumverbindungen werden im'allgemeinen Bewertungszahlen von etwa 1,5 bis 2,5 erhalten Das vorstehend erläuterte spezielle Gemisch quartärer Ammonium verbindungen ergibt eine Bewertungszahl von 1,8.
Ein weiterer wichtiger Test zur Bestimmung der Wirksamkeit von Weichmachern für Gewebe ist der sogenannte Tropfenaufnahmetest.
Bei diesem Test wird ein Tropfen Wasser auf dås behandelte Gewebe gebracht und die Absorptionszeit des Tropfens bestimmt. Es wird die Zeit in Sekunden gemessen, bis der glänzende Tropfen verschwindet. Mit dem speziellen Gemisch quartärer Ainrnonumverbindungen beträgt diese Zeit 22 Sekunden. Im allgemeinen beträgt diese Zeit für das erfindungsgemäße Gemisch der quartären Ammoniumverbindungen 12 bis 25 Sekunden. Unbehandelte Badetücher, die als Standard in diesem Test verwendet werden, zeigen eine Wiederbenetzungszeit in der Größenordnung von etwa 7 Sekunden.
Die erfindungsgemäßen Gemische der quartären Ammoniumverbindungen sind zwar besonders wertvoll als Weichmacher für Textilien bzw.
Gewebe, sie können jedoch auch mit Vorteil auf anderen Gebieten eingesetzt werden, z.B. als Spülmittel für Haar, als Emulgatoren für Öl- und Wasseremulsionen sowie als Antistatikaittel, z.B. für Papier, Gewebe und Polituren.

Claims

P a t e n t a n s n r ü c.h e

¼. Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formeln in denen R1 insgesamt einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, der aus C8-bis C22-Alkylresten besteht, von denen 30 bis 70 Gewichtsprozent aus geradkettigen C16rbiS C22-Alkylresten und dementsprechend 70 bis 30 Gewichtsprozent aus C8-bis C15-A1kylresten mit 15 bis 30 Gewichtsprozent vonfiegend durch eine Methylgruppe verzweigten Resten zusammengesetzt sind, R einen niederen Alkylrest und X- ein Anion darstellt, wobei das Gemisch aus 0 bis 10 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel I, 60 bis 85 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel II und 5 bis 25 Gewichtsprozent V'erbindungen der allgemeinen Formel III besteht.
2. Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R1 insgesamt einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest bedeutet, der aus C12-bis C18-Alkylresten besteht, von denen 40 bis 70 Gewichtsprozent aus C16- oder C18-Alkylresten oder deren Gemischen und entsprechend 60 bis 30 Gewichtsprozent aus C12-bis C15-Alkylresten mit 20 bis 25 Gewichtsprozent durch eine Methylgruppe verzweigten Alkylresten zusammengesetzt sind, R einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und X9 ein Chloridion darstellt.
3. Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 0 bis 5 Gewichtspro zent Verbindungen der allgemeinen Formel I, 65 bis 80 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel II und 5 bis 25 Gewichtsprozent Verbindungen der allgemeinen Formel III besteht.
4. Gemisch quartärer Ammoniumverbindungen gemäß Anspruch 1 oder 2 in Form eines Wasser und einen niederen aliphatischen Alkohol enthaltenden Konzentrats mit einem Feststoffgehalt von etwa 75 Gewichtsprozent.
5. Gemisch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrig-alkoholische Medium etwa 80 gewichtsprozentiges wäßriges Isopropanol ist.
6. Verwendung der Gemische gemäß Anspruch 1 bis 5 als Weichmacher für Textilien.