DE2628047A1

DE2628047A1 - Schmutzabstossende mittel und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2628047A1
Application number: DE19762628047
Authority: DE
Inventors: Frank Mares; Bryce C Oxenrider; Cyril Woolf
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1543081A; JPS6223030B2; DE2628776A1; CA1102344A; DE2628047C2; JPS525400A

Description

Die Erfindung betrifft fluorierte Zusammensetzungen oder Verbindu ng en für die Verwendung als schmutzabstoßende Mittel in Gegenständen aus thermoplastischen Kunststoffen, besonders Pasern oder Fäden aus synthetischen langkettigen Polyamiden mit sich wiederholenden Amidgruppen als integraler Teil der Polymerkette (nachfolgend als "synthetische Polyamide" bezeichnet) . Aus der US-PS 3 754 026 ist es bekannt, daß Triazaalkane, in denen die endständigen Stickstoffatome mit fluorierten Resten acyliert sind und das dritte Stickstoffatom mit einem Carboxyalkansäurerest acyliert ist, synthetischen Harzen schmutzabstoßende Eigenschaften verleihen, wenn sie mit einer

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Schmelze des Harzes vermischt werden. Diese Verbindungen haben die erforderliche Verträglichkeit beispielsweise mit synthetischen Polyamidsubstraten, doch wurde gefunden, daß sie ziemlich leicht durch Reinigen, wie Waschen und Wasserdampfreinigung, aus den Substraten extrahiert werden. Es bestand somit das technische Problem, die Extrahierbarkeit solcher Verbindungen ohne ungünstige Verminderung ihrer Verträglichkeit mit dem Substrat, wie einem synthetischen Polyamid, zu vermindern.

Erfindungsgemäß bekommt man schmutzabstoßende Mittel, die einen hohen Grad an Abweisungskraft gegenüber Wasser und öl besitzen und die auf und in einer Paser oder anderen Gegenständen aus synthetischem Polyamid während zahlreicher Wäschen und Trockenreinigungen gehalten werden. Die vorliegenden Verbindungen können in das synthetische Polyamid durch Berührung mit diesem in einem flüssigen Medium als Lösung oder Dispersion eingearbeitet werden.

Ein weiterer spezieller Vorteil der schmutzabweisenden Mittel nach der Erfindung besteht darin, daß sie ein zufriedenstellendes Anfärben einer Faser oder eines aus einer solchen Faser hergestellten Gegenstandes erlauben, in welche diese Mittel früher eingearbeitet wurden, und außerdem können diese Mittel zusammen mit einem Farbstoff aus dem gleichen Bad mit zufriedenstellenden Ergebnissen aufgebracht werden.

Die Zusammensetzungen nach der Erfindung bestehen, allgemein definiert, im wesentlichen aus wenigstens einem geradkettigen

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Triazaalkan mit zwei ihrer Stickstoffatome in den Endstellungen und dem dritten Stickstoffatom in einer inneren Stellung, die den Endstellungen nicht benachbart ist, und mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen in ihrer Kette, wobei die endständigen Stickstoffatome jeweils mit einem perfluorierten Acylrest der Formel COC F_2m+. acyliert sind, in dem m 2 bis 20 bedeutet, und das innere Stickstoffatom mit einem Carboxyalkansäureester mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen im Carboxyalkansäurerest acyliert ist und dieser Rest mit dem Glycidylrest oder mit einem Rest der Formel (CH₃)_χ(CHOH) CH₂Q verestert ist, in dem χ 1 bis 5, y 0 bis 1 und Q eine Hydroxylgruppe oder ein Halogenatom bedeutet.

Eine repräsentative Verbindung, die nach der Erfindung besonders wirksam ist, ist der Chlorhydrinester des Monoglutaramids von 1,7-Bis-(perfluoroctoyl)-l,4,7-fcriazaheptan, wobei dieser Ester die folgende Formel besitzt:

CICH₂CHOHCh₂OCO (CH₂) ₃con^h₂ch₂nhco (CF₂) 5CF₃Z₂

Verbindungen gemäß der Erfindung können hergestellt werden, indem man in geeigneter Weise die freie Carboxylgruppe eines Carboxyalkansäureamids eines Triazaalkans, worin zwei der Stickstoffatome endständig sind und beide durch Perfluoracylreste acyliert sind, verestert. Ein solches Carboxyalkansäureamidausgangsmaterial ist in der oben zitierten US-PS 3 754 026 beschrieben. Bei einer Verbindungstype nach der Erfindung wird die freie Carboxylgruppe eines solchen Carboxyalkansäureamids

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durch Umsetzung mit Epichlorhydrin verestert, wobei sich der Chlorhydrinester bildet. Eine andere Verbindungstype ist der 2,3-Dihydroxypropylester, den man durch Veresterung der freien Carboxylgruppe mit Glycidol erhält. Eine dritte Verbindungstype, der 2,3-Epoxypropylester, wird dadurch erhalten, daß man zunächst die freie Carboxylgruppe mit Allylalkohol in Trifluoressigsäuremedium verestert und dann den resultierenden Propenylester beispielsweise mit meta-Chlorperbenzoesäure epoxidiert.

Die von den Verbindungen nach der Erfindung den thermoplastischen Kunststoffen verliehenen schmutzabstoßenden Eigenschaften dürften aus ihrer Funktion, die Oberflächenenergie des Thermoplasten zu vermindern, stammen. Dieser Effekt kann durch Tempern bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur des synthetischen Polyamüs und unterhalb der Zersetzungstemperatur des Polyamids und des schmutzabstoßenden Mittels verbessert werden. Geeignete Zeiten für ein solches Tempern liegen im Bereich von etwa 5 bis 240 Minuten. Die Temperaturen für das Tempern liegen typischerweise bei etwa 100 bis 320 C.

Weitere Verbesserung des Effektes der vorliegenden schmutzabstoßenden Mittel, die eine Hydroxylgruppe in dem veresternden Rest enthalten, bekommt man durch Verwendung eines trifunktionellen oder difunktionellen Epoxids oder Isocyanats in dem flüssigen Medium, das das schmutzabstoßende Mittel enthält und worin die Faser oder ein anderer synthetischer Polyamidgegenstand ein-

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getaucht wird oder mit dem diese besprüht oder anderweitig in Berührung gebracht werden, und zwar zusammen mit einem Katalysator, wie einem Amin, um die Reaktion der Hydroxylgruppe mit einer Epoxidgruppe oder Isocyanatgruppe nach dem anschliessenden Tempern zu fördern.

Herstellungsbeispiel

20 g 4-Monoglutaramid von 1,7-Bis-(perfluoroctoyl)-1,4,7-triazaheptan (hergestellt wie im Beispiel 1 der US-PS 3 754 026) wurden 24,5 std. mit 10 ml Epichlorhydrin in 25 ml Dimethylformamid unter Verwendung von 0,08 ml Triäthylamin als Katalysator auf 60 C erhitzt.

Die flüchtigen Bestandteile wurden schnell bei 75 C/l mm Hg verdampft. Das weißliche feste Produkt (Verbindung I) erwies sich als der Chlorhydrinester des obigen Monoglutaramids, und zwar in einer Menge von 24,5 g.

Prüfung

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse einer Prüfung der ölabweisung von Stoff aus Polycaproamidgarn, das mit der obigen Verbindung I durch Eintauchen in eine Lösung derselben (in Aceton oder Isopropanol) imprägniert worden war, wobei die Konzentration dieser Lösung so eingestellt wurde, daß der Stoff die angegebene Gewichtsprozentmenge der Verbindung I (bezogen

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auf das Gewicht des Stoffes) aufnahm. Die Proben wurden luftgetrocknet und dann 30 min. in einem Ofen mit zirkulierender Luft bei den angegebenen Temperaturen getempert.

Die ölabweisung wurde auf einer Skala von 0 bis 8 unter Verwendung von acht Testflüssigkeiten mit Oberflächenenergien von 32,8 dyn/cm (Bewertung = 1) herab bis zu 20,0 dyn/cm (Bewertung = 8) bewertet. Die Beurteilung für den Stoff ist die der Flüssigkeit mit der höchsten Bewertung, die den Stoff nicht benetzt (American Association of Textile Colorists and Chemists Test No. 118-1966).

Der Stoff wurde wiederholten Waschen in einer Standardauswaschmaschine mit einer Anzahl von Waschzyklen (HL) sowie wiederholten Reinigungszyklen (DC) in einer Standardtrockenreinigungsanlage unter Verwendung von 150 ml Perchloräthylen und 100 Stahlkugeln (6 mm Durchmesser) dem Verfahren gemäß AATCC Test Nr. 86/1970 unterzogen. Die ölabweisung wurde nach aufeinanderfolgenden Zyklen getestet, um die Dauerhaftigkeit der Behandlung zu bestimmen.

Die Wasserabweisung und Dauerhaftigkeit dieser Eigenschaft .wurden ebenfalls nach AATCC Test Nr. 22/1967 untersucht , wobei nach diesem Test eine Bewertung von 70 bis 90 gut und von 90 bis 100 hervorragend ist.

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Tabelle

Vers. Nr.	Teil (A)	1	Gew.-% von I	Tempern C	Zahl der Zyklen
2
3	0,25	150
0,5	150
0,5	140

Teil (B)

Teil (C)

0,5

140

Zahl der Zyklen

ölabweisung nach HL Zyklen

O 1 5 6 7 8 9 10 11 87664'4IO 87777665 5 77766544-

Wasserabweisung nach HL Zyklen

01345789 10

8070 70 70 70 70 50 50 0 ölabweisung nach DC Zyklen

0,5

140

877777777

Es ist ersichtlich, daß der behandelte Stoff am Anfang eine ausgezeichnete ölabweisung besitzt, wenn die Verbindung I mit einem Gehalt von 0,5 Gew.-% in den Stoff eingearbeitet wurde. Diese Eigenschaften verschlechtern sich nach zahlreichen Wäschen mit einer Hauswaschmaschine. Die Wirksamkeit der Verbindung I wird praktisch unbeeinträchtigt bei dem Trockenreinigungstest beibehalten.

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Claims

PatentansDrüche

1. Schmutzabweisendes Mittel für Gegenstände aus vorzugsweise faserbildenden synthetischen thermoplastischen langkettigen Polyamiden mit sich wiederholenden Amidgruppen als integraler Teil der Polymerkette, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens ein geradkettiges Triazaalkan mit zwei seiner Stickstoffatome in den Endstellungen und dem dritten Stickstoffatom in einer inneren Stellung nicht in Nachbarschaft zu den Endstellungen und mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Kette enthalten, wobei die endständigen Stickstoffatome jeweils mit einem perfluorierten Acylrest der Formel COC_1nF_31n+1 acyliert sind, worin m 2 bis 20 bedeutet, und das innere Stickstoffatom mit einem Carboxyalkansäureester mit 3 bis 6 Kohlenstoffeomen in dem Carboxyalkansäurerest acyliert ist und dieser Carboxyalkansäureester mit dem Glycidylrest oder mit einem Rest der Formel (CH₃) (CHOH) CH₃Q verestert ist, worin χ 1 bis 5, y 0 bis 1 und Q eine Hydroxylgruppe oder ein Halogenatom bedeutet.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Triazaalkan wenigstens die Verbindung der Formel

CICH₂CHOHCh₂ oco(CH₂)₃con/ch₂ch₂nhco(CF₂)gCF₃_/₂

enthält.

3. Verwendung eines Mittels nach Anspruch 1 und 2, zum Schmutz-

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abstoßendmachen von Fasern oder Fäden aus jplnem faserbildenden synthetischen thermoplastischen langkettigen Polyamid mit sich wiederholenden Amidgruppen als integraler Bestandteil der Polymerkette.

4. Verwendung nach Anspruch 3 durch Behandlung der Fasern oder Fäden mit den Triazaalkanen in einem flüssigen Medium und anschliessendes Erhitzen der Fasern oder Fäden auf eine Temperatur zwischen 100 und 22O°C.

ORIGINAL INSPECTED

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