DE2628776A1 - Schmutzabweisendes mittel und dessen verwendung - Google Patents
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Description
ν.15.April 1976 in USA Serial No.: 677 357
Die Erfindung betrifft fluorierte Verbindungen zur Verwendung als schmutzabstoßende Mittel in Gegenständen aus thermoplastischen
Kunststoffen, speziell Fasern oder Fäden aus Polyethylenterephthalat
oder aus synthetischen langkettigen Polyamiden mit sich wiederholenden Polyamidgruppen als integraler Bestandteil
der Polymerkette.
Polymere Verbindungen, die fluorierte Gruppen enthalten, sind für
die Verwendung als schmutzabstoßende Mittel in solchen Gegenständen weitgehend bekannt. Speziell sind fluorierte Verbindungen
in der US-PS 3 547 861 beschrieben, die fluorierte Acrylate und
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Polyacrylate betrifft, worin der fluorierte Rest sich von einem fluorierten Alkohol mit einer endständigen fluorierten
Alkoxygruppe herleitet. Ähnliche Produkte für solche Verwendungen sind ebenfalls bekannt, worin der fluorierte Rest des
Polyacrylate ein gradkettiger fluorierter Alkohol ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bekommt man schmutzabstoßende
Mittel, die einen hohen Grad an Abweisungskraft gegenüber Wasser und Öl besitzen und die auch bei zahlreichen Waschen und Trockenreinigungen
auf und in einer Faser oder einem anderen Gegenstand aus thermoplastischem Kunststoff gehalten werden. Ein anderer
Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungen besteht darin, daß sie in die Thermoplasten durch Berührung derselben als eine
Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Medium oder auch durch Vermischen mit Pellets des Thermoplasten und anschließendes
Verformen, wie Extrudieren der Gemische, etwa in der Form von Fasern oder Fäden, eingearbeitet werden können.
Ein v/eiterer spezieller Vorteil der schmutzabstoßenden Mittel
nach der Erfindung besteht darin, daß sie ein zufriedenstellendes Anfärben einer Faser oder eines anderen Gegenstandes, wie
eines Gegenstandes aus solchen Fasern oder Fäden gestatten, worin diese Mittel vorher eingearbeitet wurden, und daß diese
schmutzabstoßenden Mittel auch zusammen mit einem Farbstoff aus dem gleichen Bad mit zufriedenstellenden Ergebnissen aufgebracht
werden können.
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Die für schmutzabstoßende Mittel nach der Erfindung verwendeten Verbindungen bestehen, allgemein definiert, im wesentlichen
aus wenigstens einer fluorierten Verbindung mit wenigstens einem Benzolring und enthalten
(1) ein oder zwei Carbonylgruppen als Substituenten an dem Benzolring, wobei diese Carbonylgruppen über ein Sauerstoff-
oder ein Stickstoffatom an eineA zweibindigen Kohlenwasserstoff
rest gebunden sind, dereine Kette mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen liefert und dieses Sauerstoff-
oder Stickstoffatom an einen Perfluoralkyl- oder Perfluoralkylenoxyperfluoralkylrest
mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen bindet, und wobei wenigstens zwei Benzolkerne vorliegen,
wenn jeder dieser Benzolkerne nicht mehr als eine dieser Carbonylgruppen trägt, und
(2) weitere Carbonylgruppen, jeweils in ortho-Stellung zu
einer und nur zu einer der ersterwähnten Carbonylgruppen und in einer Zahl, die die Zahl der ersterwähnten Carbonylgruppen
nicht tibersteigt, wobei diese weiteren Carbonylgruppen jeweils über ein Sauerstoffatom an eine veresternde
zweibindige Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen gebunden sind, die das Sauerstoffatom
a) mit wenigstens einem weiteren ähnlich substituierten Benzolring oder
b) einer Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die
wenigstens einmal durch eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom oder einen endständigen Epoxyring substituiert
ist, oder eo9884/12Q2
c) zwei solchen Alkylgruppen, die über ein Sauerstoffatom miteinander verbunden sind, verbindet.
Die folgenden allgemeinen Formeln repräsentieren drei allgemeine Verbindungstypen, die nach der Erfindung brauchbar sind.
I.
worin η 1 bis 4 ist, t 2 bis 4 ist, Y CHOH, CH, COH oder
C bedeutet und A einen fluorierten veresternden Rest bedeutet, wie er in (1) der obigen allgemeinen Definition definiert ist.
II.
CO0B und/oder
(a)
(b)
worin A und A1 gleiche oder verschiedene fluorierte veresternde
Reste bedeuten, wie sie in (1) der obigen allgemeinen Definition bezeichnet sind, und B einen veresternden Rest bedeutet, wie er
oben in (2) der allgemeinen Definition bezeichnet ist.
III.
B · OCO
COXA
CO2B und/oder
B1C
COXA,
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worin X ein Sauerstoffatom oder Stickstoffatom bedeutet,
A und A1 gleiche oder verschiedene veresternde oder amidbildende
Reste sind, wie sie in (1) der obigen allgemeinen Definition bezeichnet sind, q 1 ist, wenn X ein Sauerstoffatom
bedeutet, und 2 ist, wenn X ein Stickstoffatom bedeutet,
und B und B1 gleiche oder verschiedene veresternde Reste bedeuten,
wie sie in (2) der obigen allgemeinen Definition bezeichnet sind.
Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die besonders wirksam und daher bevorzugt sind, haben die folgenden Formeln:
CH2OCO
C0_CH„CH„CF„CFo0CF(CF-)o
\ A I L Δ λ 5 Δ
(2) die obigen Formeln II (a) und/oder II (b), worin die Reste A und A1 jeweils CH2CH3(CF2)nOCF(CF3)2 bedeuten, worin η irgendein
Wert von 2 bis 8 ist, oder die Formel CH2CH2(CF2) CF3 bedeuten,
worin ρ irgendein Wert von 5 bis 9 ist, und der Rest B eine der Gruppen CH2CH2OH, CH2CH(OH)CH2Cl, CH2CH(OH)CH2OH,
CH2CH-CH2, (CH2J4CH(OH)CH2OH oder CH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)Ch2OH
bedeutet,
die obigen Formeln III (a) und III (b), wobei ein Gemisch beider Isomerer vorliegt und in diesen Formeln X ein Sauerstoffatom
bedeutet, die Reste A und A1 jeweils die Gruppe CH2CH2(CF2J4OCF(CF3)2 und die Reste B und B1 jeweils die Gruppe
CH2CHOHCH2Cl bedeuten, - 6 -
609884/1202
(4) die obigen Formeln III (a) und III (b), worin X ein
Sauerstoffatom bedeutet/ die Reste A und A1 die Gruppe
CH2CH2(CF2) CF3 bedeutet, worin ρ 5, 7 oder 9 ist, und
die Reste B und B1 die Gruppe CH2CH(OH)CH2Z bedeutet,
worin Z Cl oder OH ist.
Die Verbindungen nach der Erfindung werden im allgemeinen durch Umsetzung zwischen einem Benzoldicarbonsäureanhydrid,
das zusätzlich substituiert sein kann, und einem geeigneten fluorierten Alkohol hergestellt, wobei der Halbester, der
einen fluorierten veresternden Rest und eine Carboxygruppe enthält, produizert wird. Wenn die Verbindung nicht ein Ester,
sondern ein Amid ist, wird das geeignete fluorierte Amin an Stelle des Alkohols als Reaktionspartner verwendet. Der fluorierte
Reaktionspartner kann nach bekannten Methoden aus dem entsprechenden Jodid hergestellt werden. Beispielsweise können
fluorierte Alkoxyalkohole, wie in der US-PS 3 781 370 beschrieben ist, hergestellt werden, und die Jodidausgangsmaterxalien
für solche Alkohole können gemäß der US-PS 2 514 487 hergestellt werden. Die oben erwähnten Carboxygruppen können durch
Umsetzung mit Thionylchlorid unter Verwendung bekannter Methoden in Carboxychloridgruppen umgewandelt werden, und dieses Chlorid
kann dann in eine Verbindung gemäß der Erfindung umgewandelt werden, indem man die Carbonylchloridgruppe mit einem geeigneten
Alkohol, zweckmäßig in Gegenwart eines tertiären Amins als Promotor oder Katalysator für die erwünschte Veresterung verestert.
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Eine andere Reaktionstype, die für die Veresterung der oben
erwähnten Carboxylgruppen geeignet ist, ist die Umsetzung
mit der entsprechenden Epoxyverbindung, wobei der Epoxyring
geöffnet und die Carboxygruppe verestert wird.
Es wird angenommen, daß die schmutzabstoßenden Eigenschaften
den Thermoplasten durch die vorliegenden Verbindungen auf Grund ihrer Funktion verliehen werden, die Oberflächenenergie
der Thermoplasten zu vermindern. Dieser Effekt kann durch ein Tempern bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur
der Thermoplasten und unterhalb der Zersetzungstemperatur sowohl der Thermoplasten als auch des schmutzabstoßenden Mittels
verbessert werden. Geeignete Zeiten für ein solches Tempern liegen im Bereich von etwa 5 bis 240 Minuten. Die Temperaturen
des Temperns liegen typischerweise bei etwa 100 bis 220 C.
Eine weitere Verbesserung des Effektes der vorliegenden schmutzabstoßenden
Mittel, die eine Hydroxylgruppe in dem veresternden Rest enthalten, bekommt man bei Verwendung eines difunktionellen
oder trifunktionellen Epoxids oder Isocyanats in dem flüssigen
Medium, dasdas schmutzabstoßende Mittel enthält und in welches
die Faser oder der andere thermoplastische Gegenstand eingetaucht wird oder mit der diese' besprüht oder anderweitig behandelt
werden, und zwar zusammen mit einem Katalysator, wie einem Amin, um die Reaktion der Hydroxylgruppe mit einer Epoxydgruppe
oder Isocyanatgruppe beim anschließenden Tempern zu
fördern.
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Die folgenden Aufstellungen zeigen spezielle Beispiele fluorierter
Verbindungen, die sich als brauchbar als schmutzabstoßende Mittel nach der Erfindung erwiesen, sowie daraus gewonnene
Präparate. Bei der Nummerierung der Produkte bezeichnen die römischen Ziffern die Verbindungstypen, und die arabischen
Ziffern bedeuten die Nummer des betreffenden Herstellungsbeispiels. Durch einen Buchstaben identifizierte Produkte, wie
(I-2A) oder (I-2B), entsprechen in der Struktur dem Produkt
des entsprechenden Herstellungsbeispiels, hier also dem Produkt (1-2).
I Verbindungen der allgemeinen Formel I:
t=2 zu 4
worin die Symbole irgendeine der oben angegebenen zulässigen Bedeutungen haben können.
o=c-o
Reaktion A: / '
(Phthalsäureanhydrid
(4-Perfluorisopropoxy-3,3,4,4,-tetrafluorbutanol)
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Bedingungen: .Kquimolar, 10-stündiges Erhitzen auf
110 bis 120°C.
Aufarbeitung: Ausfällung in wäßrigem Na2CD3,
Ansäuern, Extrahieren des resultierenden Produktes in CHCl3, Kristallisieren, Umkristallisieren aus
n-Heptan.
Zwischenprodukt: Monophthalatester des obigen Alkohols.
Eigenschaften:F = 67 bis 68°C, Struktur durch NMR Spektroskopie
bestätigt .
Reaktion B: Zwischenprodukt + SOCl2 (Überschuß)
Bedingungen: 2-tägiges Rühren bei Raumtemperatur.
Aufarbeitung: Verdampfen des überschüssigen SOCI2 im Vakuum.
Bedingungen: 2-tägiges Rühren bei Raumtemperatur.
Aufarbeitung: Verdampfen des überschüssigen SOCI2 im Vakuum.
Reaktion C: Zugabe von CH2OHCHOHCH2Oh (Molverhältnis 1:2,1
als Lösung in Pyridin-Dioxan (Volumenverhältnis 1:8).
Bedingungen: 2-stündiges Rühren bei Raumtemperatur.
Aufarbeitung: Eingießen in Eis, Auflösen des Produktes in
Äther, Waschen mit Wasser, Verdünnung mit wäßriger Salzsäure und wäßriger Lösung von Na^CO-Trocknen
(MgSO.), Verdampfen des flüchtigen
Anteils.
Anteils.
Produkt (1-1):Verbindung der allgemeinen Formel I, worin
A = (CH2)2(CF2)2OCF(CF3)2
Y = CHOH, n=l, t=2
Eigenschaften:öl, Struktur durch Analyse für Cf H und F sowie
durch die Verseifungszahl bestätigt.
- Io -
S0988A/1202
- Io -
Reaktion A; Monoesterzwischenprodukt des Beispiels 1 + SOCl.
(Überschuß).
Bedingungen: 3 Stunden bei 800C, Rühren über Nacht.
Aufarbeitung: Abdestillieren von SOCl2 im Vakuum, Ausfällung
von etwas Phthalsäureanhydrid, Zugabe von η-Hexan und Filtrieren, Verdampfen von n-Hexan,
Auflösen in Dioxan.
Reaktion B: Zugabe von C(CH2OH). in Pyridin in einem Molverhältnis
von 1:4 mit dem Monoester.
Bedingungen: 15 Stunden bei 80 C.
Aufarbeitung: Verdampfen des meisten Lösungsmittels im Vakuum,
Eingießen in Wasser, Fortsetzung wie in Beispiel J.,
Reaktion C.
Produkt (1-2):Verbindung der allgemeinen Formel I, worin:
A = gleich wie in Beispiel 1, d.h. (CH2)2(CF2J2O
Y = C, η = 1, t - 4.
(CF3)
Eigenschaften:öl (kristallisiert beim Stehen), Struktur durch
NMR-Spektroskopie bestätigt.
Produkt (I-2A): 2,3,4,5-ringchloriertes Analoges von (1-2) .
Vergleichsprodukt (I-2B): para-Isomer von (1-2).
Beispiel 3 Reaktion A: Bedingungen:
Phthalsäureanhydrid + HO (CH2)2(CF3)gOCF(CF3)2
25 % molarer Überschuß an Anhydrid 20 Stunden
bei 100"C.
- 11 -
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Aufarbeitung: Umkristallisieren des Rohproduktes aus Benzol. Zwischenprodukt: Monophthalatester des obigen Alkohols.
Eigenschaften: F.=67 bis 69°C, Struktur wurde durch Analyse
für CO-H-Äquivalent, Infrarotspektrogramm und
NMR-Spektroskopie bestätigt.
Reaktion B: Zwischenprodukt + C(CH0OH)
Bedingungen:
Aufarbeitung:
2 Stunden bei 30°C in Trifluoressigsäureanhydrid als Reaktionsmedium.
Abdestillieren der Trifluoressigsäureverbindungen (Anhydrid und Säure) im Vakuum, Auflösen des
Rückstandes in Benzol, Waschen mit 10 %-iger wäßriger Natronlauge.
Produkt (1-3): Verbindung der allgemeinen Formel I, worin
A = (CH2J2(CF2J6 0CF(CfV2
Y=C, n=l, t=4
Y=C, n=l, t=4
(mit einer kleinen Menge von unumgesetztem CH-OH,
wobei alles dies durch NMR-Sektroskopie bestätigt wurde).
II Verbindungen der allgemeinen Formel II (a) und/oder (b):
CO
und/oder
CO„A
CO2
worin die Symbole jede der oben angegebenen Bedeutungen haben
können.
- 12
609884/ 1 202
O=C-O
Beispiel 4
Reaktion A:
Reaktion A:
fluorierter Alkohol des Beispiels lf
Reaktion A
COCl
COCl
Säurechlorid von
Trimellithsäureanhydrid
Trimellithsäureanhydrid
Bedingungen: Anwesenheit einer Base.
Zwischenprodukt: Fluorierter Isopropoxybutyldiester von
Trimellithsaure (l:l-Gemisch der 2,4- und 2,5-Diester).
Reaktion B:
Zwischenprodukt + CH0-CHCH9Cl
Bedingungen: 42 Stunden bei 50 bis 55 C in Aceton unter
Verwendung von etwa^ Triäthylamin als Promotor
oder Katalysator für die Esterbildung.
Aufarbeitung: Schnelle Verdampfung des Lösungsmittels.
Produkt (II-4) Verbindung der allgemeinen Formel II (a),
II (b) in einem Verhältnis von 1:1, worin
A = gleich wie in Beispiel 1, d.h. (CH2)2(CF2J2OCF(CF3)2
A1= gleich wie in Beispiel 1, d.h. (CH2) 2 (CF2J2OCF (CF3) 2
B = CH2CH(OH)CH2Cl
- 13 -
609884/12Q2
2Ü8776
Produkt (II-4A) :A,Abgleich wie(II-4); B = CH2CH(OH)CH2OH
Produkt(II-4B):A,A'= (CH0 J o (CF-J .OCF(CF,, J o ? B = CH2CH(OH)CH2OH
Produkt (II-4C) :A,A'= (CH0)O(CF0JcCF-,; B = CH2CH(OH)CH2OH
—————————————— £ £ £ 3 J *-
Produkt(II-4D):A,A'= (CH2J2(CF2J7CF3; B =
Produkt(II-4E):A,A'= (CH2J2(CF2J7CF3; B=
Produkt(II-4F):A,A'=gleich wie II-4; B= CH2CH2OH
Produkt(II-4G);A,A'= CH2CH(CH3)CH2(CF2)3CF3; B =
III Verbindungen der allgemeinen Formel III (a) und/oder (b):
COXA
q
q
, . und/oder
^PJ- CO2B
B1OCO^
worin die Symbole jede der oben angegebenen Bedeutungen haben können.
Reaktion A: O=C-O
Pyromellitsäureanhydrid
Bedingungen: Molverhältnis von Anhydrid zu Alkohol 1,77:1,
in trockenem Dimethylformamid als Lösungsmittel,
24 Stunden bei 6O0C unter Rühren.
609 88 4/1202
Aufarbeitung:
Zwischenprodukt:
Eigenschaften:
Reaktion B:
Bedingungen:
Aufarbeitung:
Produkt (III-5)
Zugabe von Eiswasser, Abfiltrieren des kristallinen Produktes, Trocknen über Nacht
bei 70°C im Vakuum.
Fluorierter Isopropoxyhexyldiester von
Pyromellitsäure (l:l-Gemisch der Isomeren der allgemeinen Formeln III (a) und III (b),
mit der Ausnahme der Gruppe (COOH) statt der Gruppe (CO2B).
F.= 130 bis 140°C, Milliäquivalente COOH je
Gramm (bestimmt durch Titration mit alkoholischer Kalilauge) = 1,88 (Theorie = 1,86).
Zwischenprodukt + CH_-CHCH_C1
W 2
30 Stunden bei 65°C in trockenem Acetonitril
unter Verwendung von etwasPyridin als Promotor oder Katalysator für die Esterbildung gerührt.
Verdampfen der flüchtigen Bestandteile (es bildet sich eine zweiphasige Flüssigkeit)
bei 80°C/l mm.
_Viskose Flüssigkeit, Difluorester, Dichlorhydrin von Pyromellitsäure mit der allgemeinen
Formel III (a) und III (b) in einem Verhältnis von 1:1, worin X = Sauerstoff, q = 1
A =gleich wie(II-4B),d.h. (CH-)(CF0) OCF(CF0)
* i· 4 3
A1= "
B =gleich wie(II-4),d.h. CH2CH(OH)CH Cl
B1 =
609884/120 2
Produkt(III-5B) Produkt(III-5C)
Produkt(III-5D) Produkt(III-5E) Produkt(III-5F)
Produkt(III-5G)
- 15 -
Α,Α1 =
A,A'=gleich
,J2OCF(CF3J2; B,B'=CH,
II-5); B,B'=CH_CH_0H
_A,A'
; B,B^CH2C
; B/B'=CH2CH(OH)
; B/B'=CH2CH(OH)CH2C1
_A,A'= CH(CH3)CH2(CF2J7CF3; B,B^
_A,A' = 30%(CH2)2(CF2)5CF3; B,B'=
jeweils ein 1:l-Isomerengemisch.
Bis-(diamide)-, d.h. X = Stickstoff, q = 2
Reaktion A; Pyromellitsäureanhydrid +
(sekundäres Amin aus fluoriertem Isopropoxybutyljodid
+ NaCN in DMSO >Nitril; Nitril in Essigsäure, hydriert (70 at - 900 psi) über PtO3 >
primäres, sekundäres, teriäres Amin).
Bedingungen: Molverhältnis von Anhydrid zu Amin 1:1,97,
gerührt und erhitzt mit einer kleinen Menge Dimethylformamid 1 Stunde bei 90°C.
Aufarbeitung: Lösen in Äther, Waschen der Lösung mit wäßriger 10 %-iger Salzsäure und mit Wasser, Trocknen
(MgSO4), Verdampfen der flüchtigen Bestandteile im Vakuum.
Zwischenprodukt: Fluoriertes Bis-(diamid) von Pyromellitsäure.
Eigenschaften:?.= 60 bis 95°C; Milliäquivalente COOH/g =1,302,
theoretisch 1,317; die Struktur wurde durch Infrarotspektroskopie,
NMR-Spektroskopie und Analyse für C, H und F bestätigt.
609884/1202
Reaktion B; Zwischenprodukt + Ethylenoxid
Bedingungen: 11 Mol-% Triethylamin als Katalysator oder
Promotor in Dimethylformaid als Lösungsmittel
Produkt (III-6): Bis-(diamid) von Pyromellitsäure-di-(hydroxy
äthyl)-ester der allgemeinen Formel III (a) und III (b) im Verhältnis 1:1, worin:
X=Stickstoff, q=2
A = (CH2)3(CF2)2OCF{CF3)2
B = CH2CH2
B1= "
bestätigt durch Infrarotspektroskopie und C, Η-Analyse und durch Titration mit alkoho-,
lischer Kalilauge (kein COOH).
Die nachfolgenden Beispiele 7 bis 11 erläutern die Verwendung der Mittel nach der Erfindung, um Thermoplasten schmutzabweisende
Eigenschaften zu verleihen. In den Beispielen iät PET Polyäthylenterephthalat, N-6 das faserbildende PoIy-(C- -caproamid)
und N-66 das faserbildende Poly-(hexamethylenadipamid).
Schmelzgemische von Produkten des Tpys I mit PET
Die Produkte 1-1, 1-2 und I-2A wurden als Überzug auf Pellets
von PET aus einer Ätherlösung in Mengen von etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das PET, d.h. von etwa 0,4 Gew.-% Fluorgehalt, bezogen
auf PET, aufgebracht. Die getrockneten Pellets wurden aus der Schmelze in herkömmlicher Weise unter Bildung endloser
Fäden durch eine Spinndüse mit 30 öffnungen extrudiert. Der zum
Extrudieren erforderliche Druck war merklich niedriger als ohne diese Produkte.
Die resultierenden Fasern wurden mit 60 Fuß/Minute in der
Form eines mehrfädigen Garnes aufgenommen. Nach der Aufbringung
eines herkömmlichen Nachbehandlungsmittels wurde das Garn um einen Faktor des 4- bis 5-fachen über einem Dorn von 80 C und
über einem Block von 110 gestreckt, und dann wurde es noch ein zweites Mal über einem Dorn von 80 C und einem Block von
190 C in einem Verhältnis von 1,25:1 gestreckt.
Die Testergebnisse bei dem ungestreckten PET-Garnf dem gestreckten
Garn, dem gestreckten Garn nach Tempern während 1 Stunde bei 150 C und Stoffproben aus dem gestreckten Garn
sind in Tabelle I, Teile (A), (B) und (C) gezeigt.
609884/1^02
(A) Oberflächenenergie von Testfäden (dyn/cra) und Abweisungseigenschaften
garn
Versuch zugesetztes Gew.-% züge- Oberflächen- Oberflächen- _, _»„ . „, . , . „
Nr. Produkt setztes und energie des energie des J^ ölabwexsung
in der Faser ungestreckten gestreckten
zurückgehal- Garnes Garnes
tenes F
1. | (1-1) | 71 | 18 | 28 | |
2. | (1-2) | 90 | 18 | 28 | |
στ | 3. | (Ι-2Α) | 75 | 18 | 28 |
;0988 | 4. | keines | 45 | 45 |
23 | 3 |
23 | 6 |
23 | 4 |
45 | O |
**"* Die Oberflächenenergien wurden in der Weise bestimmt, daß man ein Tröpfchen einer jeden °°
po· Flüssigkeit aus einer Reihe von Testflüssigkeiten unterschiedlicher Oberflächenenergien
na in einer Drahtschlinge hielt, den Faden vor und zurück durch das Tröpfchen führte und die
Flüssigkeit der geringsten Oberflächenenergie aufzeichnete, die in diesem Test die Faseroberfläche
nicht benetzte.
Die ölabweisung wurde auf einer Skala von O 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 Bewertung für die Faser ist jene der am höchsten bewerteten Flüs-
5i<Jkeit, die eine Stoffprobe aus der Faser nicht benetzt (American Association of Textile
Colorists and Chemists Test No.118-1966). CD
-«J
Versuch verwendetes Nr. Produkt
Tabelle I (Fortsetzg.) (B) Eigenschaften des gestreckten Garnes
Eigenviskosität Zugfestigkeit (dl/g) (g/d
Dehnung beim Modul
Bruch (%) (g/d)
Bruch (%) (g/d)
1. 2.
1-2 keines
0,72 0,73
4,6 4,3
140
129
129
das schmutzabweisende Mittel hatte keine nachteilige Wirkung auf die Festigkeitseigenschaften des Garnes
(C) ölabweisung nach fünf Waschzyklen mit einer
Hauswaschmaschine und anschließendem Erhitzen
Versuch verwendetes Anfangsab-Nr. Produkt Weisung
nach fünf Zyklen
dann nach Dampfbügeln
oder nach
Trockenbügeln
Trockenbügeln
oder nach
Tempern während
Stunde bei
150°C
Tempern während
Stunde bei
150°C
1.
1-2
das Erhitzen stellte die ölabweisung wieder vollständig her. Der Test erfolgte mit
dem 1 Stunde auf 150°C erhitzten Stoff.
Anwendung einer wäßrigen Dispersion des Produktes vom Typ I auf PET·
Wäßrige Dispersionen, die unterschiedliche Mengen des Produktes 1-2 enthielten, wurden unter Verwendung eines polymeren
anionischen Dispergiermittels, wie eines Lignosulfonats,
und Wasser hergestellt. Verschiedene Mengen des Produktes 1-2 (ausgedrückt als Gew.-% Fluor, bezogen auf das Gewicht des
Stoffes) wurden aus den verschiedenen Dispersionen durch feingewebte Stoffproben aus PET absorbiert.
Nach einer erwünsäiten Zahl von Waschzyklen mit einer Standard-Hauswaschmaschine
wurde die ölabweisung bestimmt. Sodann wurden die Proben mit heißem fließendem Wasser gespült und mit
einem üblichen Hausbügeleisen bei 150°C gebügelt. Siehe Tabelle II. Die Bewertung erfolgte auf einer linearen Skala
von 50 (widersteht reinem Mineralöl) bis 150 (widersteht reinem n-Heptan) mit Zwischenbewertungen für zwischenliegende
Gemische von Öl und n-Heptan.
ölabweisung nach den angegebenen Waschzyklen (HL) und anschließendem Bügeln
______
Versuch %-Gehalt F HL-Zyklen gebügelt
Nr. in dem Stoff bei 150°C
0 IO 20 30 40
• 90 90 80 70 90
1. | 0.04-0. | 06 | 100 | 80 | 50 |
2. | 0.125 | 110 | 70-90 | - | |
3. | 0.38-0. | 42 | 100 | 80 | 80 |
4. | 1.05 | 100 | |||
609884/1202 "21"
Anwendung von Lösungen der Produkte vom Typ II und III in organischem Lösungsmittel auf PET
Feingewebte Stoffproben aus PET-Garn wurden 2 Minuten in eine Dioxanlösung des schmutzabweisenden Mittels mit einer
solchen Konzentration eingetaucht, daß das luftgetrocknete Gewebe nach dem Tempern während 3 Minuten in einem Ofen mit
zirkulierender Luft bei 180°C einen Fluorgehalt hatte, wie er in Tabelle III gezeigt ist. Die Ölabweisung wurde auf
einer Skala von 0 bis 8 wie bei den Versuchen in der Tabelle I bestimmt.
zugesetztes Produkt |
Tabelle III | Ölabweisung | |
Versuch Nr. |
II-4A | Prozentgehalt F des Stoffes |
5 |
1. | II-4B | 0,15 | 6 |
2. | II-4C | 0,15 | 6 |
3. | II-4D | 0,15 | 7 |
4. | II-4F | 0,15 | 4 |
5. | III-5A | 0,15 | 4 |
6. | III-5A (nur para) |
0,10 | 4 |
7. | III-5A (nur para) |
0,10 | 1 |
8. | III-5 | 0,10 | 5 |
9. | III-5E | 0,10 | 6 |
10. | keines | 0,15 | 0 |
11. | 0,15 | ||
- 22 -
609884/ 1 202
Anwendung einer Lösung von Produkten der Typen II und III in organischem Lösungsmittel auf Polycaproamid und anschiessendes
Anfärben
Stoffproben aus N-6 wurden in Aceton- oder Isopropanollösungen eingetaucht, um 0,5 Gew.-% schmutzabweisendes Mittel zuzufügen,
wobei das Verfahren des Beispiels 9 angewendet wurde, jedoch
sie 0,5 Stunden getempert wurde, worauf dann Waschzyklen (HL)
mit einer Standard-Hauswaschmaschine unterzogen und getestet wurden. Die Testergebnisse sind in Tabelle IV (A), (B) und (C)
wiedergegeben.
(A) Ver- verwen- Tempesuch detes ratur Nr. Produkt beim
Tempern °
1. | III-5E | 150 |
2. | III-5 | 150 |
3. | III-4 | 150 |
4. | III-5E | 140 |
5. | III-5F | 140 |
6. | III-5G | 140 |
Ölabweisung nach HL-Zyklen Zahl der Zyklen
O | 1 | i | I | - | 12 | 11 | 14 |
6 | - | 6 | 4 | 5 | 4 | — | - |
6 | 6 | 5 | 5 | - | 4 | 2 | 2 |
6 | 6 | 4 | 2 | 5 | - | - | - |
7 | 7 | 6 | 5 | 2 | - | - | - |
7 | 7 | 5 | 4 | - | - | - | |
6 | 6 | 6 | 5 | mm | |||
(B) Eine Probe wie in Versuch Nr.2 wurde einem Abriebtest unterzogen.
Nach dem Abrieb wurde die ölabweisung mit 5 bewertet.
(C) Proben wie in Versuch Nr.1 wurden mit einem sauren blauen Farbstoff
angefärbt und wie in Teil (A) getestet. Es wurde keine Wanderung von schmutzabstoßendem Mittel aus den behandelten Proben in das
Farbstoffbad zu unbehandelten Proben beobachtet, und die behandelten
Proben zeigten nach dem Anfärben eine wenigstens so gute Beibehaltung der Ölabweisung, wie behandelte ungefärbte Proben. Die
erwünschte Farbe und garbfeönung-vuirde beim Anfärben erhalten.
bUyoli4r I £Üt -23-
Verwendung von Triepoxid
Produkt III-5B, gelöst in Dioxan, wurde auf (A) PET-Stoff,
(B) N-6-Stoff und (C) N-66-Stoff durch Eintauchen des Stoffes
in die Lösung, Trocknen und Tempern bei 1600C, und zwar 5 Minuten
bei dem Stoff (A) und 0,5 Stunden bei den Stoffen (B) und
(C) aufgebracht. Den Lösungen wurden auch Trimellithsäure-
triepoxid,(worin drei Epoxidgruppen CH0-CH-CH- die drei
Carboxygruppen derTrimellithsäure verestern) und Tri-n-butylamin
als Katalysator zugesetzt. Der F-Gehalt des resultierenden behandelten Stoffes betrug 0,14 %. Der Stoff wurde Standardtrockenreinigungszyklen
(DC) unter Verwendung von Perchloräthylen (AATCC-Test Nr. 86 - 1970) und auch Standard-Hauswaschmaschinenzyklen
(HL) unterzogen. Die ölabweisungsbewertungen sind in Tabelle V für die behandelten Proben nach dem Trockenreinigen
bzw. Waschen aufgeführt.
- 24 -
609884/1202
ölabweisung unter Verwendung von Triepoxid
(A) PET-Stoff Zahl der Zyklen
DC 655544 4 4
HL 665544 4 2
(B) N-6-Stoff Zahl der Zyklen
£ 1 Ά 1 i 1 I !£ 13 18 19
DC 7666555 5
HL 6666664 4
13 | Ai | 19 |
5 | 5 | - |
4 | 4 | 4 |
(C) B-66-Stoff Zahl der Zyklen
£_1_2_3!1££!£ — ü
DC 7655442-
HL 66666655 4 4 4
Die Wasserabweisung von Proben des obigen behandelten N-6-Stoffes und behandelten N-66-Stoffes wurde nach AATCC-Test Nr.22 - 1977
getestet und war hervorragend (Bewertung 100, d.h. Maximum der Skala) sowohl anfangs als auch in Versuchen nach fünf Trockenreinigungszyklen
und fünf Zyklen mit einer Hauswaschmaschine.
609884/1202
Claims (12)
1. Schmutzabweisendes Mittel für Gegenstände aus thermoplastischen
Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus wenigstens einer fluorierten Verbindung mit wenigstens
einem Benzolkern besteht und
(1) ein oder zwei Carbonylgruppen als Substituenten an diesem Benzolkern enthält, wobei die Carbonylgruppen über ein
Sauerstoff- oder ein Stickstoffatom an einen Perfluoralkyl-
oder Perfluoralkylenoxyperfluoralkylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen gebunden sind und, wenn jeder Benzolkern
nicht mehr als eine solche Carbonylgruppe enthält, die Zahl der Benzolkerne wenigstens 2 beträgt, und
(2) weitere Carbonylgruppen jeweils in ortho-Stellung zu einer
und nur zu einer der ersterwähnten Carbonylgruppen enthält, wobei deren Zahl die Zahl der ersterwähnten Carbonylgruppen
nicht übersteigt und diese zusätzlichen Carbonylgruppen jeweils über ein Sauerstoffatom an einen veresternden
zweibindigen Alkylenrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen gebunden sind/ der das Sauerstoffatom
(a) mit wenigstens einem weiteren ähnlich substituierten Benzolkern oder
(b) einer Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, die
wenigstens einmal durch Hydroxyl, Halogen oder einen
609884/12Ö2
endständigen Epoxyring substituiert ist, oder (c) mit zweien solcher Alky!gruppen, die durch ein Sauerstoffatom
miteinander verbunden sind, verbinden.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine fluorierte Verbindung im wesentlichen aus wenigstens einer
Verbindung der allgemeinen Formel
I.
besteht, worin η 1 bis 4 bedeutet, t 2 bis 4 bedeutet, Y CHOH, CH, COH oder C bedeutet und A einen fluorierten
veresternden Rest, wie er in Anspruch 1, Absatz 1, definiert ist, bedeutet.
3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als fluorierte Verbindung eine Verbindung der Formel
CH2OCO
CO2CH2CH2CF2CF2OCF(CF3)2
enthält.
- 27 -
609884/1202
4. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als fluorierte Verbindung im wesentlichen wenigstens eine Verbindung
einer der allgemeinen Formeln
II.
und/oder
(b)
enthält, worin A und A1 gleiche oder verschiedene fluorierte
veresternde Reste, wie sie in Anspruch 1, Absatz 1, definiert
sind, bedeuten und B einen veresternden Rest bedeutet, wie er in Anspruch 1, Absatz 2, definiert ist.
5. Mittel nach Anspruch 4, worin die Reste A und A1 jeweils
die Gruppe CHjCHj(CFj)-OCF(CF3) j bedeuten, worin η ein Wert
von 2 bis 8 ist, oder jeweils die Gruppe CHjCHj(CFj) CF3 bedeuten,
worin ρ einen Wert von 5 bis 9 bedeutet, und der Rest B eine der Gruppen CHjCHjOH, CHjCH(OH)CHjCl, CHjCH(OH)CH2OH,
CHjCH-CHj, (CHj)4CH(OH)CHjOH oder CHjCH(OH)CHjOCHjCH(OH)CHjOH
bedeutet.
6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als fluorierte Verbindung wenigstens eine der Verbindung der allgemeinen
Formeln
609884/1202
III.
COXA
COXA1
(a)
und/oder B1OCO
COXA1
(b)
enthält, worin X ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom bedeutet, A und A1 gleiche oder verschiedene veresternde oder amidbildende
Reste bedeuten, wie sie in Anspruch 1, Absatz 1, definiert sind, g 1 ist, wenn X ein Sauerstoffatom bedeutet, und 2 ist',
wenn X ein Stickstoffatom bedeutet, und B und B1 gleiche oder
verschiedene veresternde Reste bedeuten, wie sie in Anspruch 1, Absatz 2, definiert sind.
7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fluorierten
Verbindungen im vjesentlichen ein Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Formeln in (a) und III (b) sind, worin X ein
Sauerstoffatom bedeutet, die Reste A und A1 jeweils die Gruppe
CH2CH2(CF2)4OCF(CF3)2 bedeuten und die Reste B und B1 jeweils
die Gruppe CH2CHOHCH2Cl bedeuten.
8. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die fluorierten
Verbindungen im wesentlichen ein Gemisch von Verbindungen der allgeneinen Formeln III(a) und III (b) sind, worin
X ein Sauerstoffatom bedeutet, die Reste A und A1 die Gruppe
CH2CH2(CF2) CF3 bedeuten, worin ρ 5,7 und 9 bedeutet, und
die Reste B und B1 die Gruppe CH2CH(OH)CH2Z bedeuten, worin
Z Cl oder OH bedeutet.
- 29
609884/ 1 202
9. Verwendung der Mittel nach Anspruch 1 bis 8 zur Einarbeitung
in Fasern, Fäden oder andere Formlinge aus synthetischem thermoplastischem Polyethylenterephthalat oder langkettigem
Polyamid mit sich wiederholenden Amidgruppen als integraler Bestandteil der Polymerkette.
10. Verwendung nach Anspruch 9 in Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Medium, gegebenenfalls unter anschließendem
Erhitzen der behandelten Fasern, Fäden oder anderen Formlinge auf eine Temperatur zwischen 100 und 220 C.
11. Verwendung nach Anspruch 9 und 10 unter gleichzeitigem oder anschließendem Behandeln mit einem Farbstoff.
12. Verwendung nach Anspruch 9 bis 11, unter Behandlung der
Fasern, Fäden oder anderen Formlinge mit einem difunktionellen oder trifunktionellen Epoxid oder Isocyanat in flüssigem
Medium zusammen mit einem Katalysator, wie einem Amin, wobei das verwendete Mittel wenigstens eine Verbindung mit einer
Hydroxylgruppe in dem veresternden Rest der Verbindung enthält.
609884/1202
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