DE2654794A1

DE2654794A1 - Thermostabile quaternaere ammoniumverbindungen fuer die faserpraeparation

Info

Publication number: DE2654794A1
Application number: DE19762654794
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Chem Dr Kleber; Heinz Dipl Chem Dr Mueller
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1978-06-08
Also published as: FR2372926A1; IT1089431B; US4259078A; JPS5370200A; DE2654794B2; GB1595439A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT ^

Aktenzeichen: HOE 76/F 287

Datum: 2. Dez. 1976 Dr.OT/Me

Thermostabile quatemäre .Aromoniumverbindungen, für die i'aserprapara tion

Es ist bekannt, daß sich quatemäre Ammoniumverbindungen gut als antistatische Komponente für die Faserpräparation eignen (LindxieL-,Tenside-Textilhilfsmittel Waschrohstoffe, Bd. II Seite 1513). Es ist aber auch bekannt, daß sich quaternäre Ammoniumverbindungen, die in ß--3 teilung zum Stickstoffatom ein Wasserstoffatom tragen, beim Erhitzen unter Olefinbildung zersetzen (Cram-Harnmond Organic Chemistry 1959, S. 399 ff). Diese Reaktion kann bereits bei 150⁰C eintreten. Auf der anderen Seite arbeitet man heute in der Faserindustrie bei sehr hohen Geschwindigkeiten, wobei auf die Faser Temperaturen bis zu 230⁰C einwirken. Es besteht daher das Bedürfnis solche antistatischen Mittel für die Faserpräparation zu entwickeln, die die guten antistatischen Eigenschaften der quaternären Ammoniumverbindungen haben, gleichzeitig aber auch sehr thermostabil sind.

Es wurde nun gefunden, daß diese Bedingungen von solchen quaternären Ammoniumverbindungen erfüllt werden, die anstelle der bisher verwendeten Halogenid- oder Alkylsulfat-Gegenionen Alkylphosphationen enthalten. Gegenstand der Erfindung sind somit antistatische

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thermostabile Faserpräparationsmittel, die eine Verbindung der Formel 1 .

-N-

(1)

enthalten, wobei R. eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 22 C-Atomen, R„ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 22 C-Atomen oder eine Alkylgruppe mit 1 - 4 C-Atomen und R-., R₄ und R_r gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit 1-4 C-Atomen bedeutet.

Diese Verbindungen werden gemäß ÜS-PS 2 563 506 erhalten durch Alkylierung und Quaternisierung von sekundären oder tertiären Aminen der Formel

^R2

- N - X

worin X ein Wasserstoff atom oder eine Gruppe der Bedeutung R-. darstellt,mit Trialkylphosphaten der allgemeinen Formel

0R_r

R.O - PtT
4 „\

0R_r

Die quaternären Ammonxumalkylphosphate fallen bei der Herstellung als mehr oder weniger viskose öle oder Pasten ab. Sie können leicht in Wasser, gegebenenfalls untrer' Zugabe von niederen Alkoholen gelöst werden. In den Handel gebracht werden diese Verbindungen entweder als 100 %ige Reinsubstanz oder als wässrige Konzentrate mit einem Gehalt an Wirksubstanz von 40 bis 100 %. Zur Applikation auf der Faser werden diese Konzentrate mit Wasser auf

einen Gehalt von 5-30 Gewichtsprozent verdünnt. Die Applikation erfolgt in üblicher Weise durch Tauchen,Sprühen, über Galetten oder über Pumpen. Die Auflage auf der Faser an Wirksubstanz beträgt im allgemeinen 0,1 - 2, vorzugsweise 0,2 0,5 Gewichtsprozent. Die quaternären Ammoniumalkylphosphate der Formel 1 eignen sich als Präparationsmittel z. B. bei der Faserherstellung von Synthesefasern wie Polyester, Polyacrylnitril, Polyamid, Polyolefinen, aber auch bei Regeneratcellulose. Sie können allein oder auch zusammen mit anderen Bestandteilen von Faserpräparationsmitteln, wie z.B. Gleitmitteln (Mineralöle, Esteröle) oder Emulgatoren (oxäthylierte Fettalkohole) oder dergleichen auf die Faser beim Herstellen, beispielsweise bei Fixier- und VerStreckprozessen, aber auch beim Weiterverarbeiten aufgebracht werden.

Durch den Auftrag dieser Verbindungen der Formel 1 während der Herstellung und Weiterverarbeitung erhält man eine sehr gute Verminderung* der statischen Aufladung der Faser sowie einen guten Avivier- und Reibungseffekt. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß diese quaternären Ammoniumalkylphosphate sehr gut thermostabil sind und auch bei Temperaturen von über 200⁰C keine Zersetzungs- oder Ver-gilbungserscheinungen aufweisen, obwohl diese Verbindungen in ß-Stellung zum Stickstoffatom eliminierbare Wasserstoff atome tragen. Dieser Befund ist auch insofern von Bedeutung, als in der US-PS 2 563 506 lediglich erwähnt ist, daß sich derartige Verbindungen als Dispergiermittel für Mineralöl und als antistatische Weichmacher für fertiges Garn eignen. Bei diesen Einsatzgebieten spielt die Frage der Thermostabilität keine Rolle.

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Beispiel 1

r Φ -j Q

Herstellung von Ic₁₆H₃₃-N (CH₃J₃ (CH₃O)₃ PO

θ'

192 g (0,7 Mol) C^-Alkyldimethylamin und 101,5 g (0,7 Mol) Trimethylphosphat werden in einem Kolben mit Rührer und Rückflußkühler zusammengegeben. Dann wird unter Rühren vorsichtig auf 100 - 110⁰C erhitzt und 2-2,5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dabei muß sorgfältig geachtet werden, daß die Temperatur von 110⁰C durch die exotherme Reaktion nicht überschritten wird. Der Quaternisierungsgrad beträgt 98 %.

Das Produkt liegt als zähflüssiges Konzentrat vor, das mit H„O/i-Propanol 1:1 zu einer klaren 50 %igen Lösung verdünnt werden kann.

Beispiel 2

Herstellung von

C₁₀H-- N (CH₀)

(CH-O) P-O O

Analog wie in Beispiel 1 werden 210 g (0,5 Mol) Stearyldimethylamin mit 101,5 g (0,7 Mol) Trimethylphosphat umgesetzt. Der Quaternisierungsgrad beträgt 98 %.

Vergleichsversuche

Folgende Verbindungen werden geprüft:

a) Talgfettalkylpropylendiamin, perquaterniert mit Dimethylsulfar (US-PS 3 954 633, Beispiel 1 b) als Vergleich

b) C^,-Alkyltrimethylammoniumchlorid (Vergleich)

c) Talgfettalkyltrimethylammoniumchlorid (Vergleich)

d) Beispiel 1 (erfindungsgemäß)

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■ν

e) Beispiel 2 (erfindungsgemäß)

f) C₁₆H₃₃-N (CH₃)₃ NO₃ als Vergleich

I. Thermostabilitäts- und Vergilbungstest (220°C/1 h)

	Verdampfungsverlust	Vergilbung
a	9 %	>1100
b	15 %	900
C	6 %	900
d (erfindungsgemäß)	3 %	20
e (erfindungsgemäß)	2 %	20
f	7 %	>1100

1) Nach DIN 6162; Bestimmung der Jodfarbzahl

II. Auf ein PA6-Filament (dtex 200 f 40) wurden aus wäßrigen Lösungen die Produkte a - f mit einer Auflage von ca. 0,7 % Wirksubstanz mittels einer Galette aufgebracht und die Filamente bei 185°C 1 Minute thermofixiert.

Bei den so präparierten Fäden wurde die Reibung nach DT-OS 2 335 675 bestimmt. Folgende Werte der Reibung, der Antistatik und der Vergilbung wurden gemessen:

	Reibung	Antistatik	2) Vergilbung
a	0,380-0,445	5000	stark
b	0,280-0,320	6000	stark
C	0,275-0,320	5800	stark
d	0,225-0,285	20	Spur
e	0,220-0,280	25	Spur
f	0,425-0,450	7000	stark

1) Antistatikwerte in Meg-Ohm (22°C/65 % r.F.)

2) Visuelle Beurteilung der präparierten Fäden

Folgende Verbindungen wurden dem oben beschriebenen Thermostabilitätstest unterworfen:

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a) Kondensationsprodukt aus Stearinsäure mit Diäthylentriamin

(1:1 Mole); perquaterniert mit Dimethylsulfat (Vergleich nach DT-OS 2 335 675).

b) Talgfettalkyltriäthylammonium-diäthophosphat mit R , = C₁₄-G₁₈; Hauptanteile C₁₆H₃₅-; C₁₈H₃₅- und C₁₈H₃₇;

c) Distearylmethyl-dipropyl-ammonium-dipropio-phosphat

d) Tetradecyl/octadecyl-tributylammonium-di-butophosphat

e) Soja-alkyl-trimethyl-ammoniuin-dimethophosphat

b,c,d	,e: erfxndungsgemäß	> 1100
Vergilbung:	30
a	15
b	20
C	40
d
e

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Claims

HOE 76/F 287 Patentansprüche

1. Antistatische, thermostabile Faserpräparationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vex'bindung der Formel

I₁-N-R₄ R-,

0R_r

O -

P
»\

0R_r

enthalten, in der Ri eine C₀ - C~„ Alkyl- oder Alkylengruppe, R„ eine C,, - C^_? Alkyl- oder Alkylengruppe oder eine C₁-C.
Alkylgruppe und R-, ₇ R₄ und R₁. gleiche oder verschiedene C₁-C. Alkylgruppen bedeutet.

2. Verfahren*zum Präparieren von Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Fasern ein Präparationsmittel nach Anspruch 1 aufbringt.

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ORIGINAL IMSPECTED