DE2812443A1

DE2812443A1 - Alkylpolyglykolmischformale als faserpraeparationsmittel

Info

Publication number: DE2812443A1
Application number: DE19782812443
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Billenstein; Rolf Dr Kleber
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-03-22
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1979-10-04
Also published as: JPS6151069B2; DE2812443C2; IT7921156A0; US4294990A; SU1209035A3; IT1112962B; SU1222200A3; GB2017100B; GB2017100A; JPS54134198A; MX150393A; FR2420594A1; FR2420594B1

Description

a.

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 78,F 0^3 21.03.1978 Dr.OT Alkylpolyglykolmischformale als Faserpräparationsmittel

Der Einsatz von Mineralölen in der Präparation von Synthesefasern ist gut bekannt. In ähnlicher Weise werden als inerte Gleitmittel auch Esteröle, wie Butylstearat, sterisch gehinderte Ester, wie z.B. Trimethylolpropantrirrecvlat u.a. eingesetzt (Chemiefasern/Textilindustrie 27/79 (1977), S. 322 - 328). Die US-PS 3.997.450 beschreibt als Präparationsmittel endverschlossene Oxäthylate, z.B. Methylverschlossene Oxäthylate. Endverschlossene Oxäthylate werden auch in der DT-OS 1.594.906 zum Präparieren und ölen von vollsynthetischen und Zellulose-Esterfäden beansprucht. The International Dyer and Textile Printer (1965) S. 343 346 beschreibt ebenfalls den Einsatz endverschlossener Oxäthylate in der Faserpräparation. Diese endverschlossenen Oxäthylate haben gegenüber den nichtverschlossenen Oxäthylaten den Vorteil der besseren Thermostabiiität und sie quellen die Garne oder die Einrichtungen der Faserherstellung nicht an (US-PS 3.997.450, Spalte 1, Zeile 62 ff). Daher haben gerade in den modernen Texturierpräparationen die endverschlossenen Oxäthylate sich einen großen Marktanteil erobert. Ein gravierender Nachteil der endverschlossenen bekannten Oxäthylate, wie sie z.B. in der DT-OS 1594906 als Äther von Oxethylaten beansprucht werden, ist ihre geringe chemische Reaktivität. So kann der Methyiäther von ζ. B. Cokosfettalkohol χ 6EO chemisch nur schwer

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weiter umgesetzt werden, daß die Blockierung der endständigen Hydroxylgruppe zu einem inerten Derivat führt. Ein Abspalten der enständigen Methylgruppe ist bekanntermaßen nur schwer möglich»
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Die für die Praxis wichtige Frage bestand nun darin, endverschlossene Oxäthylate zu erhalten, die durch den End-...Verschluß den Faden und z. B. Texturierröllchen nicht an-10' quellen, dem Fader, optimale Gleiteigenschaften verleihen und chemisch leicht spaltbar sind. Dabei sollten sich diese

■~ Derivate im Abwasser crleichaünstia verhalten wie die freien

Oxethvlate selbst. —

Es wurde nun gefunden, daß man als Gleitmittel für die Faserpräparation Polyglykolathermischformale der allgemeinen Formel I

. R₁-(OC₂H₄ J_1n-OCH₂OCH₂CH₂OR₃

verwenden kann, wobei

R₁ eine geradkettige oder ungeradkettige Alkyl- oder Alkenylkette mit etwa 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise den Cocosalkylrest, R₂ einen geradkettigen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methyl und η 3 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15 bedeutet.

Die Herstellung dieser Verbindungen erfolgt nach den in der DT-OS 2 523 588 beschriebenen Verfahren, indem man ein Fettalkoholoxäthylat der Formel R₁-(OC₂E₄)_n0H mit einem Di-alkylglykolformal der Formel CH₃(OC₂H₄OR₂)₂ in Gegenwart einer starken Säure umsetzt unter gleichtzeitiger Entfernung des dabei auch entstehenden GIykolmonoalkyläthers. Diese Mischformale sind im alkalischen Medium stabil, lassen sich im sauren Medium hingegen leicht spalten.

Infolge ihrer unerwarteten niedrigen Faden/Metallreibung, die sich als hohe Gleitwirkung bemerkbar macht, eignen sich

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die Verbindungen der obigen Formel I sehr gut als Gleitmittel. Die Applikation dieser Mischformale erfolgt nach den üblichen Methoden, beispielsweise durch Pflatschen, Tauchen oder Sprühen. Man kann dabei diese Verbindungen in reiner Form auf die Faser aufbringen oder aber aus verdünnter wäßriger Lösung. Da die Mischformale in Wasser löslich sind bedarf es hierbei, im Gegensatz zu den Mineral- und Esterölen, keiner zusätzlichen Emulgatoren. Diesen Mischformalen kann man auch die bei der Faserpräparation üblichen Kompo-

nenten zumischen, wie etwa Antistatika und Fadenschlußmittel. Als Fasertypen, die mit diesen Mischformalen präpariert werden können, kommen sämtliche synthetischen und natürlichen Fasern in Frage, wie etwa Cellulose, Polyester, Polyacrylnitril oder Polyamid. Die Wirksubstanzauflage dieser

Mischformale auf der Faser liegt bei Schär- und Webpräparationen bei ca. 0,5 bis 1,5 Gew.-% und bei Texturierpräparationen bei ca. 0,3 bis 0,8 Gew.-%. Sie können auch als wasserfreie Formulierungen für Spulöle ader für Nachavivagen nach dem Färben und nach anderen Verarbeitungsprozessen ein-

gesetzt werden. Dabei beträgt die Wirksubstanzauflage bei Spulölen ca. 1 - 5 Gew.-% und bei Nachavivagen ca. 0,3 0,8 Gew.-%. Durch ihre Instabilität im sauren pH-Bereich lassen sich diese Präparationen leicht zerstören, indem man nach dem Auswaschen des Präparationsmittels das Abwasser

leicht sauer stellt. Die entstehenden Spaltprodukte sind leicht biologisch abbaubar. Teilweise genügt es auch schon, Luft durch das Abwasser zu leiten, um die Mischformale zu spalten.

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Herstellung der Mischformale

In einem 2 1 Rührkolben, der mit Thermometer und Auskreisapparatur ausgestattet ist, werden 446 g (1 Mol) eines Um-Setzungsproduktes von 1 Mol eines C₁9/14 Fettalkohols mit 5 Mol Ethylenoxid, 410 g (2,5 Mol) Di-(Methylglykol)-formal und 3 g konz. Schwefelsäure gemeinsam vorgelegt und bei einer Reaktionstemperatur von ca. 150⁰C etwa 5-6 Stunden gerührt. Gleichtzeitig wird ein sehr schwacher Stickstoff-Strom übergeleitet. Es wird auf 90 - 100⁰C abgekühlt und die im Reaktionsgemisch enthaltenen sauren Katalysatoranteile mit NaOH-PuIver neutralisiert.

Anschließend wird das überschüssige Di-(methylglykoi)-formal und das entstandene Methylglykol bis zu einer Innentemperatur von ca. 100⁰C bei 15-20 mbar abdestilliert. Das als Destillationssumpf verbleibende Endprodukt wird durch Filtration von den enthaltenen Salzen befreit. Man erhält 510 g (96 % der Theorie) der Verbindung a) der Formel 20

R-(OC₂H₄)5-OCH₂OC₃H₄OCH₃

wobei R das Gemisch der Alkylgruppen ist, daß in der Cocosfettsäure vorliegt. Die Rest-Hydroxylzahl betrug 15. Das Produkt ist bei 2O⁰C eine helle Flüssigkeit, die sich leicht in kaltem Wasser löst.

In ähnlicher Weise werden hergestellt:

b) C_12/14 X (EO)₄ - O - CH₂ - O - CH₂CH₂ - 0 - C₄H₉

^{C) C}16/20 ^{X (E0)}3 - O - CH₂ - O - CH₃CH₂ - 0 - C₃H₇

d) C_12/14 χ '(EO)₈ - 0 - CH₂ - O - CH₂CH₂ - 0 - CH₃

e) C₁₂,₁₄ χ (EO)₅ - O - CH₂ - nC₄H_g: Vergleichsprodukt nach

DT-OS 2.523.588

f) C_l2,₁₄ x (EO)- - O - nC₄H_g: Vergleichsprodukt nach . DT-OS 3.997.450

g) C_12/15 - Oxoalkohol χ (EO)₄ - 0 - CH₂ - 0 - CH₂ - CH₂ ο - CH₂ (erfindungsgemäß)

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•C·

h) C₁₂^₁₅ - Oxoalkohol χ (EO)₃ - 0 - CH₂ - 0 - CH₂ - CH₂ - 0 C₂H₅ (erfindungsgemäß)

Die oben beschriebenen Produkte wurden aus wäßriger Lösung (Konzentration 1 % WS) mit einer Konzentration von 0,7 %

Wirksubstanz auf ein PA-6-Filament aufgebracht (dtex 220 f 40) und auf ihre Gleitreibung (F/M-Reibung) nach dem Trocknen untersucht nach der Methode, wie in der DT-OS 2 355 675 angegeben.
10

Es wurden bei 25 m und 100 m/Min. Meßgeschwindigkeit folgende Werte gemessen:

Produkt a: 0,205 - 0,270

" b: 0,210 - 0,280

c: 0,212 - 0,278

d: 0,225 - 0,290

¹¹ e: 0,240 - 0,310 (Vergleich)
f: 0,230 - 0,305 (Vergleich)
" g: 0,215 - 0,285
" h: 0,220 - 0,280

Die Reibung der erfindungsgemäßen Alkylglykolmischformale ist immer niedriger als die Werte der Vergleiche.

Zur Überprüfung der Stabilität der Produkte a) bis h) wurden wäßrige Flotten hergestellt mit jeweils einem Gehalt von 10 g/l der Produkte a) bis h). Die Flotten wurden mit Schwefelsäure auf pH 2 gestellt und bei 50⁰C die Bildung von freiem oxäthyliertem Alkohol in der Flotte verfolgt. Es zeigte sich, daß alle Alkylglykolmischformale innerhalb von 24 Stunden vollständig verseift werde, während das Produkt f) stabil bleibt. Produkt e) zerfällt quantitativ innerhalb 10 Stunden, zeigt jedoch die höchste gemessene Reibung aller Verbindungen.

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Claims

HOE 78/F O63 Patentansprüche:

1. Verwendung von Polyglykoläthermischformalen der allgemeinen Formel I

R₁-(OC₂H₄J_n-OCH₂OCH₂CH₂OR₂ I

als Faserpräparationsmittel, wobei R₁ ein gerad- oder ungeradkettiger Alkylenrest mit 8 bis 22 C-Atomen, R_n ein geradkettiger Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und η eine Zahl von 3 bis 30 ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1 einer Verbindung der allgemeinen Formel I, wobei R₁ Cocosalkyl, R₂ Methyl und η eine Zahl von 5 bis 15 ist.

3. Faserpräparationsmittel enthaltend oder bestehend aus einem Polyglykoläthermischformal der allgemeinen Formel

R₁-(OC₃H₄)_n-OCH₂OCH₂CH₂OR₂

wobei R₁ ein gerad- oder ungeradkettiger Alkylrest mit bis 22 C-Atomen, R„ ein geradkettiger Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und η eine ganze Zahl von 3 bis 3 0 ist.

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