DE2555896B2

DE2555896B2 - Sekundäre Ätheraminacetate Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung als Präparationsmittel für Synthesefasern

Info

Publication number: DE2555896B2
Application number: DE2555896A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Chem. Dr. Rolf 6078 Neu-Isenburg Kleber; Dipl.-Chem. Dr. Willi 6238 Hofheim Steckelberg
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-12
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2555896A1; BE849345A; ATA912976A; FR2334655A1; DE2555896C3; GB1567479A; US4100078A; ES453997A1; FR2334655B1; CA1064516A; CH621029B; IT1070440B; SE7613946L; JPS5278825A; CH621029GA3; BR7608258A; LU76365A1; NL7613580A; AT348976B; DK554876A

Description

(O

in welcher R einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen oder einen Cyclohexylrest X und Y ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest, wobei X und Y jedoch nicht gleichzeitig einen Methylrest bedeuten und η eine ganze Zah! von 2 bis 20 darstellt

2. Sekundäre Ätheraminacetate nach Anspruch I, wobei X und Y Wasserstoffatome darstellen.

3. Verfahren zur Herstellung der sekundären Ätheraminacetate nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man sekundäre Ätheramine der allgemeinen Formel

R-(O-CH-CH)₁₁

I I χ υ

NH

R-(O-CH-CH)_n

A \

wobei R, X, Y und π die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben, mit Eisessig umsetzt.

4. Verwendung der sekundären Ätheraminacetate nach Anspruch 1 und 2 als Gleitmittel und Avivagemittel für die Herstellung und textile Weiterverarbeitung von Synthesefasern.

Applikation der in Wasser unlöslichen Mineralole werden der Präparation Emulgatoren, meist synthetische nichtionische und anionische Produkte bzw. Seifen, zugesetzt Als Antistatik-Komponenten werden Äthylenoxid-Kondensationsprodukte, Phosphorsäureester, seltener kationische Verbindungen zugefügt (loc. cit).

Nun haben aber die Anforderungen der modernen Verarbeitungsmaschinen, wie z. B. der Texturiermaschinen, dazu geführt, daß an die thermische Belastbarkeit von Präparationssystemen immer höhere Anforderungen gestellt werden. So beschreibt die DE-OS 24 41 108 Textilhilfsmittel, die Esteröle als Gleitmittel enthalten, um z. LB. bei hohen Temperaturen texturieren zu können. AJs Vorteile dieser Esteröle (Alkylidentrimethanolester plus Diester von Dicarbonsäuren) werden ihre Thermostabilität und ihre Glätte hervorgehoben. Jedoch auch diese Verbindungen können nur als Mehrkomponentensysteme eingesetzt wurden und benötigen zusätzliche Emulgatoren und Antistatika, um den präparierten Fäden gute Laufeigenschaften zu vermitteln und um überhaupt aus Wasser applizierbar zu sein.

Eines der größten Probleme dieser Mehrkomponentenpräparationssysteme liegt jedoch darin, daß die Präparationen, die ja beispielsweise beim Färben, wieder entfernt werden müssen, das Abwasser mit schlecht zu entfernenden Gemischen aus Ölen, Mineralölen, Esterölen und Emulgatoren verunreinigen.

Versuche, sogenannte mineralölfreie Systeme für Präparationen zu entwickeln, scheiterten meist daran, daß die verlangten Gleitreibungsparameter sowie Antistatik- und Thermostabilitätseigenschaften nicht in ähnliche Weise wie für ölhaltige Mehrkomponentensysteme zu erfüllen waren.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß es gelingt, mit Einstoffsystemen zu Präparationsmitteln zu kommen, die thermostabil sind, gute Gleiteigenschaften aufweisen, hohe Antistatikwerte zeigen und aus wäßriger Lösung ohne Emulgatoren applizierbar sind, wenn man die Acetate von sekundären Ätheraminen der Formel I einsetzt,

R-(O-CH-CH)_n

I I

« XY

Sieht man sich die Zusammensetzungen von Präparationsmitteln an, so stellt man fest daß in der Regel Mehrstoffsysteme vorherrschen. Die Ursache für diese Zusammensetzung rührt meist daher, daß eine Präparation für Synthesefasern (Stapel- und Endlosfasern) meist mehrere Aufgaben erfüllen muß, die nur durch Mehrstoffsysteme erfüllt werden können. Für Endlosfilamente soll eine Präparation, nach Lindner, Tenside-Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe, Bd. II, S. }599 (1964), einen hohen Fadenschluß erzielen, das Gleitverhalten beim Faden-Fadenführungsorgan regulieren und den Faden weich machen. Lindner (loc. cit.) ist der Meinung, daß diese so verschiedenen Aufgabenstellungen nur von Mehrstoffsystemen erfüllt werden. Dabei dominiert nach Meinung des Autors meist der Mineralölgehalt. Andere Gleitmittel sind feste Kohlenwasserstoffe, Wachse, natürliche und synthetische Triglyceride. Zur R-(O-CH-CH)_n

NHfCH₃COO⁹

in welcher R ^inen Alkyl- oder Alkylenrest mit 7 bis 24

Kohlenstoffatomen oder einen Cyclohexylrest, X und Y

ein Wasserstoffatom oder einen Methylrest, wobei X und Y jedoch nicht gleichzeitig einen Methylrest bedeuten und π eine ganze Zahl von 1 bis 20 darstellt

Bevorzugt sind solche Verbindungen der Formel I, in

eo denen X und Y Wasserstoffatome sind.

Gegenstand der Erfindung sind somit sekundäre Ätheraminacetate der obigen Formel I, deren Herstellung und deren Verwendung als Präparationsmittel für Synthesefasern.

_b3 Die Acetate der sekundären Atheramine der Formel I werden erhalten in an sich bekannter Weise durch Umsetzung der entsprechenden Ätheramine mil der äquivalenten Menge Eisessig. Es kann jedoch zweckmä-

Big sein, die Umsetzung mit weniger oder mit mehr als der äquivalenten Menge Eisessig auszuführen, um damit den pH-Wert und die Löslichkeit der Produkte in Wasser optimal zu gestalten, in den Fällen, in denen weniger als die äquivalente Menge Eisessig zum Einsatz gelangt, enthalten die verfahrensgemäuen Verbindungen naturgemäß außer den Acetaten noch eine gewisse Menge an freien Ätheraminen. Diese Ätheramine lassen sich herstellen durch Aminolyse von Oxalkylaten der allgemeinen Formel II

R — /Ό — CH- CH \— OH
X Y

in welcher R, X, Y und π die fur die Formel I angegebene Bedeutung besitzen, in flüssiger Phase mit Ammoniak und Wasserstoff in Anwesenheit von Hydrier-Dehydrierungskatalysatoren, insbesondere Nickel- und CobcJt-Kontakten, bei <:ner Gasgeschwindigkeit von Mindestens IQ !/kg Qxalkylat/h, bei einer Temperatur von 150 bis 250⁰C und Drucken von 0,5 bis 1,5 ata.

Der Alkylrest R kann geradkettig oder verzweigt sein und leitet sich von einem entsprechenden Alkohol ab, wie etwa Heptanol, Isononylalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Oleylalkohol, Stearylalkohol, ferner Gemische dieser Alkohole, insbesondere solchen, die bei der Hydrierung natürlicher Fettsäuren bzw. deren Ester entstehen, wie z. B. Talgfettalkohole, Palmkernfettalkohole und Cocosfettalkohole. Weitere Alkohole, von denen der Rest R abgeleitet werden kann, sind solche, die bei technischen Prozessen entstehen, wie z. B. bei dem Ziegler-Verfahren (Äthyler. Aufbau-Verfahren), das gesättigte, primäre Alkohole mit gerader C-Kette bis zu etwa 24 Kohlenstoffatomen liefert, und den verschiedenen Oxoprozessen, die mehr oder weniger verzweigte. Alkohole erzeugen.

Die Oxalkylengruppe

—/O —CH-CH\—

sen, ζ, B, als Textu-jerpräparation für PES-, als Webtiterpräparation für PA-Filamente oder als Spinn-Verstreck- und Endpräparation für PAC Die Produkte können ferner als thermostabile Emulgatorsysteme für andere wasserlösliche Gleitmittel (Mineralöle, Esteröle) in Faserpräparationen eingesetzt werden. Normalerweise werden die erfindungsgemäßen sekundären Aminacetate allein eingesetzt, doch ist es ohne weiteres möglich, sie mit anderen Präparationsbestandteilen, wie

ίο den bereits erwähnten ölen und Esterölen als Emulgatoren z. B, oder mit Antistatika, Phosphorsäureester, zu kombinieren.

Beispiel 1

Für einen Texturiertiter (dtex 167f32) von PES wurden folgende Präparationen hergestellt:

a) DE-OS 23 26 966 Beispiel la (als Vergleich)
60 T Paraffinöl (Viskosität bei 20⁰C : 295 cP)

,₀ 30 T Oleylalkohol + 7 AeO

1OT Cocosalkyldimethylaminoxid

b) Beispie! Ib(DE-OS 23 26 966)(als Vergleich)
6OT Paraffincl (wie vorher)

30 T Oleylalkohol + 7 AeO
10 T Laurylalkoholtriphosphat

c) 43 T Pentaerythrit-tetradecylat (als Vergleich)
52 T Emulgator bestehend aus:

6 T Oleylalkohol + 5,5 AeO

1 T POCL₃-Ester von Oleylalkohol · 8 AeO

(mit NaOH neutralisiert)
1 T Ricinus-όί + 7,5 AeO
3 T Cocosfettsäure · 8 AeO
IT H₂O

d) (anmeldungsgemäß)

leitet sich von Äthylen- oder Propylenoxid ab und wird durch Umsetzung eines Alkohols mit Äthylen- und/oder Propylenoxid eingeführt. Dabei können auch Mischungen von Äthylenoxid und Propylenoxid eingesetzt werden oder es kann nacheinander mit Äthylenoxid und Propylenoxid, bzw. in umgekehrter Reihenfolge, umgesetzt werden.

Die sekundären Ätheraminacetate der Formel I sind hoch thermostabil und überdauern Texturierbedingungen von 230—250⁰C ohne Vergilbung, obwohl die zugrunde liegenden oxyäthylierten Alkohole bereits bei Temperaturen unter 200⁰C merklich flüchtig sind. Die sekundären Ätheraminacetate werden dabei auf die zu präparierende Faser, wie PES, PA, PAC, Polyolefine in üblicher Weise aus wäßriger Lösung oder auch als Reinprodukte durch Tauchen, Sprühen, Foulardieren oder mit Galetten aufgebracht, wobei die Auflagen für Filamente zwischen 0,-3 und 2Λ vorzugsweise 0,6 bis 1,2%, für Stapelfasern 0,05 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 03%, betragen sollten. Durch die im weitesten Sinne variierbaren Parameter wie z. B. Oxäthylierungsgrad des Fettalkoholoxäthylats, oder Kohlenstoffkette des Alkyl- bzw. Alkenrestes gelingt es, die Präparationen gezielt an den jeweiligen Verwendungszweck anzupas-

R-(OCH₂CHj)₅

NHfCH₃COO⁹

R-(OCH₂CHj)₅
R = Cocosalkylrest;

Die flüssigen Präparationsmittel wurden zunächst auf ihre Thermostabilität und Vergilbungsneigung überprüft bei 220° C.

Verdampfungsverlust

Vergilbung¹)

7% 28% 4% 1,8%

80

100

40

20

(anmeldungsgemäß)

') IFZ: Vergilbung nach dem Test DIN 6162.

Die 4 Systeme wurden aus ca. I5^o/oiger wäßriger Emulsion (a bis c) bzw. Lösung (d) durch eine Galette auf ein PES-Filament gebracht (Auflage -0,5% WS) und dieses auf 167 dtex verstreckt. Das nachfolgende

Texturieren (Falschdrahtverfahren) ergab folgende Ergebnisse:

Geschlossene
(nicht
texturierte)
Stellen

Dämpfe, die aus den Heizern beim Texturieren austraten:

a:	4	sehr wenig
b:	6	viel
c:	10	wenig
d:	0	keine
(anmeldungs
gemäß)

10 g: Di-(oleyl-decaglykoläther)-amin-acetat h: Di-(C_?o'32-alkyl-diglykoläther)-

amin-acetat
j: Di-(C_Biio-alkyl-tetraglykoläther)-

amin-acetat
k: Di-(i3otridecyl-trig!ykoläther)-

amin-acetat
1: Monolauryl-diphosphat(K-Salz) als Vergleich

Die so präparierten Fäden wurden auf ihre Reibung (Gleitreibung bzw. dynamische Reibung) untersucht. Gemessen wurde in einer Meßanordnung, die beschrieben ist in der DE-OS 23 35 675.

15

Die Vorteile der anmeldungsgemäßen Präparation d) sind aus beiden Versuchen klar ersichtlich.

Beispiel 2 ,_Q

Auf ein PA 6 Filament (dtes 11 Of 16) werden mittels eines Schwammes wäßrige Lösungen folgender Produkte mit einer Auflage von 0,8% aulgebracht und bei 105⁰C getrocknet.

25

a: Di-(Ci2/H-alkyl-pentaglykoläther)-

amin-acetat
b: Di-(Ci6/i9-alkyl-heptaglykoIäther)-

amin-acetat
c: Di-(talgfettalkyl-octaglykoläther)-

amin-acetat
d: Di-(C₉/! ι -alkyl-decaglykoläther)-

amin-acetat
e: Di-(Ci6/2o-alkyl-tetraglykoläther)-

amin-acetat j5

f: Di-(oleyl-pentadecaglykoläther)-amin-acetat

Dynamische Faden/Metallreibung

a: 0320-0395

b: 0350-0,410

c: 0,340—0390

d: 0340—0,405

e: 0325-035^r

f: 0250-0305

g: 0,260-0305

h: 0,245-0300

i: 0,255-0300

k: 0355-0390

J: 0355-0,425 als Vergleich

Es ist ersichtlich, daß der bereits sehr glatte Phosphorsäureester 1) von allen geprüften Aminacetaten in der Gleitreibung übertroffen wird.

Mit einem Mineralöl im Verhältnis 6 T öl 4 T Aminacetat versetzt, sind die Produkte a bis k voll verträglich und liefern beim Emulgieren mit Wasser stabile Emulsionen, während der Vergleich 1 mit Mineralöl nicht verträglich ist und stets aus der Mischung abtrennt.

Claims

Patentansprüche:

1. Sekundäre Ätheraminacetate der allgemeinen Formel

R-(O-CH-CH)_n

X Y \

R—(O — CH — CH), X Y

NH₃ ⁺CH₃COO"