DE3122106C1 - Antistatisch machendes Zusatzmittel für Beschichtungsmassen von textilen Flächengebilden - Google Patents

Description

• Die verwendeten Kondensate erhält man, wenn man das Alkylolamin tier vorstehendcn Formel mit i harnstoff für mehrere Stunden auf 110 bis 1450 C erhitzt. Besonders geeignete Kondensate erhält man durch Umsetzung von l Mol Alkylolamin mit 1 bis 2 Mol i Harnstoff. Gceignete Alkylolamine sind z. B. Monoethanolamin, Diethanolamin, Monoisopropanalamin, Diisopropanolamin, Aminoethylelhanolamin. Bei dieser Reaktion tritt unter Ammoniakeinwirkung (Poly-)Kondensation ein, und es bilden sich sowohl Struktureinheiten des substituierten 1 larnstoffs als auch des Urethans. Die bei dieser Kondenstation gebildete Ammoniakmenge beträgt pro Mol liarnstoff ca. 1 bis 1,2 Mol. Bereits diese Kondensate sind sehr gut geeignet, textile Gebilde hervorragend antistatisch zu machen. Bel ihrer Anwendung in Teppichrückenbeschichtungen wird die Noppeneinbindung nicht vermindefl. Aufgrund einer Restbasizität sind die so erhaltenen Kondensate zur Salzblldung mit Säuren, insbesondere Sulfonsäuren befähigt.
• Die so erhaltenen Salze, insbesondere die der Sulfonsäuren, sind besonders geeignet, die Bildung von Wasserflecken bei örtlichem Wasserauftrag zu vermeiden. Zur Salzbildung können anorganische und organische Säuren, z. B. Phosphorsäuren, Ameisensäure oder Polyacrylsäuren, verwendet werden, vorzugsweise werden organische Sulfonsäuren eingesetzt.
• Als organische Sulfonsäuren eignen sich sowohl Arylsulfonsäuren. wie Benzolsulfonsäure oder Naphthalinsulfonsäure, als auch Alkylarysulfonsäuren wie Alkylbenzolsulfonsäuren mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 14 C-Atomen oder Alkylnaphthalinsulfonsäuren mit 1 bis 12 C-Atomen in der Kette, die gerade oder verzweigt sein kann. Ebenso geeignet sind aliphatische gesättigte oder ungesättigte, gerad- oder verzweigtkettige Alkylsulfonsäuren mit 8 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise 10 bis 20 C-Atomen, wobei die Alkylketten noch OH-Gruppen enthalten können und Arylalkylsulfonsäuren.
• Geeignete Sulfonsäuren sind z. B.: Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure oder Sulfosäuren von technischen Gemischen aus der Dodecylbenzolherstellung, Sulfonsäuren aus Nachlaufölen bzw. Sulfochlorierung von Alkanen mit 8 bis 18 C-Atomen, Sulfonsäure aus der SO3-Sulfonierung von ex-Olefinen mit 10 bis 20 C-Atomen.
• Die aus den basischen Kondensaten gebildeten Salze haben in 10961ger wäßrlger Lösung einen pH-Wert von 7 bis 8,5. Sie können mit anderen bekannten Antistatika, z.
• B. polyoxethyliertem Triethanolamin oder Phosphorsäureestern gemischt werden. Zur Verringerung der Viskosität und damit zur besseren Handhabung können sie mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln verdünnt werden.
• Die wäßrigen oder auch organischen Lösungsmittel, wie z. B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, Ethylenglykol oder Glycerin enthaltenden Lösungen der Salze von Sulfonsäuren mit Kondensationsprodukten aus Harnstoff und Alkylolaminen werden zu Erzielungen eines antistatischen Effekts mit einer Wirkstoffkonzentration von 0,1 bis 2096, vorzugsweise von 1 bis 5g, bezogen auf das Naßgewicht der Beschichtungsmasse, angewandt. Weiterhin können vlskositätsregulierende Stoffe, z. B. Verdickungsmlttel, eingesetzt werden. Außerdem ist es möglich, solche Zusatzstoffe getrennt in den Compound einzuarbeiten.
• Weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel als antistatisch machenden Zusatz i n in Textllbeschlchtungsmassen.
• Der Erlindungsgcgenstand wird durch nachfolgende Beispiel erläutert. Der für den Einsatz der nach den Beispielen I bis 6 erhaltenen Zusatzmittel verwendete Teppich-Vorstrlchcompound halte folgende Zusammensetzung: 300 Gew.-Teile Polymerlatex mit 50<' Feststoffanteil auf der Basis von 358 Butadien und 65t Styrol 600 Gew.-Teile Kreide 25 Gew.-Teile 25«11ige Lösung von Carboxymethylcellulose 50 Gew.-Teile Wasser Mit diesem Compound, der jeweils die nach den Beispielen 1 bis 6 erhaltenen Zusatzmittel in den Mengen, die in den Beispielen angegeben sind, enthält, wurden Tufti ng-Velour-Teppiche, die leitfähige Polyamidfaser als Flormaterial enthielten, mit 1000 g Compound (naß) pro m2 beschichtet.
• Die Prüflinge wurden 20 Minuten bei 130"C getrocknet und zur Prüfung des antistatischen Verhalten nach DIN 54 345, Blatt A und C, 10 Tage bei 2596 relativer Feuchte und 23" C klimatisiert. Die gefundenen Werte stehen in der beigefügten Tabelle.
• In gleicher Weise wurde Tufting-Schlingware ausgerüstet, jedoch nach Trocknung 3 Tage bei 6596 relativer Feuchte und 20" C klimatisiert. An dieser Ware wurde dann die Schlingenausreißfestigkeit mittels eines Zugfestigkeitsprüfgeräts gemessen. Der aus 50 Einzelmessungen errechnete Mittelwert wurde in die beigefügte Tabelle aufgenommen.
• Zur Ermittlung der Wasserfleckenempflndlichkeit wurde die vom Fachnormenausschuß Materialprüfung FNM C 9 c 21 empfohlene Methode benutzt (Chemiefaser/Textilindustrie, Sept. 1977, S. 828-29) Hierzu wurden 50 x 50 cm große Tufting-Teppichabschnitte eines uni-farbigen Feinvelour (5/64), wie oben beschrieben, ausgerüstet. Nach Klimatisierung bei 6510 relativer Feuchte und 20° C wurden 100 ml destilliertes Wasser örtlich aufgegeben. Die Prüflinge wurden bei Raumtemperatur trocknen gelassen. Visuelle Beurteilung erfolgt nach vollständiger Trocknung.
• Beispiel 1 Die Herstellung des antistatisch machenden Zusatzmittels wurde wie folgt vorgenommen: 120 g Harnstoff wurden mit 210 g Diethanolamin verrührt und durch Anwärmen auf 80" C in eine klare Schmelze überführt. Danach wurde bis auf 110" C aufgeheizt, bei welcher Temperatur entweichendes Ammoniakgas die einsetzende Reaktion anzeigt. Während vier Stunden wurde die Temperatur auf 135" C gesteigert. Danach wurde für 10 Minuten auf 30 mbar eyakuiert. Der Gewichtsverlust durch entwichenes Ammoniak betrug 37,5 g. Es wurde auf 30" C abgekühlt und mit 110 g Dodecylbenzolsulfonsäure auf pH 7,8 (10%ige Lösung) neutralisiert. Schließlich wurde durch Zugabe von 53 g Wasser auf 80,06 wirksame Substanz eingestellt. Es resultiert eine klare, viskose Flüssigkeit. Von dieser Zubereitung wurden 25 Gew.-Teile pro Ansatz eingesetzt.
• Beispiel 2 121 g Monoethanolamin wurden auf 80" C erwärmt und hierin 120 g Harnstoff eingetragen. Dann wurde für 5 Stunden auf 110 bis 130" C erwärmt. Es entwichen 39,3 g Ammoniak. Nach Abkühlung wurde mit 7 g Dodecylbenzolsulfonsäure (hergestellt aus Tetra(isopropylen)benzol) neutralisiert und mit 48 g Wasser auf 8096 wirksame Substanz eingestellt. Die Zubereitung wurde mit 25 Gew.-Teilen in dem Compound-Ansatz eingesetzt.
• Beispiel 3 455,5 g der Zubereitung nach Beispiel 1 wurde mit 150 g Triethanolamin und 37,5 g Wasser verrührt. Man erhält eine klare, viskose Flüssigkeit. Der pll-Wert in 10°Oiger Lösung ist 7,1. Die so erhaltene Mischung wurde ebenfalls mit 25 Gew.-Teilen eingesetzt.
• Beispiel 4 120 g Harnstoff und 266 g Diisopropanolamin wurden vier Stunden auf 125 bis 138" C erwärmt. Die Ausbeute nach einer Evakuierzeit von 10 Minuten betrug 354 g. Es wurden 100 g 13-Naphthalinsulfonsäure und 20 g Wasser eingerührt. Das Neutralisat wurde mit 30 g in der beschriebenen Rezeptur zur Beschichtung eingesetzt.
• Beispiel 5 104 g Aminoethylethanolamin wurden auf 60" C erwärmt und 120 g Harnstoff hierin eingetragen. Danach wurde 4 Stunden bei 120 bis 140" C gerührt. Es entwichen 34 g Ammoniak. Die Restbasizität wurde durch Titration in alkoholischer Lösung mit 1 N-HCl gegen Bromphenolblau als Indikator mit 1,00 mval/g bestimmt.
• In das abgekühlte Kondensat wurden 46,0 g Dodecylbenzolsulfonsäure eingerührt und mit 55 g Wasser auf ca.
• 80% wirksame Substanz verdünnt. Von dieser Zubereitung wurden 25 g in dem beschriebenen Vorstrichcompound zugesetzt.
• Beispiel 6 Von dem in Beispiel 1 beschriebenen Kondensat aus Harnstoff und Diethanolamin wurden 296 g mit 83 g Wasser verdünnt und dann 60 g p-Toluolsulfonsäure-Hydrat mit 92% p-Toluolsulfonsäure zugesetzt und auf 60" C erwärmt, bis eine klare Mischung entstand. Sie hat einen pH-Wert von 7,5 (gemessen in 10%der Lösung).
• Die wirksame Substanz betrug 80%. Diese Zubereitung wurde ebenfalls mit 25 g in den Beschichtungscompound eingearbeitet.
• Beispiel 7 320 g des in Beispiel 1 beschriebenen Kondensats aus Harnstoff und Diethanolamin wurden mit 20 g 85%iger Amcisensäure, gelöst in 80 g Wasser, auf pH 7,7 neutralisiert. Die wirksame Substanz beträgt ca. 80ob. Von dieser Zubereitung wurden wiederum 25 g in den Beschichtungscompound eingearbeitet.
• Beispiel 8 320 g des in Beispiel 1 beschriebenen Kondensats aus harnstoff und Diethanolamin wurden mit 32,5 g einer 850eigen Orthophosphorsäure auf pH 6,9 neutralisiert.
• Von dieser ebenfalls ca. 80roh WS enthaltenden Zubereitung wurden 25 g in den Beschichtungscompound eingearbeitet.
• Beispiel 9 320 g des in Beispiel 1 beschriebenen Kondensats aus Harnstoff und Diethanolamin wurden mit 145 g einer Polyacrylsäure mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht M"=20000 und einem Trockenrückstand von ca. 30% neutralisiert. Der pH-Wert ist 7,1. Die WS der so erhaltenen Zubereitung beträgt ca. 67%. Hiervon wurden 25 g in den Beschichtungscompound eingearbeitet.
• Beispiel 10 1200 g Harnstoff wurden mit 610 g Monoethanolamin verrührt und unter Rühren auf 110" C erwärmt. Im Verlauf von 5 Stunden wurde die Temperatur linear ansteigend auf 135" C erhöht. Danach wurden Reste von gelöstem Ammoniak durch Evakuieren entfernt. Die Restbasizität des so erhaltenen Kondensats betrug 0,12 mval/g (Titration in Alkohol gegen Bromphenolblau). Von diesem Kondensationsprodukt wurden 20 g in den Vorstrichcompound eingearbeitet.
• Beispiel 11 Ein Nadelfilzfußbodenbelag mit einer Begehschicht aus Polyamid 6 wurde vollständig mit einem Binder aus Butadien-Styrol-Latex (40X Butadien, 60% Styrol) nach folgender Rezeptur behandelt: 450 g/l Latex-Dispersion 50%ig 40 g/l Antistatik-Zubereitung nach Beispiel 1 Die Naßauflage betrug 110%. Getrocknet wurde bei 130" C und anschließend wie bei der für die Beispiele 1 bis 6 gegebenen Rezeptur für Antistatik-Messungen nach DIN 54 345 geprüft.
• Tabelle Prüfergebnisse zu den Beispielen 1 bis 11 Oberflächenwider- Aufladung nach Noppenausreiß- Wasserfleck stand am Vorstrich DIN 54 345, Bl. 3 festigkeit (Ohm) (Volt) (N) Vorstrich- > 1013 2 600 47,4 schwach-deutlich compound ohne Antistatikum Beispiel 1 2 X 1010 1 800 49,8 keiner Beispiel 2 2 X 1010 1 000 48,3 keiner Beispiel 3 5 x 1010 1 700 45,3 keiner Beispiel 4 1,5 x 1010 1 670 46,5 keiner Beispiel 5 7 x 1011 1 800 46,1 - keiner Beispiel 6 8 x 1010 1 600 48,0 schwach Beispiel 7 4 >c 1010 1 40ü 47,6 deutlich Beispiel 8 7 X 101l 1 780 47,9 deutlich Fortsetzung Oberflächenwider- Aufladung nach Noppenausreiß- Wasserfleck stand am Vorstrich DIN 54 345, Bl. 3 festigkeit (Ohm) (Volt) (N) Beispiel 9 8 X 10" 1900 59,2 deutlich Beispiel 10 1 x 1011 1 720 48,2 deutlich Nadelfilz- 10'3 3100 ausrüstung ohne Antistatikum Beispiel 3 X 1010 1 400 - Leerseite - - Leerseite - - Leerseite -

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Antistatisch machendes Zusatzmittel für Beschichtungsmassen von textilen Flächengebilden in Form einer wäßrigen Lösung oder einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel, die stickstoffhaltige -Verbindungen als. antistatisch wirksame Komponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatisch wirkende Komponente ein Kondensationsprodukt aus Harnstoff und Alkylolamin der allgemeinen Formel in der R' = CH3 oder H, R2 = H oder CH2 - CHR' - OH oder C2114 - NH2 oder C3H6 - NH2 bedeuten und/oder ein Salz dieses Kondensationsprodukts mit einer anorganischen und/oder einer organischen Säure ist.
2. 2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatisch wirksame Komponente ein Salz aus einer organischen Sulfonsäure und einem Kondensationsprodukt aus 1 bis 2 Mol Harnstoff und 1 Mol Alkylolamin ist.
3. 3. Zusatzmittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatisch wirksame Komponente ein Salz einer Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-und/oder Aralkylsulfonsäure mit wenigstens 6 C-Atomen ist.
4. 4. Verwendung des Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 3 als antistatisch machenden Zusatz in Beschichtungsmassen für textile Flächengebilde.
5. 5. Verwendung nach Anspruch 4, wobei des Mittel in einer Wirkstoffkonzentration von 0,1 bis 20%, vorzugsweise 1 bis 5%, bezogen auf das Naßgewicht der Beschichtungsmasse eingesetzt wird.

   Die Erfindung betrifft ein antistatisch machendes Zusatzmittel für Beschichtungsmassen von textilen Flächengebilden in Form einer wäßrigen Lösung oder einer Lösung in organischen Lösungsmitteln von Kondensationsprodukten aus Harnstoff und Alkylolaminen und/oder Salzen hieraus als antistatisch wirksame Komponente für Beschichtungsmassen von textilen Flächengebilden, wie Teppiche, Möbel- oder Dekorationsstoffe, auf die diese Beschichtungsmassen zur Verbesserung der Gebrauchstüchtigkeit aufgebracht werden.

   Es ist bekannt, daß textile Flächengebilde, insbesondere aus synthetischem Fasermaterial, bei geringer Luftfeuchtigkeit zur elektrostatischen Aufladung neigen, wodurch ihre Verwendbarkeit erheblich beeinträchtigt wird. Vor allem die elektrostatische Aufladung von Teppichen führt zu empfindlichen Funktionsstörungen bei feinelektronischen Apparaturen (z. B. Datenverarbeitungsanlagen) sowie zu unangenehmen Entladungserscheinungen an Lebewesen.

   Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Fasermaterialien zu entwickeln, die entweder aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Fasermasse oder durch die Verwendung bestimmter Additive antistatische Eigenschaften aufweisen sollten. Oft wurden auch Metallfäden in die Fasergarne eingesponnen, was demselben Zweck dient.

   Es ist festzuhalten, daß auch bei günstiger fertigungsbedingter Oberflächenstruktur der textilen Flächengebilde im Regelfall der antistatische Effekt der Faser für sich allein nicht ausreicht, auch wenn sich z. B. Schlingenteppichware wegen der durchgehenden Längsrichtung des antistatischen Garns hinsichtlich der elektrostatischen Eigenschaften günstiger verhält als Velourware, bei der durch das Schneiden und Scheren des Pols der Garnverlauf bei jeder Schlaufe unterbrochen ist. Es ist daher noch stets, vor allem bei geschnittener und geschorener Polware aus antistatischen Fasern, erforderlich, auch die Rückenbeschichtung leitfähig zu machen.

   Es ist aus DE-PS 12 17916 und 12 86 669 bekannt, Ruß als Antistatikum, vor allem in Natur- und Kunststoffiatices für Textilbeschichtungen einzusetzen. Der Verwendbarkeit sind jedoch wegen der verbundenen Farbgebung enge Grenzen gesetzt. Darüber hinaus gibt es eine große Zahl weiterer bekannter Antistatika, wie quartäre Stickstoffverbindungen (US-PS 28 91 878), Phosphorsäureester-Salze, Polyethylenglykol-alkylester oder -ether und oxalkylierte Amine, deren Einsatz in Latices für Textilbeschichtungen bereits versucht wurde, doch ist sowohl dem Ruß als auch den anderen genannten Zusatzmitteln der erhebliche Nachteil eigen, daß bei lokaler Einwirkung von Lösungsmitteln, z. B. beim örtlich begrenzten Auftrag von Wasser, unangenehme Flekken entstehen.

   Es wurde nun gefunden, daß die Nachteile der Flekkenbildung bei begrenztem Wasserauftrag und die Verminderung der Noppenausreißfestigkeit weitestgehend eingeschränkt werden oder die Noppeneinbindung sogar verbessert wird, wenn als antistatisch machendes Zusatzmittel ein solches gemäß den voranstehenden Ansprüv chen 1 bis 3 eingesetzt wird.

   Gegenstand der Erfindung ist somit ein antistatisch machendes Zusatzmittel für Beschichtungsmassen von textilen Flächengebilden in Form einer wäßrigen Lösung oder einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel, die stickstoffhaltige Verbindungen als antistatisch wirksame Komponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die antistatisch wirkende Komponente ein Kondensationsprodukt aus Harnstoff und Alkylolamin der allgemeinen Formel in der R' = CH3 oder H, R2 = H oder CH2 - CHR' - OH oder C2H4 - NH2 oder C3H6 - NH2 bedeuten und/oder ein Salz dieses Kondensationsprodukts mit einer anorganischen und/oder organischen Säure, vorzugsweise einer organischen Sulfosäure mit wenigstens 6 C-Atomen, ist.