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Verfahren zum Behandeln von Textilien mit
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Polymerisaten von Acrylsäure- und Methacrylsäureestern Zusatzanmeldung
zur deutschen Patentanmeldung P 26 07 151.2 Polymerisate, hergestellt durch Polymerisation
von organischen Monomeren, die eine ungesättigte C-C-Doppelbindung enthalten, mit
Hilfe freie Radikale bildender Initiatoren, haben aufgrund ihrer dem jeweiligen
Verwendungszweck angepaßten Eigenschaften eine überaus breite Anwendung gefunden.
So dienen beispielsweise Polymerisate von Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern,
die gegebenenfalls andere, zur Mischpolymerisation befähigte Monomere einpolymerisiert
enthalten, unter anderem zur Lederzurichtung, zum Appretieren oder Beschichten von
Textilien und Papier (vergleiche z.B. "Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie",
Verlag Grban & Schwarzenberg, München, 14. Band (1963), Seite 273).
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Bei der Behandlung von .solchen Materialien mit diesen Polymerisaten
erhält man zwar in der Regel eine wasserdichte aber keine wasserabstoßende Imprägnierung,
d.h., daß das Wasser auf den imprägnierten Fasermaterialien hängen bleibt, was bei
längerer Beanspruchung zu einer allmählichen Quellung und nachfolgend zu einer Zerstörung
des Polymerisates und damit zu einem Eindringen des Wassers in das Faserinnere oder
zu einem Durchschlagen des Wassers durch das Fasermaterial führt.
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Nach dem Hauptpatent (deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) wurde
gefunden, daß man bei der Einpolymerisation von bestimmten ungesättigten Verbindungen
mittels freie Radikale bildender Initiatoren zu technisch wertvollen Copolymerisaten
gelangt, die sich mit bestimmten Härtungsmitteln vernetzen lassen und dann nicht
nur eine wasserdichte Ausrüstung, sondern auch hydrophobe Effekte liefern.
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Nach dem Hauptpatent .......(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2)
wird ein Verfahren zum Behandeln von Textilien mit Polymerisaten von kerylsaure-
und Methacrylsäureestern beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Polymerisate
Copolymerisate, die als Monomere 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Copolymerisat,
an Verbindungen der Formel
wobei R = -H oder -OH3 und R1 = -(CH2)n-OH, -CH2CH2-O-CH2CH2OH oder -(CH2)3-O-(CH2)3-OH
bedeuten, worin n = 2 bis 4 ist und/oder Verbindungen der Formel R2OOC-CH=CH-COOR1
(II) wobei R2 gleich H oder ein Alkylrest mit 1 bis 12 C-stonen bedeutet und R1
die oben angegebene Bedeutung hat, 99,9 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen auf Copolymerisat,
Verbindungen der Formel
worin R die oben angegebene Bedeutung hat und R1 ein gegebenenfalls verzweigter
Alkylrest mit @ bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet mit der Maßgabe, daß zumindest
50 Gewichtsprozent,
bezogen auf Verbindungen der Formel (III), solche
Verbindungen der Formel (III) einpolymerisiert werden, in denen R' ein gegebenenfalls
verzweigter Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen ist, und gegebenenfalls bis zu 10 Gewichtsprozent,
bezogen auf Copolymerisat, weitere zur Mischpolyserisation mit Verbindungen der
Formeln (1), (11) und (III) befähigte, bekannte Monomere (iv) einpolymerisiert enthalten,
in Gegenwart katalytischer Mengen von Aminogruppen enthaltenden Silanen und/oder
Siloxanen bevorzugt zusammen mit metallorganischen Katalysatoren als Härtungsmittel
in einem organischen, wasserunlöslichen Lösungsmittel aufgebracht und dann die behandelten
Textilien getrocknet und gegebenenfalls kondensiert werden.
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Ein gewisser Nachteil des Verfahrens nach dem Hauptpatent liegt darin,
daß die Wasserabweisung noch nicht aIl Anforderungen der Praxis genügt. Auch die
Chemischreinigungsbeständigkeit läßt manchmal zu wünschen übrig. Ein weiterer Nachteil
ist, daß nach der Arbeitsweise des Hauptpatentes der Griff der Textilien durch die
Ausrüstung beeinträchtigt wird.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden kann, wenn
modifizierte Copolymerisate verwendet werden.
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Es wird somit ein Verfahren zum Behandeln von Textilien mit Polymerisaten,
die dadurch hergestellt werden, daß man bei erhöhter Temperatur 0,1 bis 10 Gewichtsteile
von endständig freie Hydroxylgruppen enthaltenden Estern der Formel
wobei R = -H oder -CH3 und R1 = -(CH2)n-OH, -CH2CH2-O-CH2CH2OH oder -(CH2)3-O-(CH2)3-OH
bedeuten, worin n = 2 bis i ist und/oder Verbindungen der Formel
R200C-CH=CH-COOR1
(11) wobei R2 gleich -H oder ein Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet und R1
die oben angegebene Bedeutung hat, 80 bis 99,9 Gewichtsteile von Estern der allgemeinen
Formel
worin R die oben angegebene Bedeutung hat und R' = einen gegebenenfalls verzweigten
Alkylrest mit 1 bis 18 C-Atomen bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens 50 Gewichtsprozent,
bezogen auf die ;'erbindungen der Formel (III), solche Verbindungen der Formel (III)
eingesetzt werden, in denen R' ein gegebenenfalls verzweigter Alkylrest mit 1 bis
4 C-Atomen ist, und gegebenenfalls bis zu 10 Gewichtsteile weitere zur Mischpolymerisation
mit Verbindungen der Formeln (1), (II) und (III) befähigte, bekannte Monomere (IV)
einsetzt nach DT-PS .(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) beansprucht, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man als Polymerisate modifizierte Copolymerisate aufbringt,
die dadurch erhalten werden, daß die Monomeren (I) und/oder (II), (III) und gegebenenfalls
(in), wobei die Summe dieser Verbindungen 100 Gewichtsteile beträgt, in Gegenwart
von 5 bis 40 Gewichtsteilen endblockiertem Alkylwasserstoffpolysiloxan, deren Alkylreste
1 bis 4 C-Atome aufweisen und wobei das Verhältnis der Silicium gebundenen Alkylreste
zu den Silicium gebundenen Wasserstoffatomen 13 zu 1 bis 1 zu 1 beträgt und die
bei 200C eine Viskosität von 20 bis 1.000 cP aufweisen, copolymerisiert werden.
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Unter dem Begriff "modifizierte Copolymerisate" sind im Rahmen der
Beschreibung stets - wenn nicht ausdrücklich anders angegeben - die erhaltenen Umsetzungsprodukte
ohne weitere Aufarbeitung zu versehen.
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Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten modifizierten Copolymerisate
wird in der DT-PS (deutscl.e Patentanmeldung P 26 08 894.8) beschrieben.
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Die Verbindungen der Formel (I) sind im Hauptpatent beschrieben. Auch
als Verbindungen der Formel (II) werden dieselben wie im Hauptpatent angegeben eingesetzt.
Dabei gilt ebenfalls, daß die Verbindungen der Formel (I) bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren gegenüber den Verbindungen der Formel (II) in den eingesetzten modifizierten
Copolymerisaten bevorzugt einpolymerisiert werden, da dieselben leichter zugänglich
und somit preisgünstiger sind. Von den Verbindungen der Formel (I) sind wiederum
die Acrylsäureester bevorzugt, da dieselben auf den behandelten Textilien einen
weicheren Griff ergeben.
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Die modifizierten Copolymerisate enthalten 0,1 bis 10, insbesondere
2 bis 8 Gewichtsprozent der Monomeren (I) und/oder (II), bezogen auf die Summe an
Verbindungen (I) und/oder (II), (III) und gegebenenfalls (IV).
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Neben den Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II) sind in den erfindungsgemäß
verwendeten modifizierten Copolymerisaten noch 80 bis 99,9 Gewichtsprozent, bezogen
auf die Summe an Verbindungen der Formeln (I) und/oder (II), (III) und gegebenenfalls
(IV), an Verbindungen der Formel (III) einpolymerisiert. Dabei handelt es sich ebenso
wie im Hauptpatent um Acryl- bzw. Methacrylsäurealkylester, wobei der gegebenenfalls
verzweigte Alkylrest 1 bis 18 C-Atome aufweist. Als Beispiele hierfür sind die gleichen
Verbindungen wie in der DT-PS (deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) zu nennen.
Von den Monomeren der Formel (III) werden mindestens 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise
mindestens 70 Gewichtsprozent Acryl- bzw. Methacrylsäureester von Alkoholen mit
1 bis 4 C-Atomen eingesetzt.
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Schließlich können noch geringe Mengen, nämlich bis zu 10 Gewichtsprozent,
insbesondere bis zu 5 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Summe an
Verbindungen (I) und/oder (II (III) und gegebenenfalls (IV), von zur Mischpolymerisation
mit den Verbindungen der Formel (I), (II) und (III) befähigte ungesättigte Verbindungen
(IV) einpolymerisiert sein. Als solche Verbindungen kommen beispielsweise Styrol,
Vinyltoluol und Acrylsäure in Betracht.
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Alle genannten polymerisierbaren Verbindungen werden in handelsüblicher
Form eingesetzt.
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Die Polymerisation der erfindungsgemäß zu verwendenden modifizierten
Polymerisate wird im Unterschied zum Hauptpatent in Gegenwart von endblockierten
Alkylwasserstoffpolysiloxanen durchgeführt. Als solche kommen neben Äthyl-, Propyl-
und Butylwasserstoffpolysiloxanen insbesondere Methylwasserstoffpolysiloxane in
Betracht. Hierunter sind in erster Linie solche Alkylwasserstoffpolysiloxane zu
verstehen, bei denen das Verhältnis von Alkylrest : Wasserstoffatomen ohne Berücksichtigung
der Endgruppen, wie der Trimethylsilylgruppen in etwa 1 : 1 beträgt.
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Daneben sind aber auch Alkylwasserstoffpolysiloxane geeignet, bei
denen das Verhältnis von Alkylrest : Wasserstoffatomen größer als 1 : 1, nämlich
bis etwa 13 : 1 ist. Jedoch sind Produkte, die unter Verwendung von Alkylwasserstoffpolysiloxanen
hergestellt wurden, bei denen das Verhältnis von Alkylrest : Wasserstoff größer
als 5 : 1 ist, erfindungsgemäß weniger brauchbar, da die Vorteile der erfindungsgemäß
verwendeten Produkte vor allem auf den in den modifizierten Polymerisaten vorhandenen
Silicium gebundenen Wasserstoffatomen beruhen. Die Alkylwasserstoffpolysiloxane
enthalten keine hydrolysenempfindlichen Gruppen oder Hydroxylgruppen, sondern sie
sind endblockiert, z.B. durch Trimethylsilylgruppen.
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Die eingesetzten Alkylwasserstoffpolysiloxane weisen eine Viskosität
von 20 bis 1.000 cP bei 200C, die besonders bevorzugten
Methylwasserstoffpolysiloxane
eine Viskosität von 20 bis 350 cP bei 200C auf.
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Das Verhältnis der zur Umsetzung eingesetzten polymerisierbaren Verbindungen
(Summe der Komponenten (I) und/oder (II), (III) und gegebenenfalls (IV) ) zu den
Alkylwasserstoffpolysiloxanen beträgt 100 Gewichtsteile zu 5 bis 40 Gewichtsteile.
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Höhere Anteile an Alkylwasserstoffpolysiloxanen bringen keine zusätzlichen
Vorteile. Da bei einem Verhältnis von 100 zu 5 bis 20 Gewichtsteilen besonders gute
Effekte erhalten werden, wird dieses Verhältnis vor allem aus wirtschaftlichen Gründen
bevorzugt.
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Die Polymerisation wird durch die üblichen freie Radikale bildende
Initiatoren ausgelöst. Als solche kommen vor allem organische Peroxyde in Betracht.
Als Beispiele seien aufgeführt: Dialkylperoxyde wie Diäthylperoxyd, Diisopropylperoxyd,
Di(tert.-butyl)peroxyd; Dilaurylperoxyd, Alkylhydrogenperoxyde, wie tert.-Butylhydroperoxyd;
Diacylperoxyde, wie Diacetylperoxyd, Dilauroylperoxyd, Dibenzoylperoxyd, Bis- (2,
4-dichlorbenzoyl )peroxyd; Ketonperoxyde, wie Methyläthylketonperoxyd und Cyclohexanonperoxyd.
Ebenfalls geeignet sind Azoverbindungen, wie z.B. das Azo-(diisobutyronitril).
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Als Initiatoren werden besonders solche bevorzugt eingesetzt, die
in der Lage sind, in einem Temperaturbereich von ca.
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50°C bis ca. 120°C, gegebenenfalls in Gegenwart eines geeigneten Lösungsmittels,
genügend Radikale zu bilden, um eine Polymerisation auszulösen. Hierzu sind das
Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd, das Dibenzoylperoxyd, das tert.
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Butylperoctoat und das Dilauroylperoxyd zu nennen. In gleicher Weise
ist auch das Azodiisobutyronitril geeignet.
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Die Herstellung der modifizierten Copolymerisate wird bevorzugt in
einem organischen Lösungsmittel durchgeführt.
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Das Lösungsmittel erfüllt drei Aufgaben:
Einmal sorgt
es dafür, daß die Reaktion unter kontrollierbaren Bedingungen, d.h. unter Vermeidung
einer Überhitzung beim Einsetzen der exothermen Polymerisation abläuft; zum anderen
beeinflußt es auch den Zerfall der Initiatoren in Radikale; zum dritten wird durch
das organische Lösungsmittel dafür gesorgt, daß das Reaktionsmedium gut rührbar
bleibt, denn während der Reaktion nimmt die Viskosität des Reaktionsgemisches zu.
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Als organische Lösungsmittel kommen neben wasserlöslichen bzw. beschränkt
wasserlöslichen Lösungsmitteln wie Dioxan, Äthylacetat und Methyläthylketon vor
allem wasserunlösliche, gegebenenfalls ubstituierte Kohlenwasserstoffe, wie Benzin,
Octan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol und Chlorbenzol in Betracht. Geeignet sind
aber auch Ester und Ketone,wie beispielsweise Butylacetat, Methylbutyrat, Methylisobutylketon
und andere mehr. Als Lösungsmittel hat sich Toluol besonders bewährt. Die Menge
des Lösungsmittels wird so gewählt, daß die Konzentration des modifizierten Copolymerisates
(Feststoff) etwa 30 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.
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Die Umsetzung wird in der Reise durchgeführt, daß man in ein geeignetes
Reaktionsgefäß einen Teil der oben aufgeführten zur- Polymerisation befähigten Verbindungen
(Komponente (I) und/oder (II), (III) und gegebenenfalls (IV) ) das Alkylwasserstoffpolysiloxan
und gegebenenfalls das Lösungsmittel vorlegt, einen Teil des Initiators hinzugibt
und dann erwärmt.
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Es ist zweckmäßig, das Reaktionsgefäß vor der Zugabe der soeben aufgezählten
Komponenten mit Stickstoff zu spülen.
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Nach dem Anspringen der Polymerisation, erkennbar an der zunehmenden
Viskosität und Ansteigen der Temperatur der Reaktionsmischung, läßt man die restliche
Monomerenmenge und gegebenenfalls weiteres Lösungsmittel langsam zulaufen.
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Schließlich fügt man zweckmäßig nochmals Initiator zu und läßt bei
erhöhter Temperatur nachreagieren. Bei Anwesenheit
eines Lösungsmittels
arbeitet man in der Regel so, daß das Reaktionsgemisch während der Reaktion und
Nachreaktion unter Rückfluß siedet. Die gesamte Reaktion ist nach etwa 2 bis 3 Stunden
beendet.
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Nach dem Abkühlen erhält man viskose, klare oder trübe Lösungen bzw.
stabile Dispersionen, je nach der Art und Menge des verwendeten Lösungsmittels und
der Art und Menge der eingesetzten Monomeren. Die Wasserstoffabspaltung aus dem
Alkylwasserstoffpolysiloxan wahrend der Polymerisation ist außerordentlich gering.
Es hat sich gezeigt, daß in dem Endprodukt noch ca 85 bis 95 % des Silicium gebundenen
Wasserstoffs des eingesetzten Alkylwasserstoffpolysiloxans vorhanden sind.
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Für die erfindungsgemäße Anwendung der modifizierten Copolymerisate
vor allem zur Beschichtung ist es zweckmäßig, die Polymerisation so zu steuern,
daß sie nach beendeter Polymerisation im Konzentrationsbereich von 30 bis 60 Gewichtsprozent
eine Viskosität von 5.000 bis 35.000 cP bei 20°C aufweisen. Diese Steuerung kann
beispielsweise dadurch erfolgen, daß man das Lösungsmittel teilweise erst während
der Polymerisation zufügt. Selbstverständlich spielt hierbei auch die Art des verwendeten
Lösungsmittels und die Art und Menge des verwendeten Initiators eine Rolle. Ferner
kann natürlich die Viskosität auch nach beendeter Polymerisation durch teilweises
Abdestillieren oder Hinzufügen von weiterem Lösungsmittel reguliert werden. Eigenartigerweise
hat die Art des eingesetzten Alkylwasserstoffpolysiloxans, d.h. ob man Alkylwasserstoffpolysiloxane
mit einem Alkylrest : Wasserstoff-Verhältnis von 1 : 1 oder bis zu 13 : 1 einsetzt,
nur einen relativ geringen Einfluß auf die Viskosität der Endprodukte.
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Falls erwünscht, können die geringen Mengen an nicht umgesetzten Monomeren
und das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt werden.
Da die erhaltenen modifizierten Copolymerisate in Form von Lösungen in
organischen
Lösungsmitteln verwendet werden,
eine derartige Aufarbeitung in der Regel nicht ersoruerllch.
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Die Reaktionsausbeuten sind sehr hoch, was beispielsweise daraus hervorgeht,
daß bei einem Versuch, bei dem ohne Lösungsmittel gearbeitet wurde, nach Abdestillation
der flüchtigen Bestandteile im Vakuum das nicht flüchtige Reaktionsprodukt in einer
Ausbeute von 98 % der Theorie erhalten wurde.
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Die wie beschrieben aufgebauten und hergestellten modifizierten Copolymerisate
werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung bestimmter Härtungsmittel
auf dem Textilmaterial vernetzt. Als Härtungsmittel werden dabei Aminogruppen enthaltende
Silane und/oder Siloxane allein, bevorzugt aber zusammen mit metallorganischen Katalysatoren
verwendet. Durch die Mitverwendung der metallorganischen Katalysatoren wird die
Betriebssicherheit erhöht und vor allem auch eine wesentlich verbesserte Bewitterungsbeständigkeit
erreicht.
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Als Aminogruppen enthaltende Silane werden ebenso wie nach der DT-PS
(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) insbesondere solche der Formel
worin Y eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 C-Atomen, A eine Alkylengruppe mit mehr als
2, insbesondere 3 oder 4 C-Atomen, M eine Aminogruppe oder Diaminoalkylgruppe, die
mit A über eine Kohlenstoff/Stickstoffverbindung verbunden ist und n = 0 oder 1
bedeuten, verwendet.
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Beispiele für Aminosilane (V) sind im Hauptpatent aufgeführt.
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Die Aminosilane der Formel (V) werden bevorzugt als Aminogruppen
enthaltende
Silane verwendet, da sie leicht zugänglich sind und besonders vorteilhafte Effekte
bewirken.
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Daneben kommen aber auch andere Aminosilane, wie (ß-Aminoäthoxy)-propyltrimethoxysilan,
(ß-Aminopropoxy)-butyltributoxysilan, Methyl-(ß-aminopropoxy)-propyldi-(aminoäthoxy)-silan
und (ß-Aminoäthoxy) propylmethyldimethoxysilan in Betracht.
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Als Aminogruppen enthaltende Siloxane werden wie im Hauptpatent insbesondere
die Hydrolysate der Verbindungen der Formel (V) und die Cohydrolysate dieser Verbindungen
mit Silanen, die keine Aminogruppen aufweisen, eingesetzt, wobei aber bei den Cohydrolysaten
der Anteil der Aminosilane der Formel (V) bevorzugt überwiegt.
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Beispiele für aminofunktionelle Siloxane sind der DT-PS ........
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(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) zu entnehmen.
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Die Aminogruppen enthaltenden Silane und Siloxane werden bevorzugt
im Gemisch mit metallorganischen Katalysatoren angewandt. Als solche sind die gleichen
wie im Hauptpatent geeignet.
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Bevorzugt werden wie auch im Hauptpatent Zinnverbindungen mitverwendet
und hiervon haben sich ebenfalls die Dialkylzinndicarboxylate als besonders geeignet
erwiesen. Die Zinnverbindungen bewirken nämlich eine besonders rasche und vollständige
Vernetzung, so daß bei Einsatz dieser Verbindungen ein besonders sicheres Arbeiten
gewährleistet ist. Die gleichmäßige Vernetzung und damit die Steigerung der Effekte
ist bei Mitverwendung der Dialkylzinndicarboxylate besonders deutlich ausgeprägt.
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Das Härtungsmittel wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im allgemeinen
in Mengen von 0,5 bis 10, insbesondere 1 bis 10, besonders bevorzugt 2 bis 6 Gewichtsprozent,
bezogen auf 100%iges modifiziertes Copolymerisat, eingesetzt.
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Höhere Mengen können zwar prinzipiell verwendet werden, bringen jedoch
keine nennenswerte Effektverbesserung mit
sich. Bevorzugt wird
eine Mischung aus 0,5 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Gewichtsprozent Aminogruppen enthaltende
Silane und/oder Siloxane und 0,5 bis 5, insbesondere 1 bis 3 Gewichtsprozent metallorganischer
Katalysator, insbesondere Zinnverbindung, besonders bevorzugt Dialkylzinndicarboxylate,
bezogen jeweils auf 100%iges modifiziertes Copolymerisat, als Härtungsmittel verwendet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Lösungen in einem organischen,
wasserunlöslichen Lösungsmittel ausgeführt, da diese Lösungsmittel gegenüber den
auszurüstenden Textilien und den Behandlungsmitteln inaktiv sind. Übliche verwendbare
Lösungsmittel sind in der DT-PS ........(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2)
aufgeführt.
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Das Lösungsmittel kommt in unterschiedlichen Mengen zum Einsatz, je
nachdem, ob das Textilmaterial beschichtet werden soll, oder ob durch Foulardieren,
Sprühen, Pflatschen und ähnliches eine Imprägnierung vorgenommen wird. Beim Beschichten
werden hochkonzentrierte Lösungen aufgetragen, die durchschnittlich 35 bis 85 Gewichtsprozent
Lösungsmittel, bezogen auf Beschichtungsmasse, enthalten. Die Lösungsmittelmenge
schwankt dabei und richtet sich insbesondere nach der Viskosität des verwendeten
modifizierten Copolymerisats. Sie wird dabei so gewählt, daß die Beschichtungsmasse,
die neben dem Lösungsmittel, dem modifizierten Copolymerisat und dem Härtungsmittel
gegebenenfalls auch Pigmente, Füllstoffe und Appreturmittel u.ä. enthält, eine Viskosität
von vorzugsweise 10.000 bis 60.000 cP bei 200C aufweist.
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Wird dagegen imprägniert, d.h. das Textilmaterial durchtränkt, so
enthalten die Flotten wesentlich höhere Mengen an Lösungsmittel, im allgemeinen
90 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf die Ausrüstungsflotte.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Behandeln von Textilien,
und zwar ist es sowohl zum Beschichten als auch
zum Imprägnieren
von Textilien aller Art geeignet.
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Bei der Beschichtung werden die modifizierten Copolymerisate in üblichen
Mengen von etwa 13,6 bis 59,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Beschichtungsmasse,
in Form ihrer Lösungen zusammen mit dem Härtungsmittel gut gemischt, gegebenenfalls
Weiß- und/oder Farbpigmente, wie Titandioxyd, Barytweiß, Ruß oder übliche organische
und anorganische Pigmentfarbstoffe oder auch nur Füllmittel, wie Kaolin, kolloidale
Kieselsäure, Talkum oder Tonerde zugegeben und dann in bekannter Weise durch Rakeln
(z.B. mit Walzen oder vor allem Luft- und Gummituchrakel), Streichen, Drucken und
ähnliches auf das zu behandelnde Textilgut aufgebracht. Nähere Einzelheiten über
Warenführung, Trocknung, Kondensation, Auflage u.a. können der Fachliteratur und
der DT-PS (deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) entnommen werden. Hier wird auch
auf die Nachimprägnierung, die eine Optimierung der Effekte erbringt und außerdem
bei der nur einseitigen Beschichtung auch die andere Seite mit einer insbesondere
wasserabweisenden Ausrüstung versieht, näher eingegangen. Die zusätzliche Imprägnierung
kann auch vor der Beschichtung erfolgen.
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Bei der Imprägnierung werden in der Regel in Abhängigkeit von der
Flottenaufnahme und des gewünschten Effektes 4 bis 100 g/l (höhere Mengen sind aus
wirtschaftlichen Gründen nicht angebracht), insbesondere 5 bis 40 g/l des 100%gen
modifizierten Copolymerisats zusammen mit dem Härtungsmittel in dem organischen
wasserunlöslichen Lösungsmittel gelöst und in üblicher Weise durch Tauchen und Abquetschen
(Foulardieren), Pflatschen oder Sprühen behandelt. Danach wird getrocknet und in
Abhängigkeit des behandelten Materials einige Sekunden bis Minuten bei 120 bis 1900C
kondensiert.
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Die Beschichtungsmassen und die Ausrüstungsflotten können noch andere
zur Textilbehandlung aus organischen, wasserunlöslichen Lösungsmitteln geeignete
Substanzen, wie Appreturmittel
enthalten. Genannt seien beispielsweise
Polyurethane und auch Silikonelastomere eventuell in Form ihrer Lösungen in organischen,
wasserunlöslichen Lösungsmitteln.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso wie dasjenige des Hauptpatentes
zur Behandlung von Textilien aller Art, sei es in Form von Geweben, Gewirken oder
Vliesen geeignet.
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Für die auszurüstenden Textilien gilt das Gleiche wie in der DT-PS
....0.....(deutsche Patentanmeldung P 26 07 151.2) bereits erläutert.
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Gegenüber den nicht modifizierten Polymerisaten, also gegenüber dem
Verfahren des Hauptpatentes, bieten die modifizierten den Vorteil einer verbesserten
wasserabweisenden Wirkung.
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Daneben ist als Vorteil die merklich bessere Beständigkeit der wasserdichten
und wasserabweisenden Eigenschaften beim Chemischreinigen hervorzuheben. Ein besonderer
Vorteil aber liegt im Griffausfall, denn die ausgerüsteten Textilien weisen einen
angenehmen Griff auf, der dem typischen "Silikongriff" sehr ähnlich ist.
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Zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten modifizierten Copolymerisate
kann wie folgt verfahren werden: A: In einem 2 Liter-Vierhalskolben, bestückt mit
wirksamem Ankerrührer, Rückflußkühler, Thermometer und zwei Zulaufgefäßen werden
nach kräftigem Vorspülen mit Stickstoff 100 ml eines Gemisches aus 218,3 g Methylacrylat,
109,1 g Äthylacrylat, 29,1 g 2-Äthylhexylacrylat, 7,3 g 2-Hydroxyäthylacrylat, 36,4
g Trimethylsilyl-endblockiertes Methylwasserstoffpolysiloxan (Verhältnis der Methylgruppen
zu abspaltbarem Wasserstoff 1 : 1, Viskosität bei 200C 30 cP) und 45 g Toluol, in
dem 0,19 g Benzoylperoxyd gelöst sind, vorgelegt und auf 80 bis 820C erwärmt.
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Die restlichen Monomeren werden im Zulaufgefäß I vorgelegt. Zulaufgefäß
II wird mit 455 g Toluol beschickt.
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Nach dem Anspringen der Polymerisation, erkennbar an beginnendem
Rückfluß und zunehmender Viskosität des Kolbeninhaltes, steigt die Temperatur auf
90 bis 920C an. Bei dieser Temperatur und ständigem Rückfluß wird binnen 20 bis
30 Minuten die restliche Monomerenmischung zugefügt. Durch Zusatz von Toluol wird
verhindert, daß die Viskosität über den rührbaren Bereich hinaus ansteigt.
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Nach Beendigung des Monomerenzulaufes werden langsam 0,56 g Benzoylperoxyd,
gelöst in 100 g Toluol zugesetzt und bei Rückflußtemperatur die Restmenge Toluol
zugetropft. Der Ansatz wird ca. 1 bis 1 1/2 Stunden bei schwachem Rückfluß weitergerührt,
bis die Temperatur ca. 108 C erreicht hat.
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Nach dem Kühlen erhält man ca. 1 kg einer trüben Lösung mit ca. 40
Gewichtsprozent Festsubstanz, einer Viskosität von ca. 25.000 cP (gemessen mit dem
Brookfield Viskosimeter, Typ RVF, Spindel C, 10 U/Min.). Die Vernetzungsfähigkeit
des erhaltenen modifizierten Copolymerisates ist nahezu vollständig erhalten geblieben,
denn das erhaltene Produkt enthält noch ca. 90 % des abspaltbaren, Silicium gebundenen
Wasserstoffs des eingesetzten Methylwasserstoffpolysiloxans.
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B: In der unter A beschriebenen Weise werden 36,4 g Methylwasserstoffpolysiloxan
(Angaben siehe A), 72,8 g Methylacrylat, 218,3 g Butylacrylat, 67,3 g 2-Äthylhexylacrylat
und 7,3 g 2-Bydroxyäthylacrylat unter Verwendung von insgesamt 600 g Toluol umgesetzt.
Als Initiator dienen 1,0 g Bis-(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxyd, von dem zu Beginn 0,25
g und zur Nachreaktion 0,75 g eingesetzt werden.
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Nach dem Abkühlen erhält man ca. 1 kg einer trüben Lösung mit ca.
40 Gewichtsprozent Festsubstanz, einer Viskosität von ca. 14.800 cP (gemessen wie
unter A). Das erhaltene Endprodukt enthält ca. 91 % des abspaltbaren, Silicium gebundenen
Wasserstoffes des eingesetzten Methylwasserstoffpoiysiioxans.
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C: Die Vorschrift A wird wiederholt, wobei jedoch als Methylwasserstoffpolysiloxan
36,4 g Methylwasserstoffpolysiloxan, in dem das Verhältnis der Methylgruppen zu
den Silicium gebundenen Wasserstoffatomen 5 : 1 beträgt (Viskosität 200 cP bei 200C),
eingesetzt wird.
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Als Initiator werden insgesamt 0,8 g Azodiisobutyrodinitril verwendet.
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Man erhält ca. 1 kg einer trüben Lösung (Feststoffgehalt ca. 40 Gewichtsprozent)
mit einer Viskosität von 19.600 cP.
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D: Die Vorschrift C wird wiederholt, wobei anstelle des dort eingesetzten
Methylwasserstoffpolysiloxans ein solches verwendet wird, bei dem das Verhältnis
der Methylreste zu dem abspaltbaren Wasserstoff ca. 13 : 1 beträgt (Viskosität 230
cP bei 200C).
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Von diesem Siloxan werden ebenfalls 36,4 g eingesetzt.
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Das erhaltene Produkt (Feststoffgehalt 40 Gewichtsprozent) weist
eine Viskosität von 18.300 cP auf.
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E: In einem 1 Liter-Dreihalskolben mit Rührer, Rückfluß kühler und
Thermometer werden 48 g Methylwasserstoffpolysiloxan (Spezifikation wie unter A)
mit 72 g Methylacrylat, 36 g Athylacrylat, 9,6 g 2-Äthylhexylacrylat und 2,4 g 2-Hydroxyäthylacrylat
nach Zugabe von 2 g Benzoylperoxyd vorsichtig auf 90 bis 100°c erwärmt. Nach dem
Anspringen der Reaktion steigt die Temperatur rasch auf ca. 180 bis 200°C an, wobei
sich ein milchig trübes, viskoses Produkt bildet. Nach 2 Stunden Rühren bei 1600C
werden unter reduziertem Druck restliche Monomere abgezogen.
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Nach dem Kühlen erhält man 165 g eines weiß-trüben Produktes mit
einer Viskosität von ca. 18.000 cP. Die Viskosität des in Toluol gelösten Produktes
(Festsubstanzgehalt 40 Gewichtsprozent) beträgt 8.500 cP.
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Der abspaltbare Wasserstoff in dem Endprodukt beträgt ca. 95 % des
eingesetzten Methylwasserstoffpolysiloxans.
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F: In einem 2 Liter-Vierhalskolben, ausgestattet wie bei A, werden
nach Vorspülen mit Stickstoff ca. 100 g einer Mischung aus 123,5 g Methylacrylat,
33,3 g Äthylmethacrylat, 136,3 g 2-Äthylhexylacrylat und 26,9 g 3-Hydroxypropyl
acrylat vorgelegt. Nach Zugabe von 77,4 g Methylwasserstoffpolysiloxan (Spezifikation
siehe A), und von 0,22 g Benzoylperoxyd, gelöst in 60 ml n-Butylacetat wird unter
Rühren auf ca. 750 bis 80 0C erwärmt. Nach dem Anspringen der Reaktion wird entsprechend
A weiter verfahren, wobei zur Nachreaktion 0,64 g Benzoylperoxyd zugefügt werden.
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An n-Butylacetat werden insgesamt 600 g eingesetzt, so daß eine ca.
40 gewichtsprozentige Lösung resultiert.
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Das trübe Produkt trennt auch nach längerem Stehen nicht ab.
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G: In einem 2 Liter-Vierhalskolben (wie in Vorschrift A) werden 80,0
g Methylwasserstoffpolysiloxan (Angaben siehe A), 100 ml einer Monomerenmischung
aus 112,0 g Methylacrylat, 78,4 g Äthylacrylat, 110,4 g 2-Äthylhexylacrylat, 10,2
g Laurylacrylat und 9,0 g Maleinsäurebutyl-hydroxyäthylester zusammen mit 50 g Trimethylbenzol
vorgelegt. Nach Zugabe von 0,8 g Benzoylperoxyd wird vorsichtig auf 90 bis 100°C
erwärmt. Nach dem Anspringen der Reaktion steigt die Temperatur auf 140 bis 150
0C an. Innerhalb von ca. 30 Minuten läßt man die restliche Monomerenmischung zusammen
mit 420 g Trimethylbenzol zulaufen. Zur Nachreaktion fügt man nochmals 1,2 g Benzoylperoxyd,
gelöst in 30 g Trimethylbenzol hinzu und hält die Reaktionsmischung noch ca.
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2 Stunden unter leichtem Rückfluß.
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Nach dem Abkühlen erhält man ca. 800 g einer trüben Lösung, bei der
sich auch nach 3monatigem Stehen keine Abscheidungen zeigen.
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H: Analog der Verfahrensvorschrift A werden 72,0 g Methylacrylat,
36,o g Äthylacrylat, 9,6 g 2-Äthylhexylacrylat; 1,0 g Maleinsäuremonohydroxyäthylester
und 2,4 g 2-Hydroxyäthylacrylat in Gegenwart von 48,0 g Methylwasserstoffpolysiloxan
(Angaben siehe A) unter Verwendung von insgesamt 0,3 g Dibenzoylperoxyd umgesetzt.
Als Lösungsmittel dienten insgesamt 120 g Toluol.
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Nach dem Abkühlen erhält man eine viskose, leicht trübe Lösung mit
einem Feststoffgehalt von 58,5 Gewichtsprozent.
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In den nachfolgenden Beispielen wird die Erfindung näher erläutert:
Beispiel 1 2 Zur Beschichtung von Polyamidtaft (ca. 70 g/m@) und Polyestertaft (ca.
80 g/m2) werden folgende Beschichtungsmassen hergestellt: I (erfindungsgemäß) 1000
g modifiziertes Copolymerisat <40 Gewichtsprozent Feststoff) gemäß Vorschrift
A und 20 g Aminosilan der Formel H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(°C2H5)3' II (erfindungsgemäß)
1000 g modifiziertes Copolymerisat (40 Gewichtsprozent Feststoff) gemäß Vorschrift
A 15 g Aminosilan der angegebenen Formel und 15 g Dibutylzinndilaurat, III (nach
1000 g Copolymerisatlösung gemäß Vorschrift A des Hauptpatentes
Hauptpatent)
und 20 g Aminosilan der angegebenen Formel, IV (nach Hauptpatent) 1000 g Copolymerisatlösung
gemäß Vorschrift A des Hauptpatentes 15 g Aminosilan der angegebenen Formel und
15 g Dibutylzinndilaurat V (Vergleich) und 1000 g Copolymerisatlösung gemäß Vorschrift
A des Hauptpatentes.
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Die Beschichtung wird mittels Luftrakel vorgenommen mit einer Geschwindigkeit
von 10 m pro Minute und das beschichtete Gewebe dann kontinuierlich in einen Wärmekanal
geleitet (Verweildauer 80 Sekunden) und bei 1450C getrocknet und kondensxrt. Die
Auflage beträgt beim Polyamidtaft ca.
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22 g/m2 und beim Polyestertaft ca. 24 g/m2. Ein Teil der ausgerüsteten
Textilien wird in üblicher Weise 5 x bei 400C in der Maschine gewaschen, ein anderer
Teil 3 x chemisch gereinigt (CR) in Gegenwart von 2 g/l eines üblichen Reinigungsverstärkers
und 2 g/l Wasser.
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Die Ergebnisse nach Konditionierung im Normalklima sind in den nachfolgenden
Tabellen zusammengefaßt.
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Geprüft wurde jeweils die beschichtete Seite.
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Polyamidtaft
Ausrü- Beregnungsprüfung nach Wasserdichtigkeit nach Griff |
stungen DIN 53888 DIN 53886 (Wassersäule |
in mm) |
Origi- 5 x 40°C 3 x CR Origi- 5 x 40°C 3 x CR |
nal Maschinen- nal Maschinen- |
wäsche wäsche |
I 8,7% 12,8% 12,2% über 300 280 voller,sprung- |
3/3/2 2/2/1 2/2/2 1000 elastischer, |
klebfreier |
Griff |
II 6,7% 10,4% 9,2% über 360 450 |
3/3/3 2/2/2 3/2/2 1000 wie I |
III 13,2% 19,1% 19,6% über 260 130 voller,leicht |
2/2/2 2/1 2/1 1000 klebriger |
IV 10,4% 15,6% 16,9% über 240 170 voller, trocke- |
3/2/2 2/2/2 2/2/2 1000 ner,etwas stei- |
V (ohne 15,0% 22,7% (Film 390 150 0 vollcr,stark |
Katalysa- teilweise (Film teil- klebriger |
1 1 |
tor) abgelöst) weise abge- Griff |
löst) |
unbohan 45,0% - - 0 - - - |
delt 1 |
Polyestertaft
I 5,2% 8,0% 9,7% über 320 460 voller,sprung- |
3/3/3 2/2/2 2/2/2 1000 elastischer, |
klebfreier |
~ ~ ~ ~ Griff |
II 2,8% 6,5% 6,7% über 370 560 |
4/4/4 ~ 3/3/3 3/3/3 1000 wie 1 |
III 8,0% 10,5% 13,3% über 190 140 voller,leicht |
3/3/2 2/1 2/1 1000 klebriger Griff |
IV 7,9% 10,1% 11,8% über 230 180 voller, trocke- |
ner, etwas |
3/3/2 2/1 2/2/2 1000 |
steifer Griff |
V (ohne 12,3% 18,7% (Film teil- 420 170 0 voller,stark |
Kataly- 1 1 weise ab- (Film teil- klebriger |
sator) gelöst) weise ab- Griff - |
gelöst) |
unbehan- 43,0% - - 0 - - - |
delt |
Beispiel 2 Ein Zeltstoff aus Polyacrylnitrilfasern (200 g/m2)
wird mit folgender wäßriger Flotte vorimprägniert: 15 g/l Hexamethylolmelamintetramethyläther
7 g/l 35%ige wäßrige Zinknitratlösung (pH-Wert etwa 1, eingestellt mit Salzsäure)
2 ml/l ziege Essigsäure 45 g/l der nach Beispiel 1 der DT-OS 22 40 597 hergestellten
Paraffinemulsion 9 g/l einer bekannten ca. eigen Oleophobiermittelemulsion (siehe
US-PS 2 803 615) und 40 g/l der nach Beispiel 8 der US-PS 3 320 197 hergestellten
Emulsion.
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Das Gewebe wird foulardiert (Flottenaufnahme ca. 55 ), bei 1300C getrocknet
und dann bei 1500C kondensiert.
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Danach wird das imprägnierte Gewebe mit folgenden Beschichtungsmassen
mittels Luftrakel einseitig beschichtet, wobei die Beschichtung mit zwei Rakelstrichen
erfolgt (Gesamtfeststoffauflage 50 g/m2) und anschließend jeweils kontinuierlich
durch einen Wärmekanal geleitet (10 m pro Minute) und bei 1500C während 2 Minuten
getrocknet wird.
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I 1000 g modifiziertes Copolymerisat (40 Gewichtsprozent Feststoff)
hergestellt gemäß Vorschrift B 18 g eines im Lösungsmittel löslich gemachten roten
Pigmentfarbstoffes (aus Pigment und hydriertem Kollophoniumester als Träger) 15
g Aminosilan der Formel H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OC3H7)3 und 15 g Dioctylzinnbenzoat,
II wie I, aber 1000 g Copolymerisatlösung hergestellt gemäß Vorschrift B des Hauptpatentes
anstelle des angegebenen modifizierten Copolymerisats und
III wie
II ohne Aminosilan und ohne (Vergleich) Dioctylzinnbenzoat.
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Die ausgerüsteten Muster werden mit der beschichteten Seite nach oben
der Bewitterungsprüfung ausgesetzt (Lagerung im Freien gegen Süden im Winkel von
45 Grad) und dabei folgende Ergebnisse erzielt: Wasserdichtigkeit nach DIN 53886
(Wassersäule in mm) Ausrüstung Original nach 4 Monaten nach 6 Monaten I 950 910
900 II 800 750 720 III 320 140 30 (ohne Katalysator) Beispiel 3 Ein Polyacrylnitril-Jersey
(garngefårbt mit basischen 2 Farbstoffen, 250 g/m , vorgereinigt in reinem Trichloräthylen
zur Entfernung der Präparationen) wird mit folgender Ausrüstungsflotte foulardiert:
20 g des nach Vorschrift D hergestellten modifizierten Copolymerisats, 0,2 g Aminosiloxan
der unten angegebenen Formel 0,2 g Zinkoctoat und 979,5 g Trichloräthylen.
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Die Flottenaufnahme beträgt 175 %. Das Gewebe wird bei 1200C bis zur
restlichen Verdampfung des Lösungsmittels getrocknet und dann unter geringem Dämpfen
egalisiert.
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Man erhält auf diese Weise ein wasserabweisend ausgerüstetes Gewebe
mit einem weichen, glatten Griff, verbesserter Formstabilität und guten Dehnungseigenschaften
sowie einem wesentlich verbesserten Anti-Pilling-Effekt.
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Auch die Knitterfestigkeit des so behandelten Gewebes ist gegenüber
dem unbehandelten Gewebe deutlich verbessert.
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Das gleiche Gewebe kann auch ausgerüstet werden mit einer Flotte,
die anstelle von 20 g des angegebenen Copolymerisats nur 10 g desselben enthält
und zusätzlich 10 g eines CC CO Dihydroxydimethylpolysiloxans (Viskosität bei 200C
4.000 cP).
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Das Aminosiloxan weist folgende Formel auf:
Beispiel 4 Ein Polyacrylnitril-Baumwollmischgewebe 60/40 (280 g/m2, garngefärbt,
vorgereinigt in Trichloräthylen) wird in der im Beispiel 3 angegebenen Weise behandelt,
wobei anstelle des modifizierten Copolymerisats D das modifizierte Copolymerisat
E und anstelle des Aminosiloxans das Aminosilan der Formel H2N(CH2)3Si(OC3H7)3 verwendet
wird.
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Es werden ähnlich vorteilhafte Ergebnisse wie im Beispiel 3 erhaLten.
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Beispiel 5 Eine Polyamid-Strickware mit Interlockbindung (180 g/m2)
wird in üblicher Weise wäßrig mit Säurefarbstoff gefärbt und nach der Spannrahmentrocknung
mit folgender Flotte gepflatscht (Flottenaufnahme 140 %): 40 g modifiziertes Copolymerisat
gemäß Vorschrift C 0,4 g Aminosilan der Formel 2N(CH2)6NH(CH2)3Si{°C2H5)3 0,4 g
Zirkoncaprylat 0,5 g Antistatikum (1 :1-Gemisch aus Mono- und Diphosphorsäureester
des mit 5 Mol Äthylenoxyd je Mol Alkohol äthoxylierten 2-Äthylhexanols, neutralisiert
mit KOH) und 958,7 g 1,1,1-Trichloräthan.
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Die Ware wird bei 120°C getrocknet und 20 Sekunden bei 170°C thermofixiert.
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Es resultat ein Gewebe mit vollem, silikonartigem Griff, guten Anti-Pilling-Eigenschaften
und guter Wasserabweisung.
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Die Ausrüstung ist wasch- und chemischreinigungsbeständig.
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Außerdem ist eine wesentliche Verbesserung des Maschenfalls und der
Stretcheigenschaften zu bemerken.
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Anstelle von Trichloräthan kann auch Methylenchlorid oder Trichloräthylen
als Lösungsmittel eingesetzt werden, wobei ebenso eine vergleichbare Menge des modifizierten
Copolymerisats H anstelle von C zur Anwendung kommen kann.
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Beispiel 6 Auf ein Baumwollsegeltuch (ca. 400 g/m2 wird beidseitig
folgende Beschichtungsmasse mit Hilfe einer Walzenrakel aufgebracht: 1000 g modifiziertes
Copolymerisat gemäß Vorschrift F (1) 20 g Aminosilan (siehe Beispiel 1) (2) 20 g
Dibutylzinndiacetat (3) 50 g Toluol (4) und 50 g Titandioxyd (5).
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Dabei wird (5) mit (4) angeteigt und unter intensivem Rühren in (1)
gegeben. Danach werden (2) und (3) zugemischt.
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Das Gewebe wird mit einer Auflage von ca. 28 g/m2 (Feststoff) je Seite
versehen. Dann wird bei 1200C getrocknet und 30 Sekunden bei 1800C kondensiert.
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Das so behandelte Segeltuch ist witterungsbeständig und weist auch
eine genügende Wasserabweisung auf. Die Permanenz der Effekte ist in hohem Maße
gegeben.
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Beispiel 7 Das Beispiel 6 wird unter Verwendung der gleichen Menge
des aminofunktionellen Siloxans der Formel
und des modifizierten Copolymerisats gemäß Vorschrift G wiederholt. Es werden vergleichbare
Ergebnisse verhalten, wobei die Chemischreinigungsbeständigkeit etwas schwächer
ausgeprägt ist.