DE3839136A1 - Verfahren zur behandlung von faserigen materialien mit modifizierten organopolysiloxanen und die so behandelten materialien - Google Patents
Verfahren zur behandlung von faserigen materialien mit modifizierten organopolysiloxanen und die so behandelten materialienInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Behandlung von faserigen Materialien mit modifizierten
Organopolysiloxanen und die so behandelten faserigen
Materialien.
Es ist bekannt, daß die Beschichtung von faserigen Mate
rialien, insbesondere Textilien, mit α,ω -Dihydroxydi
methylpolysiloxanen denselben einen weichen Griff ver
leiht. Es ist weiterhin bekannt, daß Acrylatcopolymere
mit eingebauten vernetzungsfähigen Gruppen bei der Be
schichtung der faserigen Materialien eine merkliche
Wasserdichtigkeit bewirken (DE-PS 26 16 797). Es wurde
auch schon versucht, durch Kombination der Polysiloxane
mit den vernetzungsfähigen Copolymeren beide Effekte
zu kombinieren. Diese Versuche haben nur zu einem be
grenzten Erfolg geführt, da dann die Wasserdichtigkeit
doch sehr zu wünschen übrig läßt und vor allem der Weiß
grad der behandelten Materialien in keiner Weise den
heutigen Anforderungen entspricht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag nun darin,
ein System zu finden, das die Nachteile des Standes
der Technik beseitigt und den behandelten Textilien
einen besonders weichen Griff, eine gute bis sehr gute
Wasserdichtigkeit bei gutem Erhalt des Weißgrades ver
leiht, wobei die Effekte auch hinsichtlich Wasch- und
Reinigungsbeständigkeit erhöhte Anforderungen erfüllen
sollen.
Überraschenderweise konnte diese Aufgabe dadurch gelöst
werden, daß zur Behandlung der faserigen Materialien
bestimmte ausgewählte modifizierte Organopolysiloxane
herangezogen werden.
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft somit ein Ver
fahren zur Behandlung von faserigen Materialien mit
modifizierten Organopolysiloxanen, wie es im Patentan
spruch 1 näher beschrieben ist. In den Ansprüchen 2
bis 13 werden bestimmte Ausgestaltungen dieses Verfahrens
unter Schutz gestellt und im Patentanspruch 14 werden
die mit den modifizierten Organopolysiloxanen behandelten
faserigen Materialien beansprucht.
Die Herstellung der modifizierten Organopolysiloxanco
polymere erfolgt in zwei Stufen. In der ersten Stufe
werden aus üblichen cyclischen Siloxanen (A) und (Meth)
acrylatsilanen, Vinylsilanen und/oder cyclischen Vinyl
siloxanen (B) Organopolysiloxancopolymere hergestellt.
Die cyclischen Siloxane (A) sind bekannt. Geeignete
Verbindungen sind Hexamethyltricyclosiloxan, Octamethyl
tetracyclosiloxan, Dekamethylpentacyclosiloxan, Dodeka
methylhexacyclosiloxan und Trimethyltriphenyltricyclo
siloxan.
Unter die Verbindungen (B) fallen verschiedene Substan
zen. Als erstes seien (Meth)acrylatsilane, und zwar vor
allem solche der Formel
genannt, wobei R1=H oder CH3, x=2 bis 6, R=vorzugs
weise C1-6-alkyl - aber auch C2-3- alkyl-C1-3-alkoxy
und n=1, 2 oder 3, insbesondere 2 oder 3 sind, wobei
wiederum besonders diejenigen Verbindungen als Ausgangs
verbindungen geeignet sind, in denen R1=Methyl, R=
C1-6-alkyl, x einen Wert von 3 oder 4 und n einen Wert
von 2 oder 3 aufweist. Als Beispiele für derartige Ver
bindungen seien genannt:
- - Acryloyloxipropyldimethoximethylsilan,
- - Acryloyloxipropyltrimethoxisilan,
- - Methacryloyloxipropyldiethoximethylsilan,
- - Methacryloyloxipropyltriethoxisilan,
- - Methacryloyloxipropyldimethoximethylsilan,
- - Methacryloyloxipropyltrimethoxisilan und
- - Methacryloyloxipropyltris(methoxiethoxi)silan.
Die aufgeführten Verbindungen sind aus wirtschaftlichen
Gründen bevorzugt, doch können selbstverständlich auch
andere Verbindungen der Formel (1) als Ausgangskomponen
ten herangezogen werden.
Weiterhin kommen zur Umsetzung mit den cyclischen Silo
xanen (A) vor allem auch Vinylsilane in Betracht. Diese
Verbindungen weisen die Formel
CH₂ = CH-Si (R)3-n (OR) n (2)
auf, wobei R und n die gleiche Bedeutung wie oben angege
ben aufweisen, aber R zusätzlich auch Acetoxy sein kann.
Als Beispiele seien Vinyltriethoxisilan, Vinyltris(2
methoxiethoxi)silan, und Vinyldimethoximethylsilan ge
nannt.
Schließlich kommen als Ausgangskomponenten (B) cyclische
Vinylsiloxane in Betracht. Aus wirtschaftlichen Gründen
sei als Beispiel vor allem das Tetramethyltetravinyl
cyclosiloxan genannt, doch sind auch andere bekannte
cyclische Vinylsiloxane erfindungsgemäß ohne weiteres
einsetzbar.
Als besonders geeignet für die Herstellung der Organopo
lysiloxancopolymere der ersten Stufe haben sich Octame
thyltetracyclosiloxan und Verbindungen der Formel (1) bzw.
(2), in denen R1=CH3, R=C1-6-alkyl, x=3 oder
4 und n=2 oder 3 ist, erwiesen. Aber auch das Tetrame
thyltetravinylcyclosiloxan kann vorteilhaft als Ausgangs
komponente eingesetzt werden.
Die Verbindungen (A) und (B) werden zur Herstellung der
Organopolysiloxancopolymeren in Mengen von 85 bis 99,99,
insbesondere 90 bis 99,8 Gew.% zu 15 bis 0,01, insbe
sondere 10 bis 0,2 Gew.%, miteinander umgesetzt.
Die Umsetzung dieser 1. Stufe ist aus der DE-OS 36 17 267
grundsätzlich bekannt. So wird diese Herstellung in aller
Regel in Gegenwart eines Vernetzers vorgenommen. Als
Vernetzer können dabei Tetraalkoxisilane und/oder auch
die Verbindungen (B), sofern n=3 ist, herangezogen
werden. Aber auch trifunktionelle Vernetzer wie Methyl
trimethoxisilan oder Ethyltriethoxisilan sind geeignet.
Diese Verbindungen werden dabei in Mengen von 0,1 bis
15 Gew.%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf
die Summe von (A) und (B), herangezogen.
Ein weiterer Bestandteil während des Verfahrens der
1. Stufe sind die Emulgatoren (1). Hierzu werden vor
allem Alkylbenzolsulfonsäuren, wie Dodecyclbenzolsulfon
säure, in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.%, insbesondere
in Mengen von 0,5 bis 6 Gew.%, bezogen auf die Summe
der Verbindungen (A) und (B), eingesetzt. Als vorteilhaft
hat es sich dabei erwiesen, wenn als Emulgator (1) ein
Gemisch aus Alkylbenzolsulfonsäuren und einem Dispergier
hilfsmittel verwendet wird. Als solche Hilfsmittel haben
sich gerad- und/oder verzweigtkettige Alkohole mit 8
bis 20, insbesondere 12 bis 18 C-Atomen erwiesen. Dabei
kann in dem Emulgator (1) die Menge des Dispergierhilfs
mittels durchaus überwiegen.
Die Stufe 1 wird nun folgendermaßen durchgeführt:
Zuerst werden Wasser, vorteilhaft destilliertes bzw.
doppelt destilliertes Wasser und der Emulgator bzw. die
Emulgatormischung eingewogen und durch Rühren, gegebe
nenfalls unter Erwärmen, eine homogene Lösung hergestellt.
Anschließend werden die Verbindungen (A) und (B) und
der Vernetzer langsam zu der vorher hergestellten wäßrigen
Lösung gegeben und unter Rühren bei leicht erhöhter Tempe
ratur eine homogene Mischung hergestellt. Die so herge
stellte Voremulsion wird mit Hilfe einer Hochdruckemul
giervorrichtung homogenisiert. Es wird eine beständige
Dispersion des Organopolysiloxancopolymers erhalten (Kon
zentration etwa 10 bis 45%ig).
In der anschließenden 2. Stufe wird mit mindestens einem
Vinylmonomeren copolymerisiert. Als Vinylmonomere kommen
dabei die bekannten Basismonomeren, wie Vinylester, z. B.
Vinylacetat, vor allem aber Methacryl- bzw. Acrylsäure
ester, z. B. Methacryl- bzw. Acrylsäureester von Alkoholen
mit 1 bis 6 C-Atomen, zum Einsatz. Die Alkylacrylate
mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkylrest sind als Basismonomere
besonders geeignet. Diese Monomeren werden in 2. Stufe,
bezogen auf Gesamtmonomer, in Mengen von mindestens 50
Gew.%, insbesondere 55-90Gew.%, eingesetzt. Daneben
kommen als Monomere Acryl- und Methacrylsäurenitril,
Acrylamid, Styrol, Vinylether, Methacryl- bzw. Acrylsäure
ester von Alkoholen mit 8 bis 12 C-Atomen, konjugierte
Diolefine, wie z. B. Butadien oder Isopren, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Allylmethacrylat und Ethylendimethacry
lat in Betracht. Besonders geeignete Vinylmonomere sind
dabei Alkylacrylate mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkylrest,
Acrylnitril und Styrol.
Daneben hat es sich gezeigt, daß es besonders vorteilhaft
ist, wenn vernetzungsfähige Vinylmonomere in die modifi
zierten Organopolysiloxancopolymere eingebaut werden.
Als solche Vinylmonomere kommen dabei Monomere in Frage,
die N-Methylolgruppen, insbesondere Carbonsäureamidmethy
lolgruppen enthalten. Auch veretherte N-Methylolgruppen,
wobei zur Veretherung Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen,
insbesondere Methanol, verwendet werden, sind als reaktive
Gruppen geeignet. Als Monomere, durch die diese Gruppen
in das modifizierte Produkt eingeführt werden, sind insbe
sondere N-Additionsprodukte von Formaldehyd an Methacryl
amid bzw. Acrylamid, sowie Allyl- bzw. Methallylcarbamat,
wobei vorzugsweise die betreffenden Monomethylolverbin
dungen einpolymerisiert werden, zu nennen. Daneben kommen
z. B. mit Methanol verethertes N-Methylolacrylamid in
Betracht. Die vernetzungsfähigen Monomeren werden dabei
in Mengen, bezogen auf das gesamte Vinylmonomer, von
mindestens 0,5 Gew.%, vorzugsweise 1,0 bis 10 Gew.% ein
polymerisiert.
Weiterhin sind als Vinylmonomere besonders hydrophiie
Vinylmonomere geeignet. Als Beispiele seien hier vor
allem 2-Acrylamido-2-methylpropannatriumsulfonat und/oder
Natriumvinylsulfonat, aber auch Allylalkohol, genannt.
Die Umsetzung in der 2. Stufe wird dabei so geführt,
daß das Gewichtsverhältnis von Organopolysiloxancopolymer
zu Vinylmonomer 1 : 0,5 bis 1 : 4, insbesondere 1 : 1 bis 1 : 2,5
beträgt.
Auch die Reaktion der 2. Stufe findet in Gegenwart von
Emulgatoren statt. Dabei reicht es im allgemeinen schon
aus, wenn mit dem Emulgator (1) weitergearbeitet wird.
Besonders vorteilhaft ist es aber, während der 2. Stufe
zusätzlich noch weitere Emulgatoren zuzufügen. Für diesen
Zweck können die bekannten nichtionogenen Emulgatoren,
nämlich die üblichen Ethoxilierungsprodukte von höheren
Fettalkoholen, Fettsäuren, Fettaminen und Fettsäureamiden
bzw. deren Salze mit flüchtigen Säuren eingesetzt werden.
Als Beispiele für besonders geeignete nichtionogene Ver
bindungen seien genannt: Ethoxilierter Isotridecylalkohol
mit durchschnittlich 10 bis 50 Ethylenoxid, 2,6,8-Tri
methylnonyloxipolyethylenglykol mit 10 bis 30 Ethylenoxid,
ethoxiliertes N-(Stearyl)- oder (N-Hexadecyl-)trimethylen
diamin mit 10 Ethylenoxid.
Besonders bevorzugt ist es aber als Emulgator (2) eine
Mischung aus den Emulgatoren (1) und ethoxilierten, an
ionaktiven Emulgatoren zum Einsatz zu bringen. Als
solche Verbindungen seien sulfonierte bzw. sulfatierte
ethoxilierte Fettalkohole oder Alkylphenole genannt,
z. B. Nonylphenol- 5 bis 15 Ethylenoxid -ethersulfat
und sulfatierter, mit 10 bis 15 Ethylenoxid ethoxilierter
Cetyl-, Stearyl- und/oder Isotridecylalkohol.
Zusätzlich zu den Emulgatoren (2) ist es angebracht,
die Umsetzung in Gegenwart von Schutzkolloiden durchzu
führen. Die einsetzbaren Schutzkolloide sind dem Fachmann
bekannt. Es werden die für die Emulsionspolymerisation
bekannten Verbindungen, insbesondere Polyvinylalkohol,
Polyacrylderivate und besonders bevorzugt Polyvinylpyrro
lidon verwendet, und zwar in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.%,
bezogen auf die fertige Dispersion.
Die Copolymerisation wird im wesentlichen in bekannter
Weise durchgeführt. Im allgemeinen wird so verfahren,
daß in ein Reaktionsgefäß die in der Verfahrensstufe (1)
hergestellte Komponente zusammen mit eventuell zusätzli
chen Emulgatoren und Schutzkolloiden und Wasser vorgelegt
und auf einen schwach-sauren bis neutralen pH-Wert einge
stellt wird. In ein Zulaufgefäß werden die Monomeren
bzw. das Monomerengemisch vorgelegt und langsam in das
Reaktionsgefäß eingerührt. Dabei erfolgt die Polymerisa
tion unter langsamen Rühren bei Temperaturen von etwa
50 bis 75°C. Die Reaktion wird gestartet durch Zugabe
der üblichen Polymerisationsinitiatoren, vor allen Dingen
Wasserstoffperoxid, hydroximethansulfinsaures Natrium
und Tertiärbutylhydroperoxid, die in üblicher Weise
angewandt werden. Während der Polymerisation ist durch
Zugabe von z. B. Soda auf einen weitgehend konstanten
pH-Wert zu achten. Am Schluß wird durch nochmalige Zugabe
von Katalysator die Polymerisation zum Abschluß gebracht
und dann kalt gerührt. - Vorteilhaft können auch die Ver
fahrensstufen 1 und 2 unmittelbar aufeinanderfolgend
durchgeführt werden (Eintopfverfahren).
In der beschriebenen Weise werden 20- bis 50%ige, insbe
sondere 30- bis 45%ige Dispersionen der modifizierten
Organopolysiloxancopolymeren erhalten. Diese Dispersionen
können unmittelbar zur Behandlung von Fasermaterialien,
insbesondere durch Beschichten eingesetzt werden, d. h.
die Beschichtungspasten können im allgemeinen in einfa
cher Weise, vor allem ohne Katalysatoren und Stabilisato
ren, angesetzt werden.
Bei der Beschichtung werden die erhaltenen Dispersionen
also direkt eingesetzt, wobei es lediglich notwendig
ist, unter Umständen übliche Verdickungs- und Entschäu
mungsmittel mitzuverwenden. Als Verdickungsmittel kommen
die vom Textildruck her bekannten Präparate, z. B. Stärke
und abgewandelte Stärke, Pflanzengummi und Pflanzen
schleime, wie Tragant, Alginate und Johannisbrotkernmehl,
Cellulosederivate wie Carboxymethylcellulose, Hydroxy
ethylcellulose und synthetische Verdickungsmittel, wie
Polyacrylsäure, in Betracht. Mit diesen Verdickungsmit
teln wird die gewünschte Viskosität eingestellt, wozu
im allgemeinen nur geringe Mengen, nämlich 0,4 bis
6 Gew.%, bezogen auf die Beschichtungsmasse, erforderlich
sind. Die verwendeten Entschäumungsmittel sind ebenfalls
bekannt. Es werden hierzu vorzugsweise solche auf Basis
von Silikonen oder ethoxilierten Verbindungen herangezo
gen.
Die Beschichtungsmasse wird dann in bekannter Weise
durch Rakeln (z. B. mit Walzen oder vor allem Luft- und
Gummituchrakel), Streichen, Drucken und ähnliches auf
das zu behandelnde Textilgut aufgebracht. In der Praxis
wird in der Regel kontinuierlich gearbeitet, während
im Labor auch diskontinuierlich die Beschichtungsmasse,
z. B. aufgestrichen, wird. Bei der kontinuierlichen Ar
beitsweise läuft die Ware je nach Material mit einer
Geschwindigkeit von 5 bis 25 m/Minute und wird unmittel
bar nach dem Auftragen durch einen Wärmekanal geleitet
und hier bei Temperaturen von 100 bis 190°C getrocknet
und gegebenenfalls kondensiert, wobei die Verweilzeit
durchschnittlich zwischen einer halben und 6 Minuten
beträgt. Die Auflage liegt zwischen 5 bis 100 g/m2.
Leichtere Materialien, die zur Freizeit- und Regenbeklei
dung oder Schirmstoffen verarbeitet werden, erhalten
eine Auflage von 5 bis 20 g/m2. Mittelschwere Materia
lien, wie Planen-, Segeltuch-, Zelt- und Markisenstoffe
oder Frotteeartikel werden mit 20 bis 70 g/m2 versehen
und schwerere Materialien, wie besonders technische
Gewebe, erhalten eine Auflage von bis zu 100 g/m2 (Anga
ben bezogen auf Festsubstanz), wobei es besonders bei
höheren Auflagemengen zur Erzielung eines gleichmäßigen,
zusammenhängenden Films zweckmäßig, bzw. sogar notwendig
ist, die gewünschte Auflagenmenge in zwei oder mehr
Durchgängen zu applizieren, was nach dem erfindungsge
mäßen Verfahren problemlos möglich ist. Die meisten
Artikel werden nur einseitig beschichtet, doch kann
in gleicher Weise auch die andere Seite mit einer Be
schichtung versehen werden.
Häufig werden die beidseitig, insbesondere aber die
einseitig beschichteten Materialien nachimprägniert.
Durch diese Nachimprägnierung wird eine Optimierung
der Effekte erreicht und außerdem bei der nur einseitigen
Beschichtung auch die andere Seite mit einer insbesonde
ren wasserabweisenden Ausrüstung versehen. Die Nachim
prägnierung erfolgt in bekannter Weise unter Verwendung
der bekannten Ausrüstungsmittel, wie metallsalzhaltige
Paraffinemulsionen und Silikonemulsionen und kann auch
mit einer oleophoben, verrottungsfesten und/oder Knitter
freiausrüstung kombiniert werden, wobei ebenfalls die
bekannten Ausrüstungsmittel zum Einsatz gelangen. Die
Verfahrenstechnik der Nachimprägnierung ist allgemein
bekannt. In der Regel wird foulardiert und dann durch
Trocknen und Kondensieren fertiggestellt. Die zusätzliche
Imprägnierung kann auch vor der Beschichtung erfolgen.
Die Beschichtungsmassen können noch andere zur Textilbe
handlung geeignete Substanzen, wie insbesondere Appretur
mittel enthalten. Genannt seien beispielsweise Amino
plastkondensate. Auch Weichgriffmittel und Flammschutz
mittel, sowie nötigenfalls die entsprechenden Katalysato
ren sind zu nennen.
Bei der Ausrüstung werden in der Regel in Abhängigkeit
von der Flottenaufnahme und dem gewünschten Effekt 4
bis 200 g/l (höhere Mengen sind aus wirtschaftlichen
Gründen nicht angebracht), insbesondere 5 bis 100 g/l
der 100%igen modifizierten Organopolysiloxancopolymeren
in Wasser eingerührt und in üblicher Weise durch Tauchen
und Abquetschen (Foulardieren), Pflatschen oder Sprühen
behandelt. Danach wird getrocknet und in Abhängigkeit
des behandelten Materials einige Sekunden bis Minuten
bei 120 bis 190°C kondensiert.
Die Ausrüstungsflotten können ebenfalls noch andere
zur Textilbehandlung geeignete Substanzen, wie Appretur
mittel enthalten. Genannt seien beispielsweise Amino
plastkondensate. Auch Weichgriffmittel und Flammschutz
mittel sowie nötigenfalls die entsprechenden Katalysato
ren sind zu nennen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Beschichtung
und Ausrüstung von faserigen Materialien aller Art,
insbesondere von textilen faserigen Materialien in Form
von Geweben, Gewirken oder Vliesen geeignet. Diese können
sowohl aus natürlichen Fasern, wie Cellulose- oder Kera
tinfasern, als auch aus synthetischen Fasern, wie Poly
acrylnitril, Polyamid oder Polyester hergestellt sein.
Selbstverständlich kommen auch Textilmaterialien in
Betracht, die aus Mischungen von natürlichen mit synthe
tischen Fasern bestehen. Hervorzuheben ist, daß nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren auch leicht eingestellte
Gewebe, wie Taft und/oder leicht eingestellte Popeline
stoffe, behandelt werden können. Dies ist beispielsweise
für Regenschutzbekleidung, wie Anoraks oder dergleichen,
von besonderer Bedeutung.
Die erfindungsgemäß verwendeten modifizierten Organopoly
siloxancopolymeren haben den Vorteil, daß sie in ein
facher Weise zu Flotten und Pasten formuliert und vor
allem die Pasten durch nur minimale Klebrigkeit und
gute Haltbarkeit (Topfzeit ca. 1 Woche) gut verarbeitet
werden können. Auch die Verträglichkeit mit anderen
Polymeren ist durch fehlende Katalysatoren nahezu unbe
grenzt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden durch die
Beschichtung faserige Materialien, insbesondere Texti
lien, erhalten, die hervorragende wasserdichte Eigen
schaften und gleichzeitig einen angenehmen, weichen
Griff aufweisen, ohne daß der Weißgrad in nennenswerter
Weise beeinträchtigt wird. Dabei ist es besonders bemer
kenswert, daß die Wasserdichtigkeit und vor allem auch
deren Reinigungsbeständigkeit in einem beachtenswert
hohen Maße gegeben ist. Im übrigen bleiben bei dem erfin
dungsgemäßen Verfahren ebenso wie bei den bekannten
Verfahren die weiteren Eigenschaften der behandelten
Materialien, wie vor allem die Füllwirkung und die ver
besserte Knitterfestigkeit, erhalten. Es ist dabei aus
dem Stand der Technik in keiner Weise zu entnehmen,
daß gerade die hier verwendeten modifizierten Organopoly
siloxancopolymeren den angestrebten Synergismus hinsicht
lich des Effektniveaus und der Beständigkeit der Effekte
liefern würden.
Aber auch im Rahmen der üblichen Ausrüstung können her
vorragende Gesamteffekte in einfacher Weise erzielt
werden.
Die Bestimmung des Weißgrades erfolgt nach einer von
GANZ entwickelten Formel (vergleiche hierzu R.G. Gries
ser, Textilveredlung 18 (1983), Nr. 5, Seiten 157 bis
162). Für diese Untersuchungen hat sich das "ELREPHO
2000 Spektral-Fotometer für Remmissionsmessungen" von
DATACOLOR bewährt.
Die Wasserdichtigkeit wird nach DIN 53 886 und die Bereg
nung nach DIN 53 888 (Dauer 10 Minuten) bestimmt.
Die Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beispiele
näher erläutert, wobei Teile=Gewichtsteile und Prozen
te=Gew.% bedeuten.
Verfahren der 1. Stufe:
In ein 2000-ml-Becherglas werden nacheinander 667 g doppelt
destilliertes Wasser, 2,5 g Dodecylbenzolsulfonsäure und
7,5 g Cetylalkohol gegeben und unter Rühren auf 60°C erwärmt
bis alle Komponenten gelöst sind. Man läßt dann zur Vervoll
ständigung noch 5 Minuten nachrühren.
Daneben werden in einem 400 ml-Becherglas 2,5 g Tetra
ethylorthosilikat, 1,95 g Methacryloyloxipropyltriethoxy
silan und 249 g Octamethyltetracyclosiloxan eingewogen
und langsam in die Mischung des 2000-ml-Becherglases einge
gossen. Es wird nun noch 10 Minuten bei 60°C rühren gelas
sen.
Die erhaltene Mischung wird danach zur Homogenisierung
bei 250 bar und 55°C auf einer Hochdruckhomogenisiermaschine
homogenisiert.
Anschließend wird die erhaltene Emulsion in einen 1-Liter-
Vierhalskolben, versehen mit Kontaktthermometer, Rückfluß
kühler, Rührer und Stickstoffeinleitungsrohr gegeben und
während 3 Stunden bei 95°C die Polymerisation unter Stick
stoff vervollständigt. Die erhaltene Organopolysiloxanco
polymerdispersion weist einen Trockensubstanzgehalt von
ca. 22% auf.
Verfahren der 2. Stufe:
In einem Polymerisationsgefäß werden 645 g der in Stufe 1
hergestellten Dispersion, 16,8 g eines ethoxilierten Nonyl
phenolnatriumsulfates mit durchschnittlich 8 Ethylenoxid-
Einheiten je Molekül, 38,3 g einer 10%igen Lösung von
Polyvinylpyrrolidon, 4,6 g doppelt destilliertes Wasser,
1,1 g 2-Acrylamido-2-methylpropan-Natriumsulfonat und 5,5 g
einer 10%igen Sodalösung im Abstand von etwa 3 Minuten
eingefüllt und mit einer Geschwindigkeit von 250 Umdrehungen
pro Minute eine Stunde zusammengerührt.
Daneben werden in einem Zulaufbehälter 211,3 g Butylacrylat
stabilisiert, 1,7 g ethoxilierter Isotridecylalkohol mit
40 Ethylenoxid je Mol auf 40°C erwärmt bis eine klare Lösung
erhalten wird und dann 51,5 g Acrylnitril unter Kühlen
auf 25°C und 16,6 g N-Butoximethylmethacrylamid zugegeben
(pH-Wert ca. 5).
Zur Polymerisation wird die in dem Zulaufgefäß befindliche
Mischung während 15 Minuten in das Polymerisationsgefäß
gepumpt (Rührergeschwindigkeit 200 Umdrehungen pro Minute) ,
die Temperatur auf 64°C eingestellt und wie folgt polymeri
siert:
Zuerst werden 4 ml 30%iges Wasserstoffperoxid zugegeben,
2 Minuten gerührt und mit dem Zusatz von 8680 Mikroliter
einer 10%igen Lösung von hydroximethansulfinsaurem Natrium
begonnen (Dosiergeschwindigkeit 104 Mikroliter pro Minute)
und dabei die Temperatur zwischen 63 und 67°C konstant
gehalten. Nach 60 Minuten werden 0,5 ml 10%ige Sodalösung
eingefüllt und nach 135 Minuten ist die Hauptreaktion been
det. Es werden nun 0,5 ml t-Butylhydroperoxid 85%ig, nach
150 Minuten nochmals 21 ml der 10%igen Lösung von hydroxi
methansulfinsaurem Natrium zugegeben, ohne Heizung 15 Minu
ten weitergerührt und dann auf 25°C abgekühlt. Die erhaltene
Dispersion weist einen Trockensubstanzgehalt von 42,3%
und einen pH-Wert von 4 bis 5 auf.
Zur Beschichtung wird ein weißer Polyamidtaft (ca. 70 g/m2)
wie folgt behandelt:
1000 g der wie oben beschrieben hergestellten Dispersion
des modifizierten Organopolysiloxancopolymeren werden
mit 30 g eines handelsüblichen Verdickers auf Basis Poly
acrylsäure (verdünnt 1 : 1 mit destilliertem Wasser) und
3 ml eines handelsüblichen nichtionogenen Entschäumers
vermischt und unter Rühren langsam 1 ml 25%iger Ammoniak
zugetropft. Die Beschichtungsmasse wird so auf eine Viskosi
tät von 13 000 mPa×s eingestellt (erfindungsgemäßes Pro
dukt A).
Zum Vergleich gegenüber dem Stand der Technik wird ein
Produkt B wie folgt bereitet:
1000 g der im Beispiel 1 der DE-PS 26 16 797 angegebenen
Copolymerisatdispersion werden mit 10 g einer Verbindung
mit der Formel
H₂N(CH₂)₂NH(CH₂)₃Si(OC₂H₅)₃,
20 g Dibutyl
zinndilaurat und 20 g 60%iger Essigsäure zu einer Beschich
tungsmasse vermischt.
Zum weiteren Vergleich nach dem Stand der Technik wird
ein Produkt C wie folgt bereitet:
600 g der im Beispiel 1 der DE-PS 2 61 61 797 angegebenen
Copolymerisationsdispersion und 400 g einer handelsüblichen
ca. 60%igen Dispersion eines a,ω -Dihydroxidimethylpoly
siloxans (Viskosität des Silikons ca. 80 000 mPa×s bei 20°C)
werden mit den unter Produkt B genannten Komponenten zu
einer Beschichtungsmasse vermischt.
Mit den so hergestellten Produkten A bis C wird der Poly
amidtaft in einem Strich mit 8 g/m2 (bezogen auf Festsub
stanz) beschichtet, abschließend getrocknet, mit einer
wäßrigen Flotte aus 60 g/l ® Scotchgard FC 270 (3M Company)
und 10 g/l eines handelsüblichen ca. 60%igen Extenders
auf Basis fettmodifiziertes Kunstharz nachimprägniert,
nochmals kurz getrocknet und bei ca. 150°C 2-3 Minuten
kondensiert.
Die Ergebnisse der erhaltenen Ausrüstung sind - nach Auslie
gen im Normalklima - in der folgenden Tabelle zusammenge
faßt:
Wenn man weiterhin bedenkt, daß das erfindungsgemäß verwendete Produkt A leicht herstellbar, von
langer Topfzeit und guter Verträglichkeit mit anderen Polymeren ist, so werden durch die vorstehende
Übersicht die insgesamt wesentlich verbesserten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders
deutlich, wobei auch die Wasserabweisung hier gute, waschbeständige Effekte aufweist
(Produkt A: Wasseraufnahme 9,3%, Abperleffekt 4/4/3, nach 5 × 40°C-Maschinenwäsche Wasseraufnahme 10,8%,
Abperleffekt 3/3/2).
Das Beispiel 1 wird in der beschriebenen Weise wiederholt
mit der Ausnahme, daß anstelle des dort angegebenen Meth
acryloyloxipropyltriethoxisilans 7,45 g Vinyltributoxisilan
und anstelle des Cetylalkohols die gleiche Menge Lauryl
alkohol in der 1. Stufe zur Umsetzung verwendet werden.
Wird mit dem so erhaltenen Produkt in gleicher Weise das
gleiche Material beschichtet, so werden ähnliche Ausrü
stungsresultate erhalten.
In der im Beispiel 1 angegebenen Weise werden aufbauend
auf dem Organopolysiloxancopolymer der Stufe 1 des Bei
spiels 1 in der im Beispiel 1, Stufe 2 beschriebenen Weise
folgende Monomeren copolymerisiert:
147 g Butylacrylat,
98 g Vinylacetat,
17 g Styrol und
12 g N-Methoximethylacrylamid.
98 g Vinylacetat,
17 g Styrol und
12 g N-Methoximethylacrylamid.
Wird mit der so hergestellten, auf ca. 45 Gew.% Trockensub
stanz eingestellten Dispersion ein Polyester/Baumwollpope
line (67 : 33, ca. 110 g/m2) bzw. ein reiner Baumwollpopeline
(120 g/m2) in einem Strich beschichtet (Auflage 10 bzw.
12 g/m2) und wie im Beispiel 1 angegeben, nachimprägniert
und fertiggestellt, so wird ein guter Weißgrad, eine gute
wasch- und reinigungsbeständige Wasserdichtigkeit und
vor allem ein angenehm weicher Softhand-Griff erhalten.
In der im Beispiel 1 angegebenen Weise wird aufbauend auf
dem Organopolysiloxancopolymer der Stufe 1 des Beispiels
1 die Stufe 2 wie folgt durchgeführt:
In dem Polymerisationsgefäß werden
645 g der in Stufe 1 hergestellten Dispersion,
11,2 g des dort genannten ethoxilierten Nonylphenolna triumsultats,
2,55 g der 10%igen Lösung von Polyvinylpyrrolidon,
169 g doppelt destilliertes Wasser,
0,55 g 2-Acrylamido-2-methylpropannatriumsulfonat und
5,9 g einer 10%igen Sodalösung
im Abstand von etwa 3 Minuten eingefüllt und mit einer Geschwindigkeit von 250 Umdrehungen/Minute 1 Stunde zu sammengerührt.
645 g der in Stufe 1 hergestellten Dispersion,
11,2 g des dort genannten ethoxilierten Nonylphenolna triumsultats,
2,55 g der 10%igen Lösung von Polyvinylpyrrolidon,
169 g doppelt destilliertes Wasser,
0,55 g 2-Acrylamido-2-methylpropannatriumsulfonat und
5,9 g einer 10%igen Sodalösung
im Abstand von etwa 3 Minuten eingefüllt und mit einer Geschwindigkeit von 250 Umdrehungen/Minute 1 Stunde zu sammengerührt.
Daneben werden in einem Zulaufbehälter
105,4 g stabilisiertes Butylacrylat,
1,1 g des genannten ethoxilierten Isotridecylalkohols,
auf 40°C erwärmt, bis eine klare Lösung erhalten wird und dann werden 25,7 g Acrylnitril unter Kühlen auf 25°C und 8,3 g N-Butoxymethylmethacrylamid zugegeben (pH-Wert ca. 5,2).
105,4 g stabilisiertes Butylacrylat,
1,1 g des genannten ethoxilierten Isotridecylalkohols,
auf 40°C erwärmt, bis eine klare Lösung erhalten wird und dann werden 25,7 g Acrylnitril unter Kühlen auf 25°C und 8,3 g N-Butoxymethylmethacrylamid zugegeben (pH-Wert ca. 5,2).
Die Polymerisation wird wie im Beispiel 1 beschrieben
durchgeführt. Es wird eine stabile Dispersion von 30 Gew.%
erhalten.
Mit der so hergestellten Dispersion wird ein Baumwollpo
peline (ca. 120 g/m2) wie folgt ausgerüstet:
Es wird eine Flotte aus
30 g/l einer 70%igen wäßrigen Lösung eines Cellulose vernetzers (Mischung aus Dimethyloldihydroxiethy lenharnstoff und mit Methanol verethertem Penta methylolmelamin 6 : 1 mit ca. 4% Neutralsalz),
9 g/l einer ca. 35%igen, schwach sauren Zinknitratlö sung,
2 ml/l 60%ige Essigsäure,
300 g/l der wie oben hergestellten 30%igen Dispersion und
5 g/l Ethylenharnstoff
hergestellt, der Baumwollpopeline mit dieser Flotte foular diert (Flottenaufnahme ca. 92%), 10 Minuten bei 110°C getrocknet, anschließend bei 140°C kalandert und danach 5 Minuten bei 150°C nachkondensiert.
30 g/l einer 70%igen wäßrigen Lösung eines Cellulose vernetzers (Mischung aus Dimethyloldihydroxiethy lenharnstoff und mit Methanol verethertem Penta methylolmelamin 6 : 1 mit ca. 4% Neutralsalz),
9 g/l einer ca. 35%igen, schwach sauren Zinknitratlö sung,
2 ml/l 60%ige Essigsäure,
300 g/l der wie oben hergestellten 30%igen Dispersion und
5 g/l Ethylenharnstoff
hergestellt, der Baumwollpopeline mit dieser Flotte foular diert (Flottenaufnahme ca. 92%), 10 Minuten bei 110°C getrocknet, anschließend bei 140°C kalandert und danach 5 Minuten bei 150°C nachkondensiert.
Das auf diese Weise ausgerüstete Gewebe weist eine sehr
gute, beständige Wasserabweisung und einen angenehm wei
chen, fülligen Silikongriff auf, ohne daß der Weißgrad
nennenswert in Mitleidenschaft gezogen wird.
In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise werden aufbauend
auf dem Organopolysiloxancopolymer der Stufe 1 dieses Bei
spiels in der dort unter Stufe 2 beschriebenen Art folgende
Monomeren copolymerisiert:
182 g Butylacrylat
99,3 g Ethylacrylat
5,1 g Acrylamid
1,6 g 2-Acrylamido-2-methylpropannatriumsulfonat und
24,3 g N-Butoximethylmethacrylamid.
99,3 g Ethylacrylat
5,1 g Acrylamid
1,6 g 2-Acrylamido-2-methylpropannatriumsulfonat und
24,3 g N-Butoximethylmethacrylamid.
Wird mit der so hergestellten, auf ca. 43,5 Gew.% Trocken
substanz eingestellten Dispersion eine Beschichtung auf
dem in Beispiel 1 angegebenen Polyamidtaft vorgenommen,
so werden ähnlich gute Resultate wie dort angegeben, er
zielt.
Ein handelsübliches Release-Papier wird mit folgender Zu
sammensetzung beschichtet:
200 g des in Beispiel 1 genannten erfindungsgemäßen Pro duktes A,
2 g eines handelsüblichen Verdickers auf Basis Poly acrylsäure (verdünnt 1 : 1 mit destilliertem Wasser) ,
0,5 g eines handelsüblichen Entschäumers (®RESPUMIT SI der Firma Bayer) und
5 ml/l eines 10%igen Ammoniaks.
200 g des in Beispiel 1 genannten erfindungsgemäßen Pro duktes A,
2 g eines handelsüblichen Verdickers auf Basis Poly acrylsäure (verdünnt 1 : 1 mit destilliertem Wasser) ,
0,5 g eines handelsüblichen Entschäumers (®RESPUMIT SI der Firma Bayer) und
5 ml/l eines 10%igen Ammoniaks.
Die Auflage beträgt (bezogen auf Trockensubstanz) 5 g/m2.
Danach wird das beschichtete Papier bei 90°C 10 Minuten
getrocknet und bei 120°C 15 Minuten kondensiert. Das auf
diese Weise mit einem weichen, wasserabweisenden und was
serdichten Film versehene Papier ist in hervorragender
Weise als Trennpapier geeignet.
Claims (14)
1. Verfahren zur Behandlung von faserigen Materialien mit
modifizierten Organopolysiloxanen, dadurch gekennzeich
net, daß in wäßrigem Medium ein Organopolysiloxancopoly
mer, hergestellt in einer 1. Stufe aus üblichen cycli
schen Siloxanen (A) und (Meth)acrylatsilanen, Vinylsila
nen und/oder cyclischen Vinylsiloxanen (B) in Gegenwart
eines Vernetzers und Emulgators (1), in einer 2. Stufe
mit mindestens einem Vinylmonomeren in Gegenwart von
Emulgatoren (2) copolymerisiert und die entstandene
Dispersion des modifizierten Organopolysiloxancopolymer
in üblicher Weise auf das Material aufgebracht, getrock
net und kondensiert wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch (1), dadurch gekennzeich
net, daß das Organopolysiloxancopolymer durch Umsetzung
von 90 bis 99,8 Gew.% Verbindung (A) mit 10 bis 0,2
Gew.% Verbindung (B), insbesondere der Formel
der Formel
und der FormelCH₂ = CH-Si(R)3-n (OR) n ,worin R1 = CH₃, R=C1-6-alkyl, x = 3 oder 4 und n = 2 oder 3
sind, hergestellt worden ist.
3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Herstellung des Organopolysi
loxancopolymers in Gegenwart von 0,5 bis 10 Gew.% Ver
netzer erfolgt ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung (B) gleichzeitig als Vernetzer einge
setzt worden ist.
5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Emulgator (1) eine Mischung
aus einer anionischen Sulfonsäure und einem Dispergier
hilfsmittel verwendet worden ist.
6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß als Dispergierhilfsmittel ein ge
rad- und/oder verzweigtkettiger Alkohol mit 8 bis 20
C-Atomen verwendet worden ist.
7. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß als Verbindung (A) Octamethyltetra
cyclosiloxan verwendet worden ist.
8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß in der 2. Stufe mindestens 1 Vinyl
monomeres in solchen Mengen copolymerisiert worden
ist, daß das Gewichtsverhältnis von Organopolysiloxan
copolymer zu Vinylmonomer 1 : 0,5 bis 1 : 4, insbesondere
1 : 1 bis 1 : 2,5 beträgt.
9. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in der 2. Stufe als Vinylmonomere
Alkylacrylate mit 2 bis 6 C-Atomen im Alkylrest als
Basismonomere, weiterhin Acrylnitril, Styrol und/oder
ein vernetzungsfähiges Monomeres copolymerisiert worden
sind.
10. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß in der 2. Stufe zusätzlich ein
hydrophiles Vinylmonomeres, vor allem 2-Acrylamido-2
methylpropan-Natriumsulfonat und/oder Natiumvinylsulfo
nat copolymerisiert worden ist.
11. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Emulgierung während der 2. Stu
te zusätzlich zum Emulgator (1) noch nichtionische
Emulgatoren und/oder ethoxylierte, anionaktive Emulga
toren (=Emulgatoren (2)) und Schutzkolloide verwendet
worden sind und die Copolymerisation bei einem schwach
sauren bis neutralen pH-Wert durchgeführt worden ist.
12. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Herstellung des Organopolysi
loxancopolymers und die anschließende Copolymerisation
des/der Vinylmonomeren im Eintopfverfahren durchgeführt
worden ist.
13. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das modifizierte Organopolysiloxan
copolymer in Mengen von mindestens 5, insbesondere
5 bis 70 g/m2, bevorzugt 5 bis 20 g/m2, auf die faseri
gen Materialien durch Beschichten in üblicher Weise
aufgebracht wird.
14. Nach den Patentansprüchen 1 bis 13 behandelte faserige
Materialien, insbesondere Textilien.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
DE3839136A DE3839136A1 (de) | 1988-11-19 | 1988-11-19 | Verfahren zur behandlung von faserigen materialien mit modifizierten organopolysiloxanen und die so behandelten materialien |
ES89120826T ES2058445T3 (es) | 1988-11-19 | 1989-11-10 | Procedimiento para el tratamiento de materiales de fibras con organopolisiloxanos modificados y los materiales obtenidos con este tratamiento. |
DE8989120826T DE58905149D1 (de) | 1988-11-19 | 1989-11-10 | Verfahren zur behandlung von faserigen materialien mit modifizierten organopolysiloxanen und die so behandelten materialien. |
EP89120826A EP0370326B1 (de) | 1988-11-19 | 1989-11-10 | Verfahren zur Behandlung von faserigen Materialien mit modifizierten Organopolysiloxanen und die so behandelten Materialien |
AT89120826T ATE92551T1 (de) | 1988-11-19 | 1989-11-10 | Verfahren zur behandlung von faserigen materialien mit modifizierten organopolysiloxanen und die so behandelten materialien. |
JP1296304A JPH02175973A (ja) | 1988-11-19 | 1989-11-16 | 繊維状材料を変性されたオルガノポリシロキサンで処理する方法及びこの様に処理された材料 |
US07/892,387 US5196260A (en) | 1988-11-19 | 1992-05-27 | Process for the treatment of fibrous materials with modified organopolysiloxanes and the materials |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3839136A1 true DE3839136A1 (de) | 1990-05-23 |
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JP (1) | JPH02175973A (de) |
AT (1) | ATE92551T1 (de) |
DE (2) | DE3839136A1 (de) |
ES (1) | ES2058445T3 (de) |
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1989
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