EP1497348A1 - Cationically modified, anionic polyurethane dispersions - Google Patents
Cationically modified, anionic polyurethane dispersionsInfo
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- EP1497348A1 EP1497348A1 EP03724970A EP03724970A EP1497348A1 EP 1497348 A1 EP1497348 A1 EP 1497348A1 EP 03724970 A EP03724970 A EP 03724970A EP 03724970 A EP03724970 A EP 03724970A EP 1497348 A1 EP1497348 A1 EP 1497348A1
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- EP
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- cationically modified
- polymers
- particulate
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/37—Polymers
- C11D3/3703—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C11D3/3726—Polyurethanes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/0804—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
- C08G18/0819—Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing anionic or anionogenic groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L75/04—Polyurethanes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
Definitions
- the invention relates to cationically modified particulate anionic polyurethanes, aqueous polyurethane dispersions containing them, the use of the particulate polyurethanes and the polyurethane dispersions, processes for treating surfaces and treatment agents therefor which contain the cationically modified particulate anionic polyurethanes.
- Anionic polyurethane dispersions are used in the art to modify the properties of surfaces.
- aqueous anionic polyurethane dispersions are used in concentrated form for finishing and coating textiles and textile substrates or for leather finishing.
- the dispersions are made by common methods, e.g. Squeegee, brush, soak or impregnate applied to a substrate and then dried. The finely divided particles film and give the respective surface new properties.
- washing, rinsing, cleaning and maintenance processes are usually carried out in a highly dilute aqueous liquor, the ingredients of the formulation used not remaining on the substrate, but rather being disposed of with the waste water.
- the modification of surfaces with anionic polyurethane dispersions is only possible to an entirely unsatisfactory extent in dilute aqueous liquor due to the poor surface affinity of the polyurethane particles.
- US 3,580,853 describes a detergent formulation which contains water-insoluble, finely divided substances such as biocides and certain cationic polymers which increase the deposition and retention of the biocides on the surface of the laundry.
- No. 5,476,660 discloses the principle of using polymeric retention agents for cationic or zwitterionic dispersions of polystyrene or wax, which contain an active substance embedded in the dispersed particles. These dispersed particles are referred to as "carrier particles" because they adhere to the treated surface and release the active substance there, for example when used in formulations containing surfactants.
- WO 01/94516 describes the use of cationically modified, particulate hydrophobic polymers based on ethylenically unsaturated monomers as additives for detergents or care products for textiles and as additives for detergents.
- the particulate, hydrophobic polymers are preferably made up of water-insoluble, nonionic monomers such as alkyl acrylates.
- the cationic modification is carried out by coating the hydrophobic polymer particles with cationic polymers.
- WO 01/94517 describes the use of cationically modified, particulate hydrophobic polymers based on ethylenically unsaturated monomers as additives for dishwashing, cleaning and impregnating agents for hard surfaces.
- the object of the invention is to provide treatment agents for textile and non-textile materials which can also be used in highly dilute aqueous liquor and which impart advantageous properties to the surfaces of the treated materials or the materials themselves.
- the object is achieved by cationically modified, particulate anionic polyurethanes with a particle size of 10 nm to 10 ⁇ m, the particulate polyurethanes being cationically modified by coating their surface with cationic polymers, and by cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions which modify the cationically modified, contain particulate anionic polyurethanes.
- the object is further achieved by using the cationically modified, particulate anionic polyurethanes as a surface-modifying additive in detergents, dishwashing agents, care products or cleaning agents.
- the object is further achieved by using the cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions as rinsing, washing or cleaning liquors.
- the particulate polyurethanes which are cationically modified by coating their surface, have anionic groups.
- they can also have cationic groups, as long as the particles as a whole have a net anionic charge. This manifests itself in the fact that the polyurethane particles migrate to the anode in the electric field at a given pH value.
- Both purely anionic and amphoteric polyurethane dispersions can thus be modified cationically as long as the anionic character of the polyurethane dispersions predominates, that is to say the molar proportion of the anionic units contained in the polymer is greater than the molar proportion of the Polymer contained cationic units.
- anionic polyurethane dispersions with a predominantly anionic character are referred to below as anionic polyurethane dispersions.
- anionic polyurethane dispersions By coating the particle surface of the anionic polyurethane particles with cationic polymers, it is possible to modify them cationically, so that the particles have a net cationic charge on their surface and their direction of migration in the electric field is reversed.
- the surface-modified, particulate polyurethanes can be obtained, for example, by treating aqueous anionic polyurethane dispersions with polyurethane particles having a size of 10 nm to 10 ⁇ m with an aqueous solution or dispersion of a cationic polymer.
- the easiest way to do this is to combine the aqueous anionic polyurethane dispersion, which contains particles with a particle size of 10 nm to 10 ⁇ m, with the aqueous solution or dispersion of the cationic polymer.
- the cationic polymers are preferably used in the form of aqueous solutions. However, aqueous dispersions of cationic polymers are also suitable, the particles of the cationic polymers dispersed therein having an average diameter of up to 1 ⁇ m.
- the aqueous anionic polyurethane dispersion and the solution or dispersion of the cationic polymers can be mixed at temperatures of, for example, 0 to 100.degree.
- the amount of cationic polymers required for the cationic modification depends both on the net surface charge of the polyurethane particles and on the charge density of the cationic polymers at the pH which prevails during the coating of the polyurethane particles with the cationic polymers.
- the weight ratio of dispersed polyurethane particles to cationic polymers is generally from 100: 0.5 to 100: 5.
- the presence of the cationic polymers does not cause the - oppositely charged - anionic dispersion particles to coagulate, but rather stable dispersions of the cationically modified particles are obtained.
- the affinity of the anionic polyurethane particles is reduced by the cationic modification
- Aqueous polyurethane dispersions are expediently prepared by reacting
- bl 10 to 100 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 500 to 5000, and
- Suitable monomers (a) are the polyisocyanates customarily used in polyurethane chemistry.
- diisocyanates X (NCO) 2 where X represents an aliphatic hydrocarbon radical having 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 6 to 15 carbon atoms or an araliphatic hydrocarbon radical having 7 to 15 carbon atoms.
- diisocyanates examples include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatocyclohexane, l-isocyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI), 2,2-bis (4-isocyanatocyclohexyl) propane,
- Trimethylhexane diisocyanate 1,4-diisocyanatobenzene, 2,4-diisocyanatotoluene, 2,6-diisocyanatotoluene, 4,4'-diisocyanato-diphenylmethane, 2,4-diisocyanato-diphenylmethane, p-xylylene diisocyanate, m- and p- ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), the isomers of bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane such as trans / trans, cis / cis and cis / trans isomers and mixtures consisting of these compounds.
- TXDI Trimethylhexane diisocyanate
- 1,4-diisocyanatobenzene 2,4-diisocyanatotoluene,
- mixtures of the respective structural isomers of diisocyanatotoluene and diisocyanatodiphenylmethane are particularly important as mixtures of these isocyanates, and the mixture of 20 mol% 2.4 diisocyanatotoluene and 80 mol% 2,6-diisocyanatotoluene is particularly suitable.
- mixtures of aromatic isocyanates such as 2,4 diisocyanatotoluene and / or 2,6-diisocyanatotoluene with aliphatic or cycloaliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate or IPDI are particularly advantageous, the preferred mixing ratio of the aliphatic to aromatic isocyanates being 4: 1 to 1: 4.
- isocyanates which, in addition to the free isocyanate groups, contain further blocked isocyanate groups, e.g. Wear uretdione or urethane groups.
- those isocyanates can also be used which carry only one isocyanate group. In general, their proportion is at most 10 mol%, based on the total molar amount of the monomers.
- the monoisocyanates usually carry further functional groups such as olefinic groups or carbonyl groups and are used to introduce functional groups into the polyurethane which enable the polyurethane to be dispersed or crosslinked or further polymer-analogously converted.
- Monomers such as isopropenyl- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl isocyanate (TMI) are suitable for this.
- isocyanates are e.g. obtained by reacting divalent isocyanates with one another by derivatizing part of their isocyanate groups to AUophanat or isocyanurate groups.
- Commercially available compounds are, for example, the isocyanurate of hexamethylene diisocyanate.
- diols (b) which can be considered are primarily higher molecular weight diols (b1) which have a molecular weight of about 500 to 5000, preferably of about 1000 to 3000 g / mol.
- the diols (bl) are in particular polyester polyols, which are known, for example, from Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition, volume 19, pages 62 to 65. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with dihydric carboxylic acids.
- the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or their mixtures can also be used to prepare the polyester polyols.
- the polycarboxylic acids can be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic and optionally substituted, for example by halogen atoms, and / or unsaturated.
- Examples include: suberic acid, azelaic acid, phthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, endomethylene tefrahydrophthalic anhydride,
- Dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2 ) y -COOH are preferred, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, for example succinic acid, adipic acid, dodecanedicarboxylic acid and sebacic acid.
- polyhydric alcohols examples include ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, butane-1,3-diol, butene-1,4-diol, butyne-1,4-diol, pentane-1 , 5-diol, neopentyl glycol, bis (hydroxymethyl) cyclohexanes such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methyl-propane-1,3-diol, furthermore diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol , Dibutylene glycol and polybutylene glycols.
- Alcohols of the general formula HO- (CH 2 ) x -OH are preferred, where x is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20. Examples of these are ethylene glycol, butane-1,4-diol, hexane-1,6-diol, octane-l-, 8-diol and dodecane-l, 12-diol.
- polycarbonate diols such as those e.g. can be obtained by reacting phosgene with an excess of the low molecular weight alcohols mentioned as synthesis components for the polyester polyols.
- Lactone-based polyester diols are also suitable, these being homopolymers or copolymers of lactones, preferably addition products of lactones with terminal hydroxyl groups onto suitable difunctional starter molecules.
- Preferred lactones are those which are derived from hydroxycarboxylic acids of the general formula HO- (CH 2 ) z -COOH, where z is a number from 1 to 20, preferably an odd number from 3 to 19, for example epsilon-caprolactone , ß-propiolactone, gamma-butyrolactone and / or methyl-epsilon-caprolactone and mixtures thereof.
- Suitable starter components are, for example, the above Component for the polyester polyols called low molecular weight dihydric alcohols.
- the corresponding polymers of epsilon-caprolactone are particularly preferred.
- Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers.
- the corresponding chemically equivalent polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones can also be used.
- polyether diols are suitable as monomers (b1). They are in particular by polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide or epichlorohydrin with themselves, for example in the presence of BF 3 or by addition of these compounds, if appropriate in a mixture or in succession, to starting components with reactive hydrogen atoms, such as alcohols or amines, for example Water, ethylene glycol, propane-l, 2-diol, propane-l, 3-diol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane or aniline are available. Polytetrahydrofuran with a molecular weight of 2000 to 5000, and especially 3500 to 4500, is particularly preferred.
- polyester diols and polyether diols can also be used as mixtures in a ratio of 0.1: 1 to 9: 1.
- the hardness and the modulus of elasticity of the polyurethanes can be increased if, in addition to the diols (b1), low molecular weight diols (b2) with a molecular weight of about 50 to 500, preferably from 60 to 200 g / mol are used as the diols (b).
- polyester polyols The structural components of the short-chain alkanediols mentioned for the production of polyester polyols are primarily used as monomers (b2), the unbranched diols having 2 to 12 carbon atoms and an even number of carbon atoms, and 1,5-pentanediol and neopentyl glycol being preferred.
- the proportion of diols (bl), based on the total amount of diols (b), is preferably 10 to 100 mol% and the proportion of monomers (b2), based on the total amount of diols (b), 0 to 90 mol% %.
- the ratio of the diols (bl) to the monomers (b2) is particularly preferably 0.2: 1 to 5: 1, particularly preferably 0.5: 1 to 2: 1.
- the monomers (c), which are different from the diols (b), are generally used for crosslinking or chain extension. They are generally more than dihydric, non-aromatic alcohols, amines with 2 or more primary and / or secondary amino groups, and compounds which, in addition to one or more alcoholic hydroxyl groups, carry one or more primary and / or secondary amino groups. Alcohols with a higher valence than 2, which can serve to establish a certain degree of branching or crosslinking, are, for example, trimethylolpropane, glycerol or sugar. .
- monoalcohols which, in addition to the hydroxyl group, carry a further group which is reactive toward isocyanates, such as monoalcohols having one or more primary and / or secondary amino groups, e.g. Monoethanolamine.
- Polyamines with 2 or more primary and / or secondary amino groups are used above all if the chain extension or crosslinking is to take place in the presence of water, since amines generally react faster with isocyanates than alcohols or water. This is often necessary when aqueous dispersions of crosslinked polyurethanes or high molecular weight polyurethanes are desired. In such cases, the procedure is to prepare prepolymers with isocyanate groups, to disperse them rapidly in water and then to chain-lengthen or crosslink them by adding compounds having several isocyanate-reactive amino groups.
- Amines suitable for this purpose are generally polyfunctional amines in the molecular weight range from 32 to 500 g / mol, preferably from 60 to 300 g / mol, which contain at least two primary, two secondary or one primary and one secondary amino groups.
- Examples include diamines such as diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminohexane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (isophorone diamine, IPDA), 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, l , 4-diaminocyclohexane, -aminoethylethanolamine, hydrazine, hydrazine hydrate or triamines such as diethylenetriamine or 1,8-diamino-4-aminomethyloctane.
- diamines such as diamino
- the amines can also be used in blocked form, for example in the form of the corresponding ketimines (see, for example, CA-1 129 128), ketazines (see, for example, US Pat. No. 4,269,748) or amine salts (see US Pat. No. 4,292,226) become.
- Oxazolidines as are used, for example, in US Pat. No. 4,192,937, represent blocked polyamines which can be used for the chain extension of the prepolymers for the production of the polyurethanes according to the invention.
- capped polyamines When such capped polyamines are used, they are generally mixed with the prepolymers in the absence of water and this mixture is then mixed with the dispersion water or part of the dispersion water, so that the corresponding polyamines are released hydrolytically.
- Mixtures of di- and triamines are preferably used, particularly preferably mixtures of isophoronediamine and diethylenetriamine.
- the polyurethanes preferably contain no polyamine or 1 to 10, particularly preferably 4 to 8 mol%, based on the total amount of components (b) and (c), of a polyamine with at least 2 amino groups reactive towards isocyanates as monomers (c).
- Mono alcohols are preferably used in amounts of less than 10 mol%, based on components (b) and (c). Their function is generally similar to that of monoisocyanates, i.e. they mainly serve to functionalize the polyurethane. Examples are esters of acrylic or methacrylic acid such as hydroxyethyl acrylate or hydroxyethyl methacrylate.
- the polyurethanes in addition to components (a), (b) and (c), contain monomers (d) which differ from components (a), (b) and (c) and which have at least one isocyanate group or carry at least one group which is reactive toward isocyanate groups and, in addition, at least one hydrophilic group or a group which can be converted into hydrophilic groups.
- hydrophilic groups or potentially hydrophilic groups is abbreviated to "(potentially) hydrophilic groups”.
- the (potentially) hydrophilic groups react with isocyanates much more slowly than the functional groups of the monomers, which are used to build up the main polymer chain.
- the (potentially) hydrophilic groups can be nonionic or preferably ionic hydrophilic groups or potentially ionic hydrophilic groups.
- the proportion of components with (potentially) hydrophilic groups in the total amount of components (a), (b), (c) and (d) is generally such that the molar amount of the (potentially) hydrophilic groups, based on the amount by weight of all monomers (a) to (b), 30 to 1000, preferably 50 to 500 and particularly preferably 80 to 300 mmol / kg.
- nonionic hydrophilic groups are polyethylene glycol ethers composed of preferably 5 to 100, preferably 10 to 80, repeating ethylene oxide units.
- the content of polyethylene oxide units is generally 0 to 10, preferably 0 to 6% by weight, based on the amount by weight of all monomers (a) to (d).
- Preferred monomers with nonionic hydrophilic groups are polyethylene glycol and diisocyanates, which carry a terminally etherified polyethylene glycol residue. Such diisocyanates and processes for their preparation are specified in US Pat. Nos. 3,905,929 and 3,920,598.
- Ionic hydrophilic groups are above all anionic groups such as the sulfonate, carboxylate and phosphate groups in the form of their alkali metal or ammonium salts, and cationic groups such as ammonium groups, in particular protonated tertiary amino groups or quaternary ammonium groups.
- ionic hydrophilic groups are above all those which can be converted into the above-mentioned ionic hydrophilic groups by simple neutralization, hydrolysis or quaternization reactions, e.g. Carboxylic acid groups, anhydride groups or tertiary amino groups.
- Ionic monomers (d) or potentially ionic monomers (d) are e.g. described in detail in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition, volume 19, pages 311-313 and, for example, in DE-A 1 495 745.
- monomers with tertiary amino groups are of particular practical importance, for example: tris (hydroxyalkyl) amines, N, N'-bis (hydroxyalkyl) alkylamines, N-hydroxyalkyl dialkylamines, tris ( aminoalkyl) amines, N, N'-bis (aminoalkyl) alkylamines, N-aminoalkyl dialkylamines, the alkyl radicals and alkanediyl units of these tertiary amines independently of one another consisting of 2 to 6 carbon atoms.
- polyethers containing tertiary nitrogen atoms preferably having two terminal hydroxyl groups, such as those e.g. by alkoxylation of two amines containing hydrogen atoms bonded to amine nitrogen, e.g. Methylamine, aniline, or N, N'-dimethylhydrazine, which are accessible in a conventional manner, into consideration.
- polyethers generally have a molecular weight between 500 and 6000 g / mol.
- tertiary amines are converted into the ammonium salts either with acids, preferably strong mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid or hydrohalic acids, or by reaction with suitable quaternizing agents such as d- to C 6 -alkyl halides, for example bromides or chlorides.
- acids preferably strong mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid or hydrohalic acids
- suitable quaternizing agents such as d- to C 6 -alkyl halides, for example bromides or chlorides.
- Monomers with potentially anionic groups are usually aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic mono- and dihydroxycarboxylic acids which carry at least one alcoholic hydroxyl group or a primary or secondary amino group.
- Dihydroxyalkylcarboxylic acids are preferred, especially those with 3 to 10 carbon atoms, as are also described in US Pat. No. 3,412,054.
- R 1 and R 2 stand for a C ⁇ - to C 4 -alkanediyl unit and R 3 stands for a - to C 4 - alkyl unit, and especially dimethylolpropionic acid (DMPA) is preferred.
- DMPA dimethylolpropionic acid
- Dihydroxyphosphonic acids such as 2,3-dihydroxypropanephosphonic acid.
- dihydroxyl compounds with a molecular weight above 500 to 10000 g / mol with at least 2 carboxylate groups, which are known from DE-A 4 140 486. They are by reacting dihydroxyl compounds with tetracarboxylic acid dianhydrides such as pyromellitic acid dianhydride or
- Cyclopentantetracarboxylic acid dianhydride in a molar ratio of 2: 1 to 1.05: 1 available in a polyaddition reaction.
- Particularly suitable dihydroxyl compounds are the monomers (b2) listed as chain extenders and the diols (b1).
- Suitable monomers (d) with amino groups which are reactive toward isocyanates are amino carboxylic acids such as lysine, ⁇ -alanine, the adducts of aliphatic diprimeric diamines with ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and sulfonic acids mentioned in DE-A 20 34 479.
- amino carboxylic acids such as lysine, ⁇ -alanine, the adducts of aliphatic diprimeric diamines with ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids and sulfonic acids mentioned in DE-A 20 34 479.
- Such compounds obey, for example, the general formula I.
- R and R 'independently of one another are a C - to C 6 -alkanediyl unit, preferably ethylene, and X is COOH or SO 3 H.
- Particularly preferred compounds of the formula I are N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane carboxylic acid and the N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane sulfonic acid or the corresponding alkali metal salts, Na being a particularly preferred counterion.
- monomers with potentially ionic groups are used, they can be converted into the ionic form before, during, but preferably after the isocyanate polyaddition, since the ionic monomers are often difficult to dissolve in the reaction mixture.
- the carboxylate groups are particularly preferably in the form of their salts with an alkali ion or an ammonium ion as counterion.
- the monomers (d) and their proportions are chosen so that the resultant polyurethane dispersions have an overall anionic character.
- the ratio A: B is very particularly preferably as close as possible to 1: 1.
- monomers with only one reactive group are generally used in amounts of up to 15 mol%, preferably up to 8 mol%, based on the total amount of the components (a), (b), (c) and (d) used.
- the polyaddition of components (a) to (d) is generally carried out at reaction temperatures of 20 to 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C under normal pressure.
- the required response times can range from a few minutes to a few hours. It is known in the field of polyurethane chemistry how the reaction time is influenced by a large number of parameters such as temperature, concentration of the monomers and reactivity of the monomers.
- the customary catalysts such as dibutyltin dilaurate, stannous octoate or diazabicyclo (2,2,2) octane, can also be used.
- Stirred kettles are suitable as polymerization apparatus, in particular if low viscosity and good heat dissipation are ensured by the use of solvents.
- extruders in particular self-cleaning multi-screw extruders, are particularly suitable due to the usually high viscosities and the usually short reaction times.
- the dispersions are produced by one of the following processes:
- an anionic polyurethane is produced from components (a) to (d) in a water-miscible solvent that boils at normal pressure below 100 ° C. Sufficient water is added until a dispersion is formed in which water is the continuous phase.
- the "prepolymer mixing process” differs from the acetone process in that it does not produce a fully reacted (potentially) anionic polyurethane, but first a prepolymer that carries isocyanate groups.
- Components (a) to (d) are chosen so that the definition-based ratio A: B is greater than 1.0 to 3, preferably 1.05 to 1.5.
- the prepolymer is first dispersed in water and then crosslinked by reaction of the isocyanate groups with amines which carry more than 2 amino groups reactive toward isocyanates or chain-extended with amines which carry 2 amino groups reactive with isocyanates. Chain extension also takes place when no amine is added.
- isocyanate groups are hydrolyzed to amine groups, which react with remaining isocyanate groups of the prepolymers with chain extension.
- amine groups which react with remaining isocyanate groups of the prepolymers with chain extension.
- most of the solvent is removed from the dispersion, for example by distillation under reduced pressure.
- the dispersions preferably have a solvent content of less than 10% by weight and are particularly preferably free from solvents.
- the dispersions generally have a solids content of 10 to 75, preferably 20 to 65% by weight and a viscosity of 10 to 500 mPas, measured at a temperature of 20 ° C. and a shear rate of 250 s -1 .
- All natural or synthetic cationic polymers which contain amino and / or ammonium groups and are water-soluble can be used as cationic polymers for modifying the aqueous anionic polyurethane dispersions.
- cationic polymers are polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylimidazole units, polymers containing quaternary vinylimidazole units, condensates of imidazole and epichlorohydrin, crosslinked polyamidoamines, crosslinked polyamidoamines grafted with ethyleneimine, polyethylemmines, alkoxylated polyethyleneimines, crosslinked polyethylemmines , alkylated polyethylemmines, polyamines, amine-epichlorohydrin polycondensates, alkoxylated polyamines, polyallylamines, polydimethyldiallylammonium chlorides, polymers containing basic (meth) acrylamide or ester units, polymers containing basic quaternary (me
- Cationic polymers are also understood to mean amphoteric polymers which have a net cationic charge, i.e. the polymers contain both anionic and cationic monomers copolymerized, but the molar proportion of the cationic units contained in the polymer is greater than the molar proportion of the anionic units.
- Polymers containing vinylamine units are prepared, for example, from open-chain N-vinylcarboxamides of the formula (I)
- the monomers mentioned can be polymerized either alone, as a mixture with one another or together with other monoethylenically unsaturated monomers. Homopolymers or copolymers of N-vinylformamide are preferably used.
- Polymers containing vinylamine units are known, for example, from US Pat. No. 4,421,602, EP-A-0 216 387 and EP-A-0 251 182. They are obtained by hydrolysis of polymers which contain the monomers of the formula (I) in copolymerized form with acids, bases or enzymes.
- Suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are all compounds which can be copolymerized therewith.
- Examples include vinyl esters of saturated carboxylic acids with 1 to 6 carbon atoms such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate, and vinyl ethers such as - to C 6 -alkyl vinyl ether, for example methyl or ethyl vinyl ether.
- Suitable comonomers are ethylenically unsaturated C 3 - to C 6 -carboxylic acids, for example acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, itaconic acid and vinyl ester acid as well as their alkali metal and alkaline earth metal salts, esters, amides and nitriles of the carboxylic acids mentioned, for example methyl acrylate, methyl methacrylate and ethyl acrylate ethyl methacrylate.
- C 3 - to C 6 -carboxylic acids for example acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, itaconic acid and vinyl ester acid as well as their alkali metal and alkaline earth metal salts, esters, amides and nitriles of the carboxylic acids mentioned, for example methyl acrylate, methyl methacrylate and ethyl acrylate ethyl methacrylate.
- suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are carboxylic esters which are derived from glycols or polyalkylene glycols, only one OH group being esterified in each case, for example hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate as well as acrylic acid monoesters of polyalkylene glycols with a molecular weight of 500 to 10,000.
- esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with amino alcohols such as dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylamine methyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, Dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate and diethylaminobutyl acrylate.
- the basic acrylates can be used in the form of the free bases, the salts with mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, the salts with organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or the sulfonic acids or in quaternized form.
- Suitable quaternizing agents are, for example, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride or benzyl chloride.
- Suitable comonomers are amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide and N-alkyl mono- and diamides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids with alkyl radicals of 1 to 6 carbon atoms, e.g. N-methyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl acrylamide, N-propylacrylamide and tert.
- amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide and N-alkyl mono- and diamides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids with alkyl radicals of 1 to 6 carbon atoms, e.g. N-methyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl acrylamide, N-propylacrylamide and tert.
- Butyl acrylamide and basic (meth) acrylamides such as dimethylaminoethyl acrylamide, dimethylaminoethyl methacrylamide, diethylaminoethyl acrylamide, diethylaminoethyl methacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide and diethylaminopropyl methacrylamide.
- N-vinylpyrrolidone N-vinylcaprolactam
- acrylonitrile methacrylonitrile
- N-vinylimidazole substituted N-vinylimidazoles
- N-vinyl-2-methylimidazole N-vinyl- methylimidazole
- N-vinyl-5-methylimidazole N-vinyl-5-methylimidazole
- N - Vinyl-2-ethylimidazole and N-vinylimidazolines such as N-vinylimidazoline, N-vinyl-2-methylimidazoline and N-vinyl-2-ethylimidazoline.
- N-vinylimidazoles and N-vinylimidazolines are also used in neutralized or in quaternized form with mineral acids or organic acids, the quaternization preferably being carried out with dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or benzyl chloride. Also come into question
- Diallyldialkylammonium halides such as diallyldimemylammonium chlorides.
- monomers containing sulfo groups such as vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid,
- Styrenesulfonic acid the alkali metal or ammonium salts of these acids or 3-sulfopropyl acrylate in question, the content of amphoteric copolymers of cationic units exceeding the content of anionic units, so that the polymers as a whole have a cationic charge.
- the copolymers contain, for example 99.99 to 1 mol%, preferably 99.9 to 5 mol% of N-vinylcarboxamides of the formula (I) and
- polymers containing vinylamine units In order to prepare polymers containing vinylamine units, one preferably starts from homopolymers of N-vinylformamide or from copolymers which are obtained by copolymerizing
- the polymers described above are hydrolysed by known processes by the action of acids, bases or enzymes. In this way, the copolymerized monomers of the formula (I) given above are formed by splitting off the grouping
- R 2 has the meaning given for it in formula (I), polymers, the vinylamine units of the formula (III)
- R 1 has the meaning given in formula (I). If acids are used as the hydrolysis agent, the units (III) are present as the ammonium salt.
- the homopolymers of the N-vinylcarboxamides of the formula (I) and their copolymers can be hydrolyzed to 0.1 to 100, preferably 70 to 100, mol%. In most cases, the degree of hydrolysis of the homo- and copolymers is 5 to 95 mol%. The degree of hydrolysis of the homopolymers is synonymous with the vinylamine units in the polymers. In the case of copolymers which contain vinyl esters in copolymerized form, in addition to the hydrolysis of the N-vinylformamide units, hydrolysis of the ester groups can occur with formation of vinyl alcohol units. This is particularly the case when the copolymers are hydrolysed in the presence of sodium hydroxide solution.
- Polymerized acrylonitrile is also chemically changed during the hydrolysis. This creates, for example, amide groups or carboxyl groups.
- the homo- and copolymers containing vinylamine units may optionally contain up to 20 mol% of amidine units which can be obtained by reacting formic acid with two adjacent amino groups or by intramolecular reaction of an amino group with a neighboring amide group e.g. of polymerized N-vinylformamide.
- the molar masses of the polymers containing vinylamine units are, for example 1000 to 10 million, preferably 10,000 to 5 million (determined by light scattering). This molar mass range corresponds, for example, to K values of 5 to 300, preferably 10 to 250 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous sodium chloride solution at 25 ° C. and a polymer concentration of 0.5% by weight).
- the polymers containing vinylamine units are preferably used in salt-free form.
- Salt-free aqueous solutions of polymers containing vinylamine units can be prepared, for example, from the salt-containing polymer solutions described above with the aid of ultrafiltration on suitable membranes at separation limits of, for example, 1000 to 500,000 daltons, preferably 10,000 to 300,000 daltons.
- the aqueous solutions of other polymers containing amino and / or ammonium groups described below can also be obtained with the aid of ultrafiltration in a salt-free form.
- Polyethyleneimines are also suitable as cationic polymers.
- Polyethylemmines are produced, for example, by polymerizing ethyleneimine in aqueous solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids.
- polyethyleneimines have molecular weights of up to 2 million, preferably from 200 to 500,000. Polyethyleneimines with molecular weights of 500 are particularly preferred used up to 100,000.
- water-soluble crosslinked polyethyleneimines which can be obtained by reacting polyethyleneimines with crosslinking agents such as epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units.
- Amidic polyethyleneimines which are obtainable, for example, by amidating polyethyleneimines with - to C 22 monocarboxylic acids are also suitable.
- Other suitable cationic polymers are alkylated polyethyleneimines and alkoxylated polyethyleneimines. In the alkoxylation, 1 to 5 ethylene oxide or propylene oxide units are used, for example, per NH unit in polyethylenimine.
- Suitable polymers containing amino and / or ammonium groups are also polyamidoamines, which can be obtained, for example, by condensing dicarboxylic acids with polyamines.
- Suitable polyamidoamines are obtained, for example, by reacting dicarboxylic acids with 4 to 10 carbon atoms with polyalkylene polyamines which contain 3 to 10 basic nitrogen atoms in the molecule.
- Suitable dicarboxylic acids are, for example, succinic acid, maleic acid, adipic acid, glutaric acid, suberic acid, sebacic acid or terephthalic acid. Mixtures of dicarboxylic acids can also be used in the preparation of the polyamidoamines, as can mixtures of several polyalkylene polyamines.
- Suitable polyalkylene polyamines are, for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetri
- Aminopropylethylenediamine and bis-aminopropylethylenediamine are heated to higher temperatures to produce the polyamidoamines, e.g. to temperatures in the range of 120 to 220, preferably 130 to 180 ° C.
- the water generated during the condensation is removed from the system.
- Lactones or lactams of carboxylic acids having 4 to 8 carbon atoms can optionally also be used in the condensation.
- 0.8 to 1.4 moles of a polyalkylene polyamine are used per mole of a dicarboxylic acid.
- polymers containing amino groups are polyamidoamines grafted with ethyleneimine. They can be obtained from the polyamidoamines described above by reaction with ethyleneimine in the presence of acids or Lewis acids such as sulfuric acid or boron trifluoride etherates at temperatures of, for example, 80 to 100.degree. Compounds of this type are described for example in DE-B-24 34 816.
- the optionally crosslinked polyamidoamines which are optionally additionally grafted before crosslinking with emylenimine, also come in as cationic polymers Consideration.
- the crosslinked polyamidoamines grafted with ethyleneimine are water-soluble and have, for example, an average molecular weight of 3000 to 1 million Daltons.
- Typical crosslinkers are, for example, epichlorohydrin or bischlorohydrin ether of alkylene glycols and polyalkylene glycols.
- cationic polymers containing amino and / or ammonium groups are polydiallyldimethylammonium chlorides. Polymers of this type are also known.
- Suitable cationic polymers are copolymers of, for example, 1 to
- Monomers such as dialkylaminoalkyl acrylamide, ester and / or methacrylamide and / or methacrylic ester.
- the basic acrylamides and methacrylamides are also preferably in a form neutralized with acids or in quaternized form. Examples include: N-trimethylammonium ethyl acrylamide chloride,
- Trimethylammonium propyl acrylamide chloride Trimethylammonium propyl methacrylamide chloride,
- Trimethylammonium propyl methacrylamide chloride is preferred.
- Suitable cationic monomers for the production of (meth) acrylamide copolymers are diallyldimethylammonium halides and basic (meth) acrylates.
- copolymers of 1 to 99 mol%, preferably 30 to 70 mol% of acrylamide and / or methacrylamide and 99 to 1 mol%, preferably 70 to 30 mol% of dialkylaminoalkyl acrylates and / or methacrylates such as copolymers of acrylamide and N, N-dimethylaminoethyl acrylate or copolymers of acrylamide and dimethylaminopropyl acrylate.
- Basic acrylates or methacrylates are preferably in neutralized form with acids or in quaternized form. The quaternization can take place, for example, with methyl chloride or with dimethyl sulfate.
- Polyallylammers are also suitable as cationic polymers which have amino and / or ammonium groups.
- Polymers of this type are obtained by homopolymerizing allylamine, preferably in acid-neutralized or quaternized form, or by copolymerizing allylamine with other monoethylenically unsaturated monomers described above as comonomers for N-vinylcarboxamides.
- the cationic polymers have e.g. K values of 8 to 300, preferably 100 to 180 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous saline solution at 25% and a polymer concentration of 0.5% by weight). At a pH of 4.5, for example, they have a charge density of at least 1, preferably at least 4 meq / g polyelectrolyte.
- Examples of preferred cationic polymers are polydimethyldiallylammonium chloride, polyethyleneimine, polymers containing vinylamine units, copolymers of acrylamide or methacrylamide containing copolymerized basic monomers, polymers containing lysine units or mixtures thereof.
- Examples of preferred cationic polymers are:
- Vinylamine homopolymers 1 to 99% hydrolyzed polyvinylformamides, copolymers of vinylformamide and vinyl acetate, vinyl alcohol,
- 1-vinylimidazole homopolymers 1-vinylimidazole copolymers with 1-vinylpyrrolidone, vinylformamide, acrylamide or vinyl acetate with molecular weights of 5,000 to 500,000 and their quaternary derivatives, for example copolymer of 75% by weight of 1-vinylimidazole and 25% by weight.
- Amine-epichlorohydrin polycondensates which contain imidazole, piperazine, -Cs-alkylamines, -C-C 8 -dialkylamines and / or dimethylaminopropylamine as amine component and which have a molecular weight of 500 to 250,000,
- Polydimethyldiallylammonium chloride Mw 2,000 to 2,000,000.
- Polyethyleneimines, crosslinked polyethyleneimines, amidated polyethyleneimines, amine-epichlorohydrin polycondensates with imidazole or piperazine as the amine component, polymeric diallylammonium chlorides and polyvinylformamides with a degree of hydrolysis of 30 to 100% are particularly preferred.
- anionic comonomers for example acrylic acid, methacrylic acid, vinylsulfonic acid or alkali metal salts of the acids mentioned.
- the present invention also relates to a method for modifying the surface of textile and non-textile materials, in which cationically modified, particulate polyurethanes with a particle size of 10 nm to 100 ⁇ m are applied to the surface of the materials from an aqueous dispersion and the materials are dried ,
- the cationically modified, particulate polyurethanes are preferably applied to the surface from an aqueous dispersion having a polyurethane content of ⁇ 5% by weight.
- the modification of the surfaces of textile materials can consist, for example, of hydrophobization, soil release finish, dirt-repellent finish, reinforcement of the fiber composite, improved grip, protection against creasing and wrinkling and protection against chemical or mechanical influences and damage , Surfaces of textile materials such as cotton fabrics and cotton blended fabrics are particularly suitable.
- carpets and furniture covers can be treated according to the invention.
- the modification of the surfaces of non-textile materials can consist, for example, of hydrophobization, soil release finish, dirt-repellent finish and protection against chemical or mechanical influences and damage.
- non-textile materials are, for example, the macroscopic, hard upper compartments of floor and wall coverings, exposed concrete, stone facades, plastered facades, glass, ceramics, metal, enamel, plastic and wood as well as the microscopic surfaces of porous bodies, foams, woods, and leather , porous building materials and cellulose fleeces.
- the cationically modified, particulate anionic polyurethanes are used to modify surfaces of the above-mentioned materials as a surface-modifying additive in detergents or care products, washing or cleaning agents for textile and non-textile materials.
- applications in the washing, cleaning and aftertreatment of textiles, leather, wood, floor coverings, glass, ceramics and other surfaces in the household and in the commercial sector come into question.
- the cationically modified, particulate anionic polyurethanes are used as a dilute, predominantly aqueous dispersion.
- the application is carried out by treating the surfaces with washing, cleaning and rinsing liquors, to which the polymers are added either directly or by means of a liquid or solid formulation, or by the finely divided application of a liquid formulation, e.g. by spraying.
- the cationically modified, particulate anionic polyurethanes can be used, for example, as the sole active component in aqueous dishwashing detergents and care products and, depending on the composition of the polyurethane, facilitate the removal of dirt during subsequent washing, less dirt adhesion when using the textiles, and an improvement in the structure retention of Fibers, an improvement in the shape and structure retention of fabrics, a hydrophobization of the surface of the laundry and an improvement in the handle.
- the concentration of the cationically modified, particulate polyurethanes when used in the rinsing or care bath, in the detergent liquor or in the cleaning bath is, for example, 0.0002 to 5% by weight, preferably 0.0005 to 1.0% by weight, particularly preferably 0.002 to 0.1% by weight.
- the cationic modification of the particulate polyurethanes is preferably carried out before use in the aqueous treatment agents, but it can also be carried out in the preparation of the aqueous treatment agents by mixing aqueous dispersions of the particulate polyurethanes with the other constituents of the treatment agent in the presence of cationic polymers and optionally cationic Mixes surfactants.
- the particulate polyurethanes or formulations containing them can also be added directly to the rinsing, washing or cleaning liquor if it is ensured that sufficient amounts of cationic polymers are present in dissolved form in the liquor.
- Surface treatment agents can have, for example, the following composition:
- At least one customary additive such as acids or bases, inorganic builders, organic cobuilders, surfactants, polymeric color transfer inhibitors, polymeric graying inhibitors, soil release polymers, enzymes, complexing agents, corrosion inhibitors, waxes, silicone oils,
- customary additive such as acids or bases, inorganic builders, organic cobuilders, surfactants, polymeric color transfer inhibitors, polymeric graying inhibitors, soil release polymers, enzymes, complexing agents, corrosion inhibitors, waxes, silicone oils,
- the invention also relates to a textile treatment composition containing
- Preferred silicones b) are amino group-containing silicones, which are preferably in microemulsified form, alkoxylated, in particular ethoxylated silicones, polyalkylene oxide polysiloxanes, polyalkylene oxide aminopolydimethylsiloxanes, silicones with quaternary ammonium groups (silicone quats) and silicone surfactants.
- Suitable plasticizers or lubricants are, for example, oxidized polyethylenes or waxes and oils containing paraffin.
- Suitable water-soluble, film-forming and adhesive polymers are, for example, (co) polymers based on acrylamide, N-vinylpyrrolidone, vinylformamide, N-vinylimidazole, vinylamine, N, N'-dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, N, N'-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl esters and / or vinyl sulfonate.
- the basic monomers mentioned above can also be used in quaternized form. -
- the textile treatment agent can additionally contain a spraying aid.
- a spraying aid such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol or propylene glycol
- alcohols such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol or propylene glycol
- Other common additives are fragrances and dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides and preservatives in the usual amounts.
- the textile treatment agent can also generally be applied by spraying when the textile is ironed after washing. This not only makes ironing considerably easier, the textiles are also equipped with long-lasting crease and wrinkle protection.
- the cationically modified, particulate inorganic polyurethanes can also be used when washing the textiles in the main washing cycle of the washing machine.
- the invention also relates to a solid detergent formulation containing
- Graying inhibitors soil release polyesters, dyes, bactericides,
- a solid detergent formulation according to the invention is usually in powder or granule form or in extrudate or tablet form.
- the invention further relates to a liquid detergent formulation
- customary ingredients such as soda, enzymes, perfume, complexing agents, corrosion inhibitors, bleaching agents, bleach activators, bleaching catalysts, cationic surfactants, color transfer inhibitors, graying inhibitors, soil-release polyesters, dyes, bactericides, non-aqueous solvents, Solubilizers, hydrotropes, thickeners and / or alkanolamines,
- Suitable silicones b) are the silicones mentioned above.
- Suitable anionic surfactants c) are in particular:
- C 12 -C 18 alcohol sulfates lauryl sulfate, cetyl sulfate, myristyl sulfate, palmityl sulfate, stearyl sulfate and tallow fatty alcohol sulfate;
- alkoxylated C 8 to C 22 alcohols alkyl ether sulfates.
- Compounds of this type are prepared, for example, by first alkoxylating a C 8 to C 2 , preferably a Cio to C 18 alcohol, for example a fatty alcohol, and then sulfating the alkoxylation product.
- Ethylene oxide is preferably used for the alkoxylation;
- LAS alkylbenzosulfonates
- Alkanesulfonates such as C 8 to C 24 , preferably C 10 to C 18 alkanesulfonates
- the anionic surfactants mentioned are preferably added to the detergent in the form of salts.
- Suitable cations in these salts are alkali metal ions such as sodium, potassium and lithium ions and ammonium ions such as hydroxyethylammomum, di (hydroxyethyl) ammonium and tri (fryroxyethyl) ammomum.
- Suitable nonionic surfactants c) are in particular: - Alkoxylated linear or branched C 8 - to C 22 alcohols such as fatty alcohol alkoxylates or oxo alcohol alkoxylates. These can be alkoxylated with ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide. All alkoxylated alcohols which contain at least two molecules of one of the above-mentioned alkylene oxides added can be used as surfactants.
- block polymers of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide come into consideration or addition products which contain the alkylene oxides mentioned in a statistical distribution.
- the nonionic surfactants generally contain 2 to 50, preferably 3 to 20, moles of at least one alkylene oxide per mole of alcohol.
- alkylene oxide preferably contain ethylene oxide as the alkylene oxide.
- the alcohols preferably have 10 to 18 carbon atoms.
- the alkoxylates have a broad or narrow alkylene oxide homolog distribution; - Alkylphenol alkoxylates such as alkylphenol ethoxylates with C 6 - to C 14 -alkyl chains and
- Alkyl polyglucosides having 8 to 22, preferably 10 to 18 carbon atoms in the alkyl chain and generally 1 to 20, preferably 1.1 to 5, glucoside units;
- glucamides fatty acid amide alkoxylates, fatty acid alkanolamide alkoxylates and block copolymers of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide.
- Suitable inorganic builders d) are in particular:
- zeolites Suitable zeolites are in particular zeolites A, X, B, P,
- MAP and HS in their Na form or in forms in which Na is partially replaced by other cations such as Li, K, Ca, Mg, or ammonium;
- silicates such as, in particular, disilicates or layered silicates, for example ⁇ -Na 2 Si 2 O 5 or ß-Na 2 Si 2 O 5 .
- the silicates can be used in the form of their alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts, preferably as Na, Li and Mg
- amorphous silicates such as sodium metasilicate or amorphous disilicate
- Na, Li and Mg carbonates or bicarbonates are preferred, in particular sodium carbonate and / or sodium bicarbonate;
- Suitable organic cobuilders e are in particular low molecular weight, oligomeric or polymeric carboxylic acids.
- Suitable low molecular weight carboxylic acids are, for example, citric acid, hydrophobically modified citric acid such as. B. agaricic acid, malic acid,
- Tartaric acid Tartaric acid, gluconic acid, glutaric acid, succinic acid, iminodisuccinic acid, oxydisuccinic acid, propane tricarboxylic acid, butanetetracarboxylic acid,
- Cyclopentanetetracarboxylic acid alkyl and alkenyl succinic acids and aminopoly carboxylic acids such as e.g. Nifrilofriacetic acid, ß-alaninediacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, serinediacetic acid, isoserinediacetic acid, N- (2-
- Suitable oligomeric or polymeric carboxylic acids are, for example, homopolymers of acrylic acid, oligomaleic acids, copolymers of maleic acid with acrylic acid, methacrylic acid, C 2 -C 22 olefins such as isobutene or long-chain ⁇ -olefins, vinyl alkyl ethers with Cj-Cs alkyl groups, vinyl acetate, vinyl propionate , (Meth) acrylic esters of - - alcohols and styrene.
- the homopolymers of acrylic acid and copolymers of acrylic acid with maleic acid are preferably used.
- Polyaspartic acids are also suitable as organic cobuilders.
- the oligomeric and polymeric carboxylic acids are in acid form or as
- Suitable bleaching agents are, for example, adducts of hydrogen peroxide with inorganic salts such as e.g. Sodium perborate monohydrate, sodium perborate tetrahydrate or sodium carbonate perhydrate or percarboxylic acids such as e.g.
- Suitable bleach activators are, for example, N, N, N ', N'-tetraacetylethylene diamine (TAED), sodium p-nonanoyloxybenzenesulfonate or N-methylmorpholinium acetonitrile methyl sulfate.
- TAED N, N, N ', N'-tetraacetylethylene diamine
- Enzymes preferably used in detergents are proteases, lipases, amylases, cellulases, oxidases or peroxidases.
- Suitable color transfer inhibitors are, for example, homopolymers and copolymers of 1-vinylpyrrolidone, 1-vinylimidazole or 4-vinylpyridine-N-oxide. Homo- and copolymers of 4-vinylpyridine reacted with chloroacetic acid are also suitable as color transfer inhibitors.
- a detailed description of the detergent ingredients mentioned can be found, for example, in WO 99/06524 or WO 99/04313 and in Liquid Detergents, Editor: Kuo-Yann Lai, Surfactant Sei. Ser., Vol. 67, Marcel Decker, New York, 1997, pp. 272-304. For typical ingredients, reference is also made to the chapter Detergents (Part 3, Detergent Ingredients, Part 4, Household Detergents and Part 5, Institutional Detergents) in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Version 2.0.
- the concentration of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes in the wash liquor is, for example, 10 to 5000 ppm and is preferably in the range from 50 to 1000 ppm.
- the textiles treated with the cationically modified particulate polyurethanes in the main washing cycle of the washing machine not only wrinkle significantly less than untreated textiles. They are also easier to iron, softer and smoother, more dimensionally and dimensionally stable and after washing several times they look less "used" due to their fiber and color protection, so they have less lint and knots and less color damage or fading.
- the cationically modified, particulate anionic polyurethanes can be used in the so-called soft or conditioner rinse after the main wash cycle.
- concentration of the particulate polyurethanes in the wash liquor is, for example, 10 to 5000 ppm and is preferably in the range from 50 to 1000 ppm.
- Ingredients typical for a fabric softener or conditioner may possibly be present in the wash liquor.
- the textiles treated in this way also have a very good crease protection after drying on a line or preferably in a tumble dryer, which is associated with the positive effects on ironing already described above.
- the anti-crease can be significantly increased by briefly ironing the textiles after drying.
- Treatment in a soft or conditioner cycle also has a positive effect on the shape stability of the textiles. Furthermore, the formation of knots and lint is inhibited and color damage is suppressed.
- the invention also relates to a laundry detergent containing
- e) 0 to 30% by weight of other conventional ingredients such as lubricants, wetting agents, film-forming polymers, fragrances and dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides and preservatives, and
- Suitable silicones b) are the silicones mentioned above.
- Preferred cationic surfactants c) are selected from the group of the quaternary diesterammonium salts, the quaternary tetraalkylammonium salts, the quaternary diamidoammonium salts, the amidoamine esters and imidazolium salts. These are preferably contained in the laundry detergent in an amount of 3 to 30% by weight.
- Examples are quaternary diester ammonium salts which have two C ⁇ to C 2 alk (en) yl carbonyloxy (mono- to pentamethylene) radicals and two to C 3 alkyl or hydroxyalkyl radicals on the quaternary N atom and, for example, as a counterion Wear chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate.
- Quaternary diesterammonium further include in particular those corresponding to the trimethylene group carries a C ⁇ - to C 22 -alk (en) ylcarbonyloxytrimethylen radical, on the central carbon atom form a C ⁇ - to C 22 -alk (en) ylcarbonyloxy radical, and have three Ci to C 3 alkyl or hydroxyalkyl radicals on the quaternary N atom and, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate as counterions.
- Quaternary tetraalkylammonium salts are in particular those which have two Ci to C 6 alkyl radicals and two C 8 - to C 24 -alk (en) yl radicals on the quaternary nitrogen atom and having, as counterion, chloride, bromide, methylsulfate, or sulfate wear.
- Quaternary diamidoammonium are in particular those which have two C 8 - to C 4 - a substituent selected from hydrogen, methyl, ethyl and polyoxyethylene having up to 5 oxyethylene units alk (en) ylcarbonylaminoethylene residues, and as fourth radical have a methyl group on the quaternary N atom and carry, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate as counterion.
- Amidoamino esters are, in particular, tertiary amines which, as substituents on the N atom, have a C ⁇ to C 22 alk (en) ylcarbonylamino (mono- to trimethylene) radical, a C ⁇ to C 22 alk (en) ylcarbonyloxy (mono- to trimethylene) residue and a methyl group.
- Imidazolinium salts are in particular those in which the 2-position of the heterocycle, a C 14 - to C 18 -alk (en) yl radical, the neutral N-atom form a C 14 - to C 18 -alk (en) ylcarbonyl (oxy or amino) carry the ethylene radical and hydrogen, methyl or ethyl on the N atom carrying the positive charge; counterions here are, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate.
- Polymer 1 polyethyleneimine with a molecular weight of 25,000
- Polymer 2 high molecular weight polyethyleneimine with a molecular weight of 2,000,000
- polymer 3 polydiallyldimethylammonium chloride with a molecular weight of 100,000.
- dispersion I 50 g of dispersion I were metered in at room temperature and pH 7 to 50 g of a 0.8% strength by weight aqueous solution of polymer 1 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
- dispersion I 50 g of dispersion I were metered in at room temperature and pH 7 to 100 g of a 0.8% strength by weight aqueous solution of polymer 2 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
- dispersion II 50 g of dispersion II were metered in at room temperature and pH 7 to 50 g of a 1.2% strength by weight aqueous solution of polymer 3 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
- Dispersion III was diluted with water (pH 7.1 mmol / l water hardness) to a solids content of 0.02% by weight.
- a white cotton fabric (10 g) was suspended in the stirred liquor (600 ml) for 30 minutes. The cotton fabric was then removed and dried. On the dry tissue, the crease recovery (de-crease) was determined according to DLN 53890. The greater the crease recovery angle after the loss of the force acting on the tissue, the more effective the dispersion.
- white cotton fabric was treated with dispersions IV and V and, for the purpose of comparison, with unmodified dispersions I and II, and the crease recovery angle was determined. The results are shown in Table 1.
- the liquor ratio was 1:10.
- the fabric softener / conditioner After the fabric softener / conditioner, the fabric was removed and dried in a tumble dryer (cupboard dry program). After drying, the flat tissue samples were visually graded based on AATCC test method 124, where grade 1 means that the fabric is very creased and has many folds, while grade 5 is given for crease-free and wrinkle-free fabric.
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Abstract
The invention relates to cationically modified, particulate anionic polyurethanes having a particle size ranging from 10 nm to 10 ñm, whereby the particulate polyurethanes are cationically modified by covering their surface with cationic polymers. Preferred cationic polymers are: polymers containing vinylamine units; polymers containing vinylimidazole units; polymers containing quaternary vinylimidazole units; condensates that consist of imidazole and of epichlorohydrin; cross-linked polyamidoamines; cross-linked polyamidoamines grafted with ethylene imine; polyethylene imines; alkoxylated polyethylene imines; cross-linked polyethylene imines; amidated polyethylene imines; alkylated polyethylene imines; polyamines; amine-epichlorohydrin polycondensates; alkoxylated polyamines; polyallylamines; polydimethyldiallylammonium chlorides; polymers containing alkaline (meth)acrylamide units or (meth)acrylester units; polymers containing alkaline quaternary (meth)acrylamide units or (meth)acrylester units, and; lysine condensates.
Description
Kationisch modifizierte anionische Polyurethandispersionen Cationically modified anionic polyurethane dispersions
Die Erfindung betrifft kationisch modifizierte teilchenformige anionische Polyurethane, diese enthaltende wässrige Polyurethandispersionen, die Verwendung der teilchenförmigen Polyurethane und der Polyurethandispersionen, Verfahren zur Behandlung von Oberflächen und Behandlungsmittel hierfür, die die kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane enthalten.The invention relates to cationically modified particulate anionic polyurethanes, aqueous polyurethane dispersions containing them, the use of the particulate polyurethanes and the polyurethane dispersions, processes for treating surfaces and treatment agents therefor which contain the cationically modified particulate anionic polyurethanes.
Anionische Polyurethandispersionen werden in der Technik verwendet, um die Eigenschaften von Oberflächen zu modifizieren. Beispielsweise verwendet man wässrige anionische Polyurethandispersionen in konzentrierter Form für die Ausrüstung und Beschichtung von Textilien und textilen Substraten oder bei der Lederzurichtung. Die Dispersionen werden durch gängige Methoden, wie z.B. Rakeln, Streichen, Tränken oder Imprägnieren auf ein Substrat aufgebracht und dann getrocknet. Dabei verfilmen die feinverteilten Partikel und verleihen der jeweiligen Oberfläche neue Eigenschaften.Anionic polyurethane dispersions are used in the art to modify the properties of surfaces. For example, aqueous anionic polyurethane dispersions are used in concentrated form for finishing and coating textiles and textile substrates or for leather finishing. The dispersions are made by common methods, e.g. Squeegee, brush, soak or impregnate applied to a substrate and then dried. The finely divided particles film and give the respective surface new properties.
Wasch-, Spül-, Reinigungs- und Pflegeprozesse werden dagegen üblicherweise in einer stark verdünnten wässrigen Flotte durchgeführt, wobei die Inhaltsstoffe der jeweils angewendeten Formulierung nicht auf dem Substrat verbleiben, sondern vielmehr mit dem Abwasser entsorgt werden. Die Modifizierung von Oberflächen mit anionischen Polyurethandispersionen gelingt in verdünnter wässriger Flotte aufgrund der mangelhaften Oberflächenaffinität der Polyurethan-Teilchen nur in gänzlich unbefriedigendem Maße.Washing, rinsing, cleaning and maintenance processes, on the other hand, are usually carried out in a highly dilute aqueous liquor, the ingredients of the formulation used not remaining on the substrate, but rather being disposed of with the waste water. The modification of surfaces with anionic polyurethane dispersions is only possible to an entirely unsatisfactory extent in dilute aqueous liquor due to the poor surface affinity of the polyurethane particles.
US 3.580,853 beschreibt eine Waschmittelformulierung, die wasserunlösliche feinteilige Substanzen wie Biozide und bestimmte kationische Polymere enthält, die die Ablagerung und Retention der Biozide auf der Oberfläche des Waschguts erhöhen.US 3,580,853 describes a detergent formulation which contains water-insoluble, finely divided substances such as biocides and certain cationic polymers which increase the deposition and retention of the biocides on the surface of the laundry.
Aus der US 5,476,660 ist das Prinzip der Verwendung polymerer Retentionsmittel für kationische oder zwitterionische Dispersionen von Polystyrol oder Wachs bekannt, die in den dispergierten Teilchen einen Aktivstoff eingebettet enthalten. Diese dispergierten Teilchen werden als "Carrier Particle" bezeichnet, weil sie auf der behandelten Oberfläche haften und dort den Aktivstoff z.B. bei der Anwendung in tensidhaltigen Formulierungen freisetzen.
WO 01/94516 beschreibt die Verwendung von kationisch modifizierten, teilchenförmigen hydrophoben Polymeren auf Basis von ethylenisch ungesättigten Monomeren als Zusatz zu Spül- oder Pflegemitteln für Textilien und als Zusatz zu Waschmitteln. Die teilchenförmigen, hydrophoben Polymere sind vorzugsweise aus wasserunlöslichen, nichtionischen Monomeren wie Alkylacrylaten aufgebaut. Die kationische Modifizierung erfolgt durch Belegung der hydrophoben Polymerteilchen mit kationischen Polymeren.No. 5,476,660 discloses the principle of using polymeric retention agents for cationic or zwitterionic dispersions of polystyrene or wax, which contain an active substance embedded in the dispersed particles. These dispersed particles are referred to as "carrier particles" because they adhere to the treated surface and release the active substance there, for example when used in formulations containing surfactants. WO 01/94516 describes the use of cationically modified, particulate hydrophobic polymers based on ethylenically unsaturated monomers as additives for detergents or care products for textiles and as additives for detergents. The particulate, hydrophobic polymers are preferably made up of water-insoluble, nonionic monomers such as alkyl acrylates. The cationic modification is carried out by coating the hydrophobic polymer particles with cationic polymers.
WO 01/94517 beschreibt die Verwendung von kationisch modifizierten, teilchenförmigen hydrophoben Polymeren auf Basis ethylenisch ungesättigter Monomerer als Zusatz zu Spül-, Reinigungs- und Imprägniermitteln für harte Oberflächen.WO 01/94517 describes the use of cationically modified, particulate hydrophobic polymers based on ethylenically unsaturated monomers as additives for dishwashing, cleaning and impregnating agents for hard surfaces.
Aufgabe der Erfindung ist es, Behandlungsmittel für textile und nicht-textile Materialien bereitzustellen, die auch in stark verdünnter wässriger Flotte angewendet werden können und die den Oberflächen der behandelten Materialien bzw. den Materialien selbst vorteilhafte Eigenschaften verleihen.The object of the invention is to provide treatment agents for textile and non-textile materials which can also be used in highly dilute aqueous liquor and which impart advantageous properties to the surfaces of the treated materials or the materials themselves.
Gelöst wird die Aufgabe durch kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane mit einer Teilchengröße von 10 nm bis 10 μm, wobei die teilchenförmigen Polyurethane durch Belegung ihrer Oberfläche mit kationischen Polymeren kationisch modifiziert sind, sowie durch kationisch modifizierte, wässrige anionische Polyurethandispersionen, die die kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane enthalten.The object is achieved by cationically modified, particulate anionic polyurethanes with a particle size of 10 nm to 10 μm, the particulate polyurethanes being cationically modified by coating their surface with cationic polymers, and by cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions which modify the cationically modified, contain particulate anionic polyurethanes.
Gelöst wird die Aufgabe ferner durch Verwendung der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane als oberflächenmodifizierender Zusatz in Wasch-, Spül-, Pflege- oder Reinigungsmitteln.The object is further achieved by using the cationically modified, particulate anionic polyurethanes as a surface-modifying additive in detergents, dishwashing agents, care products or cleaning agents.
Gelöst wird die Aufgabe ferner durch Verwendung der kationisch modifizierten, wässrigen anionischen Polyurethandispersionen als Spül-, Wasch- oder Reinigungsflotte.The object is further achieved by using the cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions as rinsing, washing or cleaning liquors.
Die teilchenförmigen Polyurethane, die durch Belegung ihrer Oberfläche kationisch modifiziert werden, weisen anionische Gruppen auf. Sie können daneben auch kationische Gruppen aufweisen, solange die Teilchen insgesamt eine anionische Nettoladung aufweisen. Diese äußert sich darin, dass die Polyurethan-Teilchen im elektrischen Feld bei gegebenem pH- Wert zur Anode wandern. Es können somit sowohl rein anionische als auch amphothere Polyurethandispersionen kationisch modifiziert werden, solange der anionische Charakter der Polyurethandispersionen überwiegt, das heißt der molare Anteil der im Polymer enthaltenen anionischen Einheiten größer ist als der molare Anteil der im
Polymer enthaltenen kationischen Einheiten. Derartige Polyurethandispersionen mit überwiegend anionischem Charakter werden nachfolgend als anionische Polyurethandispersionen bezeichnet. Durch Belegung der Teilchenoberfläche der anionischen Polyurethanteilchen mit kationischen Polymeren gelingt es, diese kationisch zu modifizieren, so dass die Teilchen an ihrer Oberfläche eine kationische Netto-Ladung aufweisen und sich ihre Wanderungsrichtung im elektrischen Feld umkehrt.The particulate polyurethanes, which are cationically modified by coating their surface, have anionic groups. In addition, they can also have cationic groups, as long as the particles as a whole have a net anionic charge. This manifests itself in the fact that the polyurethane particles migrate to the anode in the electric field at a given pH value. Both purely anionic and amphoteric polyurethane dispersions can thus be modified cationically as long as the anionic character of the polyurethane dispersions predominates, that is to say the molar proportion of the anionic units contained in the polymer is greater than the molar proportion of the Polymer contained cationic units. Such polyurethane dispersions with a predominantly anionic character are referred to below as anionic polyurethane dispersions. By coating the particle surface of the anionic polyurethane particles with cationic polymers, it is possible to modify them cationically, so that the particles have a net cationic charge on their surface and their direction of migration in the electric field is reversed.
Die an der Oberfläche kationisch modifizierten, teilchenförmigen Polyurethane sind beispielsweise durch Behandlung von wässrigen anionischen Polyurethandispersionen mit Polyurethanteilchen einer Größe von 10 nm bis 10 μm mit einer wässrigen Lösung oder Dispersion eines kationischen Polymers erhältlich. Dies geschieht am einfachsten in der Weise, dass man die wässrige anionische Polyurethandispersion, die Teilchen mit einer Teilchengröße von 10 nm bis 10 μm enthält, mit der wässrigen Lösung oder Dispersion des kationischen Polymers vereinigt. Die kationischen Polymere werden dabei vorzugsweise in Form von wässrigen Lösungen eingesetzt. Geeignet sind jedoch auch wässrige Dispersionen von kationischen Polymeren, wobei die darin dispergierten Teilchen der kationischen Polymere einen mittleren Durchmesser von bis zu 1 μm aufweisen.The surface-modified, particulate polyurethanes can be obtained, for example, by treating aqueous anionic polyurethane dispersions with polyurethane particles having a size of 10 nm to 10 μm with an aqueous solution or dispersion of a cationic polymer. The easiest way to do this is to combine the aqueous anionic polyurethane dispersion, which contains particles with a particle size of 10 nm to 10 μm, with the aqueous solution or dispersion of the cationic polymer. The cationic polymers are preferably used in the form of aqueous solutions. However, aqueous dispersions of cationic polymers are also suitable, the particles of the cationic polymers dispersed therein having an average diameter of up to 1 μm.
Das Vermischen der wässrigen anionischen Polyurethandispersion und der Lösung bzw. Dispersion der kationischen Polymere kann bei Temperaturen von beispielsweise 0 bis 100 °C erfolgen. Die zur kationischen Modifizierung benötigte Menge an kationischen Polymeren ist abhängig sowohl von der Oberflächen-Nettoladung der Polyurethanteilchen als auch von der Ladungsdichte der kationischen Polymere bei dem pH- Wert, der während der Belegung der Polyurethanteilchen mit den kationischen Polymeren herrscht. Das Gewichtsverhältnis von dispergierten Polyurethanteilchen zu kationischen Polymeren beträgt in der Regel von 100 : 0,5 bis 100 : 5.The aqueous anionic polyurethane dispersion and the solution or dispersion of the cationic polymers can be mixed at temperatures of, for example, 0 to 100.degree. The amount of cationic polymers required for the cationic modification depends both on the net surface charge of the polyurethane particles and on the charge density of the cationic polymers at the pH which prevails during the coating of the polyurethane particles with the cationic polymers. The weight ratio of dispersed polyurethane particles to cationic polymers is generally from 100: 0.5 to 100: 5.
Überraschender Weise bewirkt die Gegenwart der kationischen Polymere nicht eine Koagulation der - entgegengesetzt geladenen - anionischen Dispersionsteilchen, sondern es werden stabile Dispersionen der kationisch modifizierten Teilchen erhalten.Surprisingly, the presence of the cationic polymers does not cause the - oppositely charged - anionic dispersion particles to coagulate, but rather stable dispersions of the cationically modified particles are obtained.
Durch die kationische Modifikation wird die Affinität der anionischen PolyurethanteilchenThe affinity of the anionic polyurethane particles is reduced by the cationic modification
- unter Erhalt ihrer erwünschten filmbildenden, oberflächenmodifizierenden Eigenschaften- while maintaining their desired film-forming, surface-modifying properties
- zu der zu behandelnden Oberfläche, beispielsweise der Oberfläche einer Textilfaser, so weit erhöht, dass die Polyurethanteilchen ohne weiteres aus stark verdünnten wässrigen- To the surface to be treated, for example the surface of a textile fiber, increased to such an extent that the polyurethane particles are readily obtained from highly dilute aqueous solutions
Behandlungsflotten auf die Oberfläche aufziehen.Apply treatment liquors to the surface.
A Wässrige Polyurethandispersionen
Zweckmäßigerweise stellt man die wässrigen anionischen Polyurethandispersionen her durch Umsetzung vonA Aqueous polyurethane dispersions The aqueous anionic polyurethane dispersions are expediently prepared by reacting
a) mehrwertigen Isocyanaten mit 4 bis 30 C- Atomen,a) polyvalent isocyanates with 4 to 30 carbon atoms,
b) Diolen, von denenb) diols, of which
bl) 10 bis 100 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 500 bis 5000 aufweisen, undbl) 10 to 100 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 500 to 5000, and
b2) 0 bis 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), ein Molekulargewicht von 62 bis 500 g/mol aufweisen,b2) 0 to 90 mol%, based on the total amount of diols (b), have a molecular weight of 62 to 500 g / mol,
c) gegebenenfalls weiteren von den Diolen (b) verschiedenen mehrwertigen Verbindungen mit reaktiven Gruppen, bei denen es sich um alkoholische Hydroxylgruppen oder primäre oder sekundäre Aminogruppen handelt, undc) optionally further polyvalent compounds with reactive groups which differ from the diols (b) and which are alcoholic hydroxyl groups or primary or secondary amino groups, and
d) von den Monomeren (a), (b) und (c) verschiedenen Monomeren mit wenigstens einer Isocyanatgruppe oder wenigstens einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktivend) monomers different from the monomers (a), (b) and (c) with at least one isocyanate group or at least one reactive towards isocyanate groups
Gruppe, die darüber hinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe I oder eine potentiell hydrophile Gruppe tragen, wodurch die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane bewirkt wird,A group which additionally carries at least one hydrophilic group I or a potentially hydrophilic group, which brings about the water dispersibility of the polyurethanes.
zu einem Polyurethan.to a polyurethane.
Als Monomere (a) kommen die üblicherweise in der Polyurethanchemie eingesetzten Polyisocyanate in Betracht.Suitable monomers (a) are the polyisocyanates customarily used in polyurethane chemistry.
Insbesondere zu nennen sind Diisocyanate X(NCO)2, wobei X für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 15 Kohlenstoffatomen steht. Beispiele derartiger Diisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendusocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, l-Isocyanato-3,5,5-trimethyl-5- isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,2-Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)-propan,Particular mention should be made of diisocyanates X (NCO) 2 , where X represents an aliphatic hydrocarbon radical having 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical having 6 to 15 carbon atoms or an araliphatic hydrocarbon radical having 7 to 15 carbon atoms. Examples of such diisocyanates are tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,4-diisocyanatocyclohexane, l-isocyanato-3,5,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI), 2,2-bis (4-isocyanatocyclohexyl) propane,
Trimethylhexandiisocyanat, 1,4-Diisocyanatobenzol, 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6- Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan, 2,4-Diisocyanato-diphenylmethan,
p-Xylylendiisocyanat, m- und p-α, α, α', α'-Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), die Isomeren des Bis-(4-isocyanatocyclohexyl)methan wie das trans/trans-, das cis/cis- und das cis/trans-Isomere sowie aus diesen Verbindungen bestehende Gemische.Trimethylhexane diisocyanate, 1,4-diisocyanatobenzene, 2,4-diisocyanatotoluene, 2,6-diisocyanatotoluene, 4,4'-diisocyanato-diphenylmethane, 2,4-diisocyanato-diphenylmethane, p-xylylene diisocyanate, m- and p-α, α, α ', α'-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), the isomers of bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane such as trans / trans, cis / cis and cis / trans isomers and mixtures consisting of these compounds.
Als Gemische dieser Isocyanate sind besonders die Mischungen der jeweiligen Strukturisomeren von Diisocyanatotoluol und Diisocyanato-diphenylmethan von Bedeutung, insbesondere ist die Mischung aus 20 mol-% 2,4 Diisocyanatotoluol und 80 mol-% 2,6-Diisocyanatotoluol geeignet. Weiterhin sind die Mischungen von aromatischen Isocyanaten wie 2,4 Diisocyanatotoluol und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol mit aliphatischen oder cycloaliphatischen Isocyanaten wie Hexamethylendiisocyanat oder IPDI besonders vorteilhaft, wobei das bevorzugte Mischungsverhältnis der aliphatischen zu aromatischen Isocyanate 4 : 1 bis 1 : 4 beträgt.The mixtures of the respective structural isomers of diisocyanatotoluene and diisocyanatodiphenylmethane are particularly important as mixtures of these isocyanates, and the mixture of 20 mol% 2.4 diisocyanatotoluene and 80 mol% 2,6-diisocyanatotoluene is particularly suitable. Furthermore, the mixtures of aromatic isocyanates such as 2,4 diisocyanatotoluene and / or 2,6-diisocyanatotoluene with aliphatic or cycloaliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate or IPDI are particularly advantageous, the preferred mixing ratio of the aliphatic to aromatic isocyanates being 4: 1 to 1: 4.
Als Verbindungen (a) kann man auch Isocyanate einsetzen, die neben den freien Isocyanatgruppen weitere verkappte Isocyanatgruppen, z.B. Uretdion- oder Urethangruppen tragen.As compounds (a) it is also possible to use isocyanates which, in addition to the free isocyanate groups, contain further blocked isocyanate groups, e.g. Wear uretdione or urethane groups.
Gegebenenfalls können auch solche Isocyanate mitverwendet werden, die nur eine Isocyanatgruppe tragen. Im allgemeinen beträgt ihr Anteil maximal 10 mol-%, bezogen auf die gesamte Molmenge der Monomere. Die Monoisocyanate tragen üblicherweise weitere fünktionelle Gruppen wie olefinische Gruppen oder Carbonylgruppen und dienen zur Einführung von funktionellen Gruppen in das Polyurethan, die die Dispergierung bzw. die Vernetzung oder weitere polymeranaloge Umsetzung des Polyurethans ermöglichen. In Betracht kommen hierfür Monomere wie Isopropenyl-α,α-dimethylbenzylisocyanat (TMI).If necessary, those isocyanates can also be used which carry only one isocyanate group. In general, their proportion is at most 10 mol%, based on the total molar amount of the monomers. The monoisocyanates usually carry further functional groups such as olefinic groups or carbonyl groups and are used to introduce functional groups into the polyurethane which enable the polyurethane to be dispersed or crosslinked or further polymer-analogously converted. Monomers such as isopropenyl-α, α-dimethylbenzyl isocyanate (TMI) are suitable for this.
Um Polyurethane mit einem gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrad herzustellen, können z.B. dreiwertige und vierwertige Isocyanate eingesetzt werden. Derartige Isocyanate werden z.B. erhalten, indem man zweiwertige Isocyanate miteinander umsetzt, indem man einen Teil ihrer Isocyanatgruppen zu AUophanat- oder Isocyanurat-Gruppen derivatisiert. Handelsübliche Verbindungen sind beispielsweise das Isocyanurat des Hexamethylendiisocyanats.To make polyurethanes with some degree of branching or crosslinking, e.g. trivalent and tetravalent isocyanates are used. Such isocyanates are e.g. obtained by reacting divalent isocyanates with one another by derivatizing part of their isocyanate groups to AUophanat or isocyanurate groups. Commercially available compounds are, for example, the isocyanurate of hexamethylene diisocyanate.
Im Hinblick auf gute Filmbildung und Elastizität kommen als Diole (b) vornehmlich höhermolekulare Diole (bl) in Betracht, die ein Molekulargewicht von etwa 500 bis 5000, vorzugsweise von etwa 1000 bis 3000 g/mol haben.
Bei den Diolen (bl) handelt es sich insbesondere um Polyesterpolyole, die z.B. aus Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S. 62 bis 65 bekannt sind. Bevorzugt werden Polyesterpolyole eingesetzt, die durch Umsetzung von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäuren erhalten werden. Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niederen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyesterpolyole verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch, aromatisch oder heterocyclisch sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein. Als Beispiele hierfür seien genannt: Korksäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetrachlo hthalsäureanhydrid, Endomemylentefrahydrophthalsäureanhydrid,With regard to good film formation and elasticity, diols (b) which can be considered are primarily higher molecular weight diols (b1) which have a molecular weight of about 500 to 5000, preferably of about 1000 to 3000 g / mol. The diols (bl) are in particular polyester polyols, which are known, for example, from Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition, volume 19, pages 62 to 65. Polyester polyols are preferably used which are obtained by reacting dihydric alcohols with dihydric carboxylic acids. Instead of the free polycarboxylic acids, the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or their mixtures can also be used to prepare the polyester polyols. The polycarboxylic acids can be aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic, aromatic or heterocyclic and optionally substituted, for example by halogen atoms, and / or unsaturated. Examples include: suberic acid, azelaic acid, phthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, endomethylene tefrahydrophthalic anhydride,
Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, dimere Fettsäuren. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel HOOC- (CH2)y-COOH, wobei y eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist, z.B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Dodecandicarbonsäure und Sebacinsäure.Glutaric anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, dimeric fatty acids. Dicarboxylic acids of the general formula HOOC- (CH 2 ) y -COOH are preferred, where y is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20, for example succinic acid, adipic acid, dodecanedicarboxylic acid and sebacic acid.
Als mehrwertige Alkohole kommen z.B. Ethylenglykol, Propan-l,2-diol, Propan-l,3-diol, Butan- 1,3-diol, Buten- 1,4-diol, Butin-l-4-diol, Pentan-l,5-diol, Neopentylglykol, Bis- (hydroxymethyl)-cyclohexane wie l,4-Bis-(hydroxymethyl)cyclohexan, 2-Methyl-propan- 1,3-diol, ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykol, Dipropylenglykol, Polypropylenglykol, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Betracht. Bevorzugt sind Alkohole der allgemeinen Formel HO-(CH2)x-OH, wobei x eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine gerade Zahl von 2 bis 20 ist. Beispiele hierfür sind Ethylenglycol, Butan- 1,4-diol, Hexan- 1,6-diol, Octan-l-,8-diol und Dodecan-l,12-diol.Examples of polyhydric alcohols are ethylene glycol, propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, butane-1,3-diol, butene-1,4-diol, butyne-1,4-diol, pentane-1 , 5-diol, neopentyl glycol, bis (hydroxymethyl) cyclohexanes such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 2-methyl-propane-1,3-diol, furthermore diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol , Dibutylene glycol and polybutylene glycols. Alcohols of the general formula HO- (CH 2 ) x -OH are preferred, where x is a number from 1 to 20, preferably an even number from 2 to 20. Examples of these are ethylene glycol, butane-1,4-diol, hexane-1,6-diol, octane-l-, 8-diol and dodecane-l, 12-diol.
Ferner kommen auch Polycarbonat-Diole, wie sie z.B. durch Umsetzung von Phosgen mit einem Überschuß von den als Aufbaukomponenten für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen Alkohole erhalten werden können, in Betracht.In addition, there are also polycarbonate diols, such as those e.g. can be obtained by reacting phosgene with an excess of the low molecular weight alcohols mentioned as synthesis components for the polyester polyols.
Geeignet sind auch Polyesterdiole auf Lacton-Basis, wobei es sich um Homo- oder Mischpolymerisate von Lactonen, bevorzugt um endständige Hydroxylgruppen aufweisende Anlagerungsprodukte von Lactonen an geeignete difunktionelle Startermoleküle handelt. Als Lactone kommen bevorzugt solche in Betracht, die von Hydroxycarbonsäuren der allgemeinen Formel HO-(CH2)z-COOH, wobei z eine Zahl von 1 bis 20, bevorzugt eine ungerade Zahl von 3 bis 19 ist, abgeleitet sind, z.B. epsilon- Caprolacton, ß-Propiolacton, gamma-Butyrolacton und/oder Methyl-epsilon-caprolacton sowie deren Gemische. Geeignete Starterkomponenten sind z.B. die vorstehend als
Aufbaukomponente für die Polyesterpolyole genannten niedermolekularen zweiwertigen Alkohole. Die entsprechenden Polymerisate des epsilon-Caprolactons sind besonders bevorzugt. Auch niedere Polyesterdiole oder Polyetherdiole können als Starter zur Herstellung der Lacton-Polymerisate eingesetzt sein. Anstelle der Polymerisate von Lactonen können auch die entsprechenden, chemisch äquivalenten Polykondensate der den Lactonen entsprechenden Hydroxycarbonsäuren, eingesetzt werden.Lactone-based polyester diols are also suitable, these being homopolymers or copolymers of lactones, preferably addition products of lactones with terminal hydroxyl groups onto suitable difunctional starter molecules. Preferred lactones are those which are derived from hydroxycarboxylic acids of the general formula HO- (CH 2 ) z -COOH, where z is a number from 1 to 20, preferably an odd number from 3 to 19, for example epsilon-caprolactone , ß-propiolactone, gamma-butyrolactone and / or methyl-epsilon-caprolactone and mixtures thereof. Suitable starter components are, for example, the above Component for the polyester polyols called low molecular weight dihydric alcohols. The corresponding polymers of epsilon-caprolactone are particularly preferred. Lower polyester diols or polyether diols can also be used as starters for the preparation of the lactone polymers. Instead of the polymers of lactones, the corresponding chemically equivalent polycondensates of the hydroxycarboxylic acids corresponding to the lactones can also be used.
Daneben kommen als Monomere (bl) Polyetherdiole in Betracht. Sie sind insbesondere durch Polymerisation von Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran, Styroloxid oder Epichlorhydrin mit sich selbst, z.B. in Gegenwart von BF3 oder durch Anlagerung dieser Verbindungen gegebenenfalls im Gemisch oder nacheinander, an Startkomponenten mit reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, wie Alkohole oder Amine, z.B. Wasser, Ethylenglykol, Propan-l,2-diol, Propan-l,3-diol, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)- propan oder Anilin erhältlich. Besonders bevorzugt ist Polytetrahydrofuran mit einem Molekulargewicht von 2000 bis 5000, und vor allem 3500 bis 4500.In addition, polyether diols are suitable as monomers (b1). They are in particular by polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran, styrene oxide or epichlorohydrin with themselves, for example in the presence of BF 3 or by addition of these compounds, if appropriate in a mixture or in succession, to starting components with reactive hydrogen atoms, such as alcohols or amines, for example Water, ethylene glycol, propane-l, 2-diol, propane-l, 3-diol, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane or aniline are available. Polytetrahydrofuran with a molecular weight of 2000 to 5000, and especially 3500 to 4500, is particularly preferred.
Die Polyesterdiole und Polyetherdiole können auch als Gemische im Verhältnis 0,1 : 1 bis 9 : 1 eingesetzt werden.The polyester diols and polyether diols can also be used as mixtures in a ratio of 0.1: 1 to 9: 1.
Die Härte und der Elastizitätsmodul der Polyurethane läßt sich erhöhen, wenn als Diole (b) neben den Diolen (bl) noch niedermolekulare Diole (b2) mit einem Molekulargewicht von etwa 50 bis 500, vorzugsweise von 60 bis 200 g/mol, eingesetzt werden.The hardness and the modulus of elasticity of the polyurethanes can be increased if, in addition to the diols (b1), low molecular weight diols (b2) with a molecular weight of about 50 to 500, preferably from 60 to 200 g / mol are used as the diols (b).
Als Monomere (b2) werden vor allem die Aufbaukomponenten der für die Herstellung von Polyesterpolyolen genannten kurzkettigen Alkandiole eingesetzt, wobei die unverzweigten Diole mit 2 bis 12C- Atomen und einer geradzahligen Anzahl von C- Atomen sowie Pentandiol-1,5 und Neopentylglykol bevorzugt werden.The structural components of the short-chain alkanediols mentioned for the production of polyester polyols are primarily used as monomers (b2), the unbranched diols having 2 to 12 carbon atoms and an even number of carbon atoms, and 1,5-pentanediol and neopentyl glycol being preferred.
Bevorzugt beträgt der Anteil der Diole (bl), bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), 10 bis 100 mol-% und der Anteil der Monomere (b2), bezogen auf die Gesamtmenge der Diole (b), 0 bis 90 mol-%. Besonders bevorzugt beträgt das Verhältnis der Diole (bl) zu den Monomeren (b2) 0,2 : 1 bis 5 : 1, besonders bevorzugt 0,5 : 1 bis 2 : 1.The proportion of diols (bl), based on the total amount of diols (b), is preferably 10 to 100 mol% and the proportion of monomers (b2), based on the total amount of diols (b), 0 to 90 mol% %. The ratio of the diols (bl) to the monomers (b2) is particularly preferably 0.2: 1 to 5: 1, particularly preferably 0.5: 1 to 2: 1.
Die Monomere (c), die von den Diolen (b) verschieden sind, dienen im allgemeinen der Vernetzung oder der Kettenverlängerung. Es sind im allgemeinen mehr als zweiwertige, nicht-aromatische Alkohole, Amine mit 2 oder mehr primären und/oder sekundären Aminogruppen sowie Verbindungen, die neben einer oder mehreren alkoholischen Hydroxylgruppen eine oder mehrere primäre und/oder sekundäre Aminogruppen tragen.
Alkohole mit einer höheren Wertigkeit als 2, die zur Einstellung eines gewissen Verzweigungs- oder Vernetzungsgrades dienen können, sind z.B. Trimethylolpropan, Glycerin oder Zucker. ,The monomers (c), which are different from the diols (b), are generally used for crosslinking or chain extension. They are generally more than dihydric, non-aromatic alcohols, amines with 2 or more primary and / or secondary amino groups, and compounds which, in addition to one or more alcoholic hydroxyl groups, carry one or more primary and / or secondary amino groups. Alcohols with a higher valence than 2, which can serve to establish a certain degree of branching or crosslinking, are, for example, trimethylolpropane, glycerol or sugar. .
Ferner kommen Monoalkohole in Betracht, die neben der Hydroxylgruppe eine weitere gegenüber Isocyanaten reaktive Gruppe tragen wie Monoalkohole mit einer oder mehreren primären und/oder sekundären Aminogruppen, z.B. Monoethanolamin.Also suitable are monoalcohols which, in addition to the hydroxyl group, carry a further group which is reactive toward isocyanates, such as monoalcohols having one or more primary and / or secondary amino groups, e.g. Monoethanolamine.
Polyamine mit 2 oder mehr primären und/oder sekundären Aminogruppen werden vor allem dann eingesetzt, wenn die Kettenverlängerung bzw. Vernetzung in Gegenwart von Wasser stattfinden soll, da Amine in der Regel schneller als Alkohole oder Wasser mit Isocyanaten reagieren. Das ist häufig dann erforderlich, wenn wässerige Dispersionen von vernetzten Polyurethanen oder Polyurethanen mit hohem Molgewicht gewünscht werden. In solchen Fällen geht man so vor, dass man Präpolymere mit Isocyanatgruppen herstellt, diese rasch in Wasser dispergiert und anschließend durch Zugabe von Verbindungen mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kettenverlängert oder vernetzt.Polyamines with 2 or more primary and / or secondary amino groups are used above all if the chain extension or crosslinking is to take place in the presence of water, since amines generally react faster with isocyanates than alcohols or water. This is often necessary when aqueous dispersions of crosslinked polyurethanes or high molecular weight polyurethanes are desired. In such cases, the procedure is to prepare prepolymers with isocyanate groups, to disperse them rapidly in water and then to chain-lengthen or crosslink them by adding compounds having several isocyanate-reactive amino groups.
Hierzu geeignete Amine sind im allgemeinen polyfunktionelle Amine des Molgewichtsbereiches von 32 bis 500 g/mol, vorzugsweise von 60 bis 300 g/mol, welche mindestens zwei primäre, zwei sekundäre oder eine primäre und eine sekundäre Aminogruppen enthalten. Beispiele hierfür sind Diamine wie Diaminoethan, Diaminopropane, Diaminobutane, Diaminohexane, Piperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexan (Isophorondiamin, IPDA), 4,4'- Diaminodicyclohexylmethan, l,4-Diaminocyclohexan,-Aminoethylethanolamin, Hydrazin, Hydrazinhydrat oder Triamine wie Diethylentriamin oder l,8-Diamino-4- aminomethyloctan.Amines suitable for this purpose are generally polyfunctional amines in the molecular weight range from 32 to 500 g / mol, preferably from 60 to 300 g / mol, which contain at least two primary, two secondary or one primary and one secondary amino groups. Examples include diamines such as diaminoethane, diaminopropane, diaminobutane, diaminohexane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (isophorone diamine, IPDA), 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, l , 4-diaminocyclohexane, -aminoethylethanolamine, hydrazine, hydrazine hydrate or triamines such as diethylenetriamine or 1,8-diamino-4-aminomethyloctane.
Die Amine können auch in blockierter Form, z.B. in Form der entsprechenden Ketimine (siehe z.B. CA-1 129 128), Ketazine (vgl. z.B. die US-A 4 269 748) oder Aminsalze (s. US-A 4 292 226) eingesetzt werden. Auch Oxazolidine, wie sie beispielsweise in der US- A 4 192 937 verwendet werden, stellen verkappte Polyamine dar, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethane zur Kettenverlängerung der Präpolymeren eingesetzt werden können. Bei der Verwendung derartiger verkappter Polyamine werden diese im allgemeinen mit den Präpolymeren in Abwesenheit von Wasser vermischt und diese Mischung anschließend mit dem Dispersionswasser oder einem Teil des Dispersionswassers vermischt, so daß hydrolytisch die entsprechenden Polyamine freigesetzt werden.
Bevorzugt werden Gemische von Di- und Triaminen verwendet, besonders bevorzugt Gemische von Isophorondiamin und Diethylentriamin. -The amines can also be used in blocked form, for example in the form of the corresponding ketimines (see, for example, CA-1 129 128), ketazines (see, for example, US Pat. No. 4,269,748) or amine salts (see US Pat. No. 4,292,226) become. Oxazolidines, as are used, for example, in US Pat. No. 4,192,937, represent blocked polyamines which can be used for the chain extension of the prepolymers for the production of the polyurethanes according to the invention. When such capped polyamines are used, they are generally mixed with the prepolymers in the absence of water and this mixture is then mixed with the dispersion water or part of the dispersion water, so that the corresponding polyamines are released hydrolytically. Mixtures of di- and triamines are preferably used, particularly preferably mixtures of isophoronediamine and diethylenetriamine. -
Die Polyurethane enthalten bevorzugt kein Polyamin oder 1 bis 10, besonders bevorzugt 4 bis 8 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (b) und (c), eines Polyamins mit mindestens 2 gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen als Monomere (c).The polyurethanes preferably contain no polyamine or 1 to 10, particularly preferably 4 to 8 mol%, based on the total amount of components (b) and (c), of a polyamine with at least 2 amino groups reactive towards isocyanates as monomers (c).
Ferner können zum Kettenabbruch in untergeordneten Mengen, d.h. bevorzugt in Mengen von weniger als 10 mol-%, bezogen auf die Komponenten (b) und (c), Monoalkohole eingesetzt werden. Ihre Funktion ist im allgemeinen ähnlich wie die der Monoisocyanate, d.h. sie dienen hauptsächlich zur Funktionalisierung des Polyurethans. Beispiele sind Ester von Acryl- oder Methacrylsäure wie Hydroxyethylacrylat oder Hydroxyethylmethacrylat.Furthermore, for chain termination in minor quantities, i.e. Mono alcohols are preferably used in amounts of less than 10 mol%, based on components (b) and (c). Their function is generally similar to that of monoisocyanates, i.e. they mainly serve to functionalize the polyurethane. Examples are esters of acrylic or methacrylic acid such as hydroxyethyl acrylate or hydroxyethyl methacrylate.
Um die Wasserdispergierbarkeit der Polyurethane zu erreichen, enthalten die Polyurethane neben den Komponenten (a), (b) und (c) von den Komponenten (a), (b) und (c) verschiedene Monomere (d), die wenigstens eine Isocyanatgruppe oder wenigstens eine gegenüber Isocyanatgruppen reaktive Gruppe und darüber hinaus wenigstens eine hydrophile Gruppe oder eine Gruppe, die sich in hydrophile Gruppen überführen lässt, tragen. Im folgenden Text wird der Begriff "hydrophile Gruppen oder potentiell hydrophile Gruppen" mit "(potentiell) hydrophile Gruppen" abgekürzt. Die (potentiell) hydrophilen Gruppen reagieren mit Isocyanaten wesentlich langsamer als die funktionellen Gruppen der Monomere, die zum Aufbau der Polymerhauptkette dienen. Bei den (potentiell) hydrophilen Gruppen kann es sich um nichtionische oder bevorzugt um ionische hydrophile Gruppen oder um potentiell ionische hydrophile Gruppen handeln.In order to achieve the water dispersibility of the polyurethanes, in addition to components (a), (b) and (c), the polyurethanes contain monomers (d) which differ from components (a), (b) and (c) and which have at least one isocyanate group or carry at least one group which is reactive toward isocyanate groups and, in addition, at least one hydrophilic group or a group which can be converted into hydrophilic groups. In the following text, the term "hydrophilic groups or potentially hydrophilic groups" is abbreviated to "(potentially) hydrophilic groups". The (potentially) hydrophilic groups react with isocyanates much more slowly than the functional groups of the monomers, which are used to build up the main polymer chain. The (potentially) hydrophilic groups can be nonionic or preferably ionic hydrophilic groups or potentially ionic hydrophilic groups.
Der Anteil der Komponenten mit (potentiell) hydrophilen Gruppen an der Gesamtmenge der Komponenten (a), (b), (c) und (d) wird im allgemeinen so bemessen, dass die Molmenge der (potentiell) hydrophilen Gruppen, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere (a) bis (b), 30 bis 1000, bevorzugt 50 bis 500 und besonders bevorzugt 80 bis 300 mmol/kg beträgt.The proportion of components with (potentially) hydrophilic groups in the total amount of components (a), (b), (c) and (d) is generally such that the molar amount of the (potentially) hydrophilic groups, based on the amount by weight of all monomers (a) to (b), 30 to 1000, preferably 50 to 500 and particularly preferably 80 to 300 mmol / kg.
Als nichtionische hydrophile Gruppen kommen insbesondere Polyethylenglycolether aus vorzugsweise 5 bis 100, bevorzugt 10 bis 80 Ethylenoxid- Wiederholungseinheiten, in Betracht. Der Gehalt an Polyethylenoxid-Einheiten beträgt im allgemeinen 0 bis 10, bevorzugt 0 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Gewichtsmenge aller Monomere (a) bis (d).
Bevorzugte Monomere mit nichtionischen hydrophilen Gruppen sind das Polyethylenglykol und Diisocyanate, die einen endständig veretherten Polyethylenglykolrest tragen. Derartige Diisocyanate sowie Verfahren zu deren Herstellung sind in den Patentschriften US 3 905 929 und US 3 920 598 angegeben.Particularly suitable nonionic hydrophilic groups are polyethylene glycol ethers composed of preferably 5 to 100, preferably 10 to 80, repeating ethylene oxide units. The content of polyethylene oxide units is generally 0 to 10, preferably 0 to 6% by weight, based on the amount by weight of all monomers (a) to (d). Preferred monomers with nonionic hydrophilic groups are polyethylene glycol and diisocyanates, which carry a terminally etherified polyethylene glycol residue. Such diisocyanates and processes for their preparation are specified in US Pat. Nos. 3,905,929 and 3,920,598.
Ionische hydrophile Gruppen sind vor allem anionische Gruppen wie die Sulfonat-, die Carboxylat- und die Phosphatgruppe in Form ihrer Alkalimetall- oder Ammoniumsalze sowie kationische Gruppen wie Ammonium-Gruppen, insbesondere protonierte tertiäre Aminogruppen oder quartäre Ammoniumgruppen.Ionic hydrophilic groups are above all anionic groups such as the sulfonate, carboxylate and phosphate groups in the form of their alkali metal or ammonium salts, and cationic groups such as ammonium groups, in particular protonated tertiary amino groups or quaternary ammonium groups.
Potentiell ionische hydrophile Gruppen sind vor allem solche, die sich durch einfache Neutralisations-, Hydrolyse- oder Quaternisierungsreaktionen in die oben genannten ionischen hydrophilen Gruppen überführen lassen, also z.B. Carbonsäuregruppen, Anhydridgruppen oder tertiäre Aminogruppen.Potentially ionic hydrophilic groups are above all those which can be converted into the above-mentioned ionic hydrophilic groups by simple neutralization, hydrolysis or quaternization reactions, e.g. Carboxylic acid groups, anhydride groups or tertiary amino groups.
Ionische Monomere (d) oder potenziell ionische Monomere (d) sind z.B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, S.311-313 und beispielsweise in der DE-A 1 495 745 ausführlich beschrieben.Ionic monomers (d) or potentially ionic monomers (d) are e.g. described in detail in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th edition, volume 19, pages 311-313 and, for example, in DE-A 1 495 745.
Als potentiell kationische Monomere (d) sind vor allem Monomere mit tertiären Aminogruppen von besonderer praktischer Bedeutung, beispielsweise: Tris- (hydroxyalkyl)-amine, N,N'-Bis(hydroxyalkyl)-alkylamine, N-Hydroxyalkyl- dialkylamine, Tris-(aminoalkyl)-amine, N,N'-Bis(aminoalkyl)-alkylamine, N-Aminoalkyl- dialkylamine, wobei die Alkylreste und Alkandiyl-Einheiten dieser tertiären Amine unabhängig voneinander aus 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bestehen. Weiterhin kommen tertiäre Stickstoffatome aufweisende Polyether mit vorzugsweise zwei endständigen Hydroxylgruppen, wie sie z.B. durch Alkoxyiierung von zwei an Aminstickstoff gebundene Wasserstoffatome aufweisende Amine, z.B. Methylamin, Anilin, oder N,N'- Dimethylhydrazin, in an sich üblicher Weise zugänglich sind, in Betracht. Derartige Polyether weisen im allgemeinen ein zwischen 500 und 6000 g/mol liegendes Molgewicht auf.As potentially cationic monomers (d), above all monomers with tertiary amino groups are of particular practical importance, for example: tris (hydroxyalkyl) amines, N, N'-bis (hydroxyalkyl) alkylamines, N-hydroxyalkyl dialkylamines, tris ( aminoalkyl) amines, N, N'-bis (aminoalkyl) alkylamines, N-aminoalkyl dialkylamines, the alkyl radicals and alkanediyl units of these tertiary amines independently of one another consisting of 2 to 6 carbon atoms. In addition, there are polyethers containing tertiary nitrogen atoms, preferably having two terminal hydroxyl groups, such as those e.g. by alkoxylation of two amines containing hydrogen atoms bonded to amine nitrogen, e.g. Methylamine, aniline, or N, N'-dimethylhydrazine, which are accessible in a conventional manner, into consideration. Such polyethers generally have a molecular weight between 500 and 6000 g / mol.
Diese tertiären Amine werden entweder mit Säuren, bevorzugt starken Mineralsäuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Halogenwasserstoffsäuren oder durch Umsetzung mit geeigneten Quaternisierungsmitteln wie d- bis C6-Alkylhalogeniden, z.B. Bromiden oder Chloriden in die Ammoniumsalze überführt.
Als Monomere mit potentiell anionischen Gruppen werden üblicherweise aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische oder aromatische Mono- und Dihydroxycarbonsäuren eingesetzt, die mindestens eine alkoholische Hydroxylgruppe oder eine primäre oder sekundäre Aminogruppe tragen. Bevorzugt sind Dihydroxyalkylcarbonsäuren, vor allem mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie sie auch in der US-A 3 412 054 beschrieben sind. Insbesondere sind Verbindungen der allgemeinen FormelThese tertiary amines are converted into the ammonium salts either with acids, preferably strong mineral acids such as phosphoric acid, sulfuric acid or hydrohalic acids, or by reaction with suitable quaternizing agents such as d- to C 6 -alkyl halides, for example bromides or chlorides. Monomers with potentially anionic groups are usually aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic mono- and dihydroxycarboxylic acids which carry at least one alcoholic hydroxyl group or a primary or secondary amino group. Dihydroxyalkylcarboxylic acids are preferred, especially those with 3 to 10 carbon atoms, as are also described in US Pat. No. 3,412,054. In particular, compounds of the general formula
COOHCOOH
HO — R -R — OHHO - R - R - OH
1 3 1 3
R3 R 3
in welcher R1 und R2 für eine C\- bis C4-Alkandiyl-Einheit und R3 für eine - bis C4- Alkyl-Einheit steht, und vor allem Dimethylolpropionsäure (DMPA) bevorzugt.in which R 1 and R 2 stand for a C \ - to C 4 -alkanediyl unit and R 3 stands for a - to C 4 - alkyl unit, and especially dimethylolpropionic acid (DMPA) is preferred.
Weiterhin eignen sich entsprechende Dihydroxysulfonsäuren undCorresponding dihydroxysulfonic acids and
Dihydroxyphosponsäuren wie 2,3-Dihydroxypropanphosphonsäure.Dihydroxyphosphonic acids such as 2,3-dihydroxypropanephosphonic acid.
Ansonsten geeignet sind Dihydroxylverbindungen mit einem Molekulargewicht über 500 bis 10000 g/mol mit mindestens 2 Carboxylatgruppen, die aus der DE-A 4 140 486 bekannt sind. Sie sind durch Umsetzung von Dihydroxylverbindungen mit Tetracarbonsäuredianhydriden wie Pyromellitsäuredianhydrid oderOtherwise suitable are dihydroxyl compounds with a molecular weight above 500 to 10000 g / mol with at least 2 carboxylate groups, which are known from DE-A 4 140 486. They are by reacting dihydroxyl compounds with tetracarboxylic acid dianhydrides such as pyromellitic acid dianhydride or
Cyclopentantetracarbonsäuredianhydrid im Molverhältnis 2 : 1 bis 1,05 : 1 in einer Polyadditionsreaktion erhältlich. Als Dihydroxylverbindungen sind insbesondere die als Kettenverlängerer aufgeführten Monomere (b2) sowie die Diole (bl) geeignet.Cyclopentantetracarboxylic acid dianhydride in a molar ratio of 2: 1 to 1.05: 1 available in a polyaddition reaction. Particularly suitable dihydroxyl compounds are the monomers (b2) listed as chain extenders and the diols (b1).
Als Monomere (d) mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppen kommen Aminocarbonsäuren wie Lysin, ß- Alanin, die in der DE-A 20 34 479 genannten Addukte von aliphatischen diprimären Diaminen an α, ß-ungesättigte Carbonsäuren udn Sulfonsäuren in Betracht. Solche Verbindungen gehorchen beispielsweise der allgemeinen Formel ISuitable monomers (d) with amino groups which are reactive toward isocyanates are amino carboxylic acids such as lysine, β-alanine, the adducts of aliphatic diprimeric diamines with α, β-unsaturated carboxylic acids and sulfonic acids mentioned in DE-A 20 34 479. Such compounds obey, for example, the general formula I.
H2N-R-NH-R*-X (I)
in der R und R' unabhängig voneinander für eine C - bis C6-Alkandiyl-Einheit, bevorzugt Ethylen, und X für COOH oder SO3H stehen. Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind N-(2-Aminoethyl)-2-aminoethancarbonsäure und die N-(2-Aminoethyl)-2- aminoethansulfonsäure bzw. die entsprechenden Alkalisalze, wobei Na als Gegenion besonders bevorzugt ist.H 2 NR-NH-R * -X (I) in which R and R 'independently of one another are a C - to C 6 -alkanediyl unit, preferably ethylene, and X is COOH or SO 3 H. Particularly preferred compounds of the formula I are N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane carboxylic acid and the N- (2-aminoethyl) -2-aminoethane sulfonic acid or the corresponding alkali metal salts, Na being a particularly preferred counterion.
Sofern Monomere mit potentiell ionischen Gruppen eingesetzt werden, kann deren Überführung in die ionische Form vor, während, jedoch vorzugsweise nach der Isocyanat- Polyaddition erfolgen, da sich die ionischen Monomeren in der Reaktionsmischung häufig nur schwer lösen. Besonders bevorzugt liegen die Carboxylatgruppen in Form ihrer Salze mit einem Alkaliion oder einem Ammoniumion als Gegenion vor.If monomers with potentially ionic groups are used, they can be converted into the ionic form before, during, but preferably after the isocyanate polyaddition, since the ionic monomers are often difficult to dissolve in the reaction mixture. The carboxylate groups are particularly preferably in the form of their salts with an alkali ion or an ammonium ion as counterion.
Die Monomere (d) und ihre Anteile werden so gewählt, dass ein insgesamt anionischer Charakter der erhaltenen Polyurethandispersionen resultiert.The monomers (d) and their proportions are chosen so that the resultant polyurethane dispersions have an overall anionic character.
Auf dem Gebiet der Polyurethanchemie ist allgemein bekannt, wie das Molekulargewicht der Polyurethane durch Wahl der Anteile der miteinander reaktiven Monomere sowie dem arithmetischen Mittel der Zahl der reaktiven funktionellen Gruppen pro Molekül eingestellt werden kann.It is generally known in the field of polyurethane chemistry how the molecular weight of the polyurethanes can be adjusted by choosing the proportions of the monomers reactive with one another and the arithmetic mean of the number of reactive functional groups per molecule.
Normalerweise werden die Komponenten (a), (b), (c) und (d) sowie ihre jeweiligen Molmengen so gewählt, dass das Verhältnis A : B mitComponents (a), (b), (c) and (d) and their respective molar amounts are normally chosen so that the ratio A: B with
A) der Molmenge an Isocyanatgruppen undA) the molar amount of isocyanate groups and
B) der Summe aus der Molmenge der Hydroxylgruppen und der Molmenge der funktionellen Gruppen, die mit Isocyanaten in einer Additionsreaktion reagieren können,B) the sum of the molar amount of the hydroxyl groups and the molar amount of the functional groups which can react with isocyanates in an addition reaction,
0,5 : 1 bis 2 : 1, bevorzugt 0,8 : 1 bis 1,5, besonders bevorzugt 0,9 : 1 bis 1,2 : 1 beträgt. Ganz besonders bevorzugt liegt das Verhältnis A : B möglichst nahe an 1 : 1.0.5: 1 to 2: 1, preferably 0.8: 1 to 1.5, particularly preferably 0.9: 1 to 1.2: 1. The ratio A: B is very particularly preferably as close as possible to 1: 1.
Neben den Komponenten (a), (b), (c) und (d) werden Monomere mit nur einer reaktiven Gruppe im allgemeinen in Mengen bis zu 15 mol-%, bevorzugt bis zu 8 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (a), (b), (c) und (d) eingesetzt.In addition to components (a), (b), (c) and (d), monomers with only one reactive group are generally used in amounts of up to 15 mol%, preferably up to 8 mol%, based on the total amount of the components (a), (b), (c) and (d) used.
Die Polyaddition der Komponenten (a) bis (d) erfolgt im allgemeinen bei Reaktionstemperaturen von 20 bis 180°C, bevorzugt 50 bis 150°C unter Normaldruck.
Die erforderlichen Reaktionszeiten können sich über wenige Minuten bis einige Stunden erstrecken. Es ist auf dem Gebiet der Polyurethanchemie bekannt, wie die Reaktionszeit durch eine Vielzahl von Parametern wie Temperatur, Konzentration der Monomeren und Reaktivität der Monomeren beeinflusst wird.The polyaddition of components (a) to (d) is generally carried out at reaction temperatures of 20 to 180 ° C, preferably 50 to 150 ° C under normal pressure. The required response times can range from a few minutes to a few hours. It is known in the field of polyurethane chemistry how the reaction time is influenced by a large number of parameters such as temperature, concentration of the monomers and reactivity of the monomers.
Zur Beschleunigung der Reaktion der Diisocyanate können die üblichen Katalysatoren, wie Dibutylzinndilaurat, Zinn-II-octoat oder Diazabicyclo-(2,2,2)-octan mitverwendet werden.To accelerate the reaction of the diisocyanates, the customary catalysts, such as dibutyltin dilaurate, stannous octoate or diazabicyclo (2,2,2) octane, can also be used.
Als Polymerisationsapparate kommen Rührkessel in Betracht, insbesondere dann, wenn durch Mitverwendung von Lösungsmitteln für eine niedrige Viskosität und eine gute Wärmeabfuhr gesorgt ist.Stirred kettles are suitable as polymerization apparatus, in particular if low viscosity and good heat dissipation are ensured by the use of solvents.
Wird die Reaktion in Substanz durchgeführt, eignen sich aufgrund der meist hohen Viskositäten und der meist nur kurzen Reaktionszeiten besonders Extruder, insbesondere selbstreinigende Mehrschneckenextruder.If the reaction is carried out in bulk, extruders, in particular self-cleaning multi-screw extruders, are particularly suitable due to the usually high viscosities and the usually short reaction times.
Meistens werden die Dispersionen nach einem der folgenden Verfahren hergestellt:Most of the time, the dispersions are produced by one of the following processes:
Nach dem "Acetonverfahren" wird in einem mit Wasser mischbaren und bei Normaldruck unter 100°C siedenden Lösungsmittel aus den Komponenten (a) bis (d) ein anionisches Polyurethan hergestellt. Es wird soviel Wasser zugegeben, bis sich eine Dispersion bildet, in der Wasser die kontinuierliche Phase darstellt.According to the "acetone process", an anionic polyurethane is produced from components (a) to (d) in a water-miscible solvent that boils at normal pressure below 100 ° C. Sufficient water is added until a dispersion is formed in which water is the continuous phase.
Das "Präpolymer-Mischverfahren" unterscheidet sich vom Acetonverfahren darin, daß nicht ein ausreagiertes (potentiell) anionisches Polyurethan, sondern zunächst ein Präpolymer hergestellt wird, das Isocyanat-Gruppen trägt. Die Komponenten (a) bis (d) werden hierbei so gewählt, dass das definitionsgemäße Verhältnis A:B von größer 1,0 bis 3, bevorzugt von 1,05 bis 1,5 beträgt. Das Präpolymer wird zuerst in Wasser dispergiert und anschließend durch Reaktion der Isocyanat-Gruppen mit Aminen, die mehr als 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Aminogruppen tragen, vernetzt oder mit Aminen, die 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Aminogruppen tragen, kettenverlängert. Eine Kettenverlängerung findet auch dann statt, wenn kein Amin zugesetzt wird. In diesem Fall werden Isocyanatgruppen zu Amingruppen hydrolysiert, die mit noch verbliebenen Isocyanatgruppen der Präpolymere unter Kettenverlängerung abreagieren.
Üblicherweise wird, falls bei der Herstellung des Polyurethans ein Lösungsmittel mitverwendet wurde, der größte Teil des Lösungsmittels aus der Dispersion entfernt, beispielsweise durch Destillation bei vermindertem Druck. Bevorzugt weisen die Dispersionen einen Lösungsmittelgehalt von weniger als 10 Gew.-% auf und sind besonders bevorzugt frei von Lösungsmitteln.The "prepolymer mixing process" differs from the acetone process in that it does not produce a fully reacted (potentially) anionic polyurethane, but first a prepolymer that carries isocyanate groups. Components (a) to (d) are chosen so that the definition-based ratio A: B is greater than 1.0 to 3, preferably 1.05 to 1.5. The prepolymer is first dispersed in water and then crosslinked by reaction of the isocyanate groups with amines which carry more than 2 amino groups reactive toward isocyanates or chain-extended with amines which carry 2 amino groups reactive with isocyanates. Chain extension also takes place when no amine is added. In this case, isocyanate groups are hydrolyzed to amine groups, which react with remaining isocyanate groups of the prepolymers with chain extension. Usually, if a solvent was used in the production of the polyurethane, most of the solvent is removed from the dispersion, for example by distillation under reduced pressure. The dispersions preferably have a solvent content of less than 10% by weight and are particularly preferably free from solvents.
Die Dispersionen haben im allgemeinen einen Feststoffgehalt von 10 bis 75, bevorzugt von 20 bis 65 Gew.-% und eine Viskosität von 10 bis 500 m Pas, gemessen bei einer Temperatur von 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 250 s"1.The dispersions generally have a solids content of 10 to 75, preferably 20 to 65% by weight and a viscosity of 10 to 500 mPas, measured at a temperature of 20 ° C. and a shear rate of 250 s -1 .
B Kationische PolymereB Cationic polymers
Als kationische Polymere zur Modifizierung der wässrigen anionischen Polyurethandispersionen können sämtliche natürliche oder synthetische kationische Polymere verwendet werden, die Amino- und/oder Ammoniumgruppen enthalten und wasserlöslich sind. Beispiele für solche kationischen Polymere sind Vinylamin-Einheiten enthaltende Polymere, Vinylimidazol-Einheiten enthaltende Polymere, quaternare Vinylimidazol-Einheiten enthaltende Polymere, Kondensate aus Imidazol und Epichlorhydrin, vernetzte Polyamidoamine, mit Ethylenimin gepfropfte vernetzte Polyamidoamine, Polyethylemmine, alkoxylierte Polyethylemmine, vernetzte Polyethylemmine, amidierte Polyethylemmine, alkylierte Polyethylemmine, Polyamine, Amin-Epichlorhydrin-Polykondensate, alkoxylierte Polyamine, Polyallylamine, Polydimethyldiallylammoniumchloride, basische (Meth)acrylamid- oder -ester-Einheiten enthaltende Polymere, basische quaternare (Meth)acrylamid- oder -ester-Einheiten enthaltende Polymere, und/oder Lysinkondensate.All natural or synthetic cationic polymers which contain amino and / or ammonium groups and are water-soluble can be used as cationic polymers for modifying the aqueous anionic polyurethane dispersions. Examples of such cationic polymers are polymers containing vinylamine units, polymers containing vinylimidazole units, polymers containing quaternary vinylimidazole units, condensates of imidazole and epichlorohydrin, crosslinked polyamidoamines, crosslinked polyamidoamines grafted with ethyleneimine, polyethylemmines, alkoxylated polyethyleneimines, crosslinked polyethylemmines , alkylated polyethylemmines, polyamines, amine-epichlorohydrin polycondensates, alkoxylated polyamines, polyallylamines, polydimethyldiallylammonium chlorides, polymers containing basic (meth) acrylamide or ester units, polymers containing basic quaternary (meth) acrylamide or ester units, and / or lysine condensates.
Unter kationischen Polymeren werden auch amphotere Polymerisate verstanden, die eine netto-kationische Ladung aufweisen, d.h. die Polymeren enthalten sowohl anionische als auch kationische Monomere einpolymerisiert, jedoch ist der molare Anteil der im Polymeren enthaltenen kationischen Einheiten größer als der molare Anteil der anionischen Einheiten.Cationic polymers are also understood to mean amphoteric polymers which have a net cationic charge, i.e. the polymers contain both anionic and cationic monomers copolymerized, but the molar proportion of the cationic units contained in the polymer is greater than the molar proportion of the anionic units.
Zur Herstellung von Vinylamin-Einheiten enthaltenden Polymerisaten geht man beispielsweise von offenkettigen N-Vinylcarbonsäureamiden der Formel (I)
Polymers containing vinylamine units are prepared, for example, from open-chain N-vinylcarboxamides of the formula (I)
aus, in der R und R gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff und - bis C6-Alkyl stehen. Geeignete Monomere sind beispielsweise N-Vinylformamid (R1=R2=:H in Formel l), N-Vinyl-N-methylformamid, N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N- methylacetamid, N-Vinyl-N-ethylacetamid, N-Vinyl-N-methylpropionamid und N- Vinylpropionamid. Zur Herstellung der Polymerisate können die genannten Monomeren entweder allein, in Mischung untereinander oder zusammen mit anderen monoethylenisch ungesättigten Monomeren polymerisiert werden. Vorzugsweise geht man von Homo- oder Copolymerisaten des N-Vinylformamids aus. Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate sind beispielsweise aus US 4,421,602, EP-A-0 216 387 und EP-A- 0 251 182 bekannt. Sie werden durch Hydrolyse von Polymerisaten, die die Monomeren der Formel (I) einpolymerisiert enthalten, mit Säuren, Basen oder Enzymen erhalten.from, in which R and R may be the same or different and represent hydrogen and - to C 6 alkyl. Suitable monomers are, for example, N-vinylformamide (R 1 = R 2 =: H in formula I), N-vinyl-N-methylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N-vinyl-N-ethylacetamide, N -Vinyl-N-methylpropionamide and N- vinyl propionamide. To prepare the polymers, the monomers mentioned can be polymerized either alone, as a mixture with one another or together with other monoethylenically unsaturated monomers. Homopolymers or copolymers of N-vinylformamide are preferably used. Polymers containing vinylamine units are known, for example, from US Pat. No. 4,421,602, EP-A-0 216 387 and EP-A-0 251 182. They are obtained by hydrolysis of polymers which contain the monomers of the formula (I) in copolymerized form with acids, bases or enzymes.
Als monoethylenisch ungesättigte Monomere, die mit den N-Vinylcarbonsäureamiden copolymerisiert werden, kommen alle damit copolymerisierbaren Verbindungen in Betracht. Beispiele hierfür sind Vinylester von gesättigten Carbonsäuren mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen wie Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbutyrat, und Vinylether wie - bis C6-Alkylviny lether, z.B. Methyl- oder Ethylviny lether. Weitere geeignete Comonomere sind ethylenisch ungesättigte C3- bis C6-Carbonsäuren, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Crotonsäure, Itaconsäure und Vinylestersäure sowie deren Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze, Ester, Amide und Nitrile der genannten Carbonsäuren, beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat und Ethylmethacrylat.Suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are all compounds which can be copolymerized therewith. Examples include vinyl esters of saturated carboxylic acids with 1 to 6 carbon atoms such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate, and vinyl ethers such as - to C 6 -alkyl vinyl ether, for example methyl or ethyl vinyl ether. Further suitable comonomers are ethylenically unsaturated C 3 - to C 6 -carboxylic acids, for example acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, itaconic acid and vinyl ester acid as well as their alkali metal and alkaline earth metal salts, esters, amides and nitriles of the carboxylic acids mentioned, for example methyl acrylate, methyl methacrylate and ethyl acrylate ethyl methacrylate.
Weitere geeignete monoethylenisch ungesättigte Monomere, die mit den N— Vinylcarbonsäureamiden copolymerisiert werden, sind Carbonsäureester, die sich von Glykolen oder Polyalkylenglykolen ableiten, wobei jeweils nur eine OH-Gruppe verestert ist, z.B. Hydroxy ethylacrylat, Hydroxy ethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat sowie Acrylsäuremonoester von Polyalkylenglykolen mit einer Molmasse von 500 bis 10000. Weitere geeignete Comonomere sind Ester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Aminoalkoholen wie Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Diethylarninόethylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylat,
Dimethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminobutylacrylat und Diethylaminobutylacrylat. Die basischen Acrylate können in Form der freien Basen, der Salze mit Mineralsäuren wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure, der Salze mit organischen Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder der Sulfonsäuren oder in quaternierter Form eingesetzt werden. Geeignete Quaternierungsrnittel sind beispielsweise Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Methylchlorid, Ethylchlorid oder Benzylchlorid.Further suitable monoethylenically unsaturated monomers which are copolymerized with the N-vinylcarboxamides are carboxylic esters which are derived from glycols or polyalkylene glycols, only one OH group being esterified in each case, for example hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate as well as acrylic acid monoesters of polyalkylene glycols with a molecular weight of 500 to 10,000. Other suitable comonomers are esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids with amino alcohols such as dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylamine methyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, Dimethylaminopropyl methacrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminobutyl acrylate and diethylaminobutyl acrylate. The basic acrylates can be used in the form of the free bases, the salts with mineral acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid, the salts with organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid or the sulfonic acids or in quaternized form. Suitable quaternizing agents are, for example, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride or benzyl chloride.
Weitere geeignete Comonomere sind Amide ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren wie Acrylamid, Methacrylamid sowie N-Alkylmono- und -diamide von monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit Alkylresten von 1 bis 6 C-Atomen, z.B. N- Methylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-Ethylacrylamid, N-Propylacrylamid und tert. Butylacrylamid sowie basische (Meth)acrylamide, wie Dimethylaminoethylacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylamid, Diethylaminoethyl- acryamid, Diethylaminoethylmethacrylamid, Dimethylaminopropylacrylamid, Diethyl- aminopropylacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid und Diethylamin- opropylmethacrylamid.Other suitable comonomers are amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide, methacrylamide and N-alkyl mono- and diamides of monoethylenically unsaturated carboxylic acids with alkyl radicals of 1 to 6 carbon atoms, e.g. N-methyl acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl acrylamide, N-propylacrylamide and tert. Butyl acrylamide and basic (meth) acrylamides, such as dimethylaminoethyl acrylamide, dimethylaminoethyl methacrylamide, diethylaminoethyl acrylamide, diethylaminoethyl methacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide and diethylaminopropyl methacrylamide.
Weiterhin sind als Comonomere geeignet N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, Acrylnitril, Methacrylnitril, N-Vinylimidazol sowie substituierte N-Vinylimidazole wie N-Vinyl-2-methylimidazol, N-Vinyl- -methylimidazol, N-Vinyl-5-methylimidazol, N- Vinyl-2-ethylimidazol und N-Vinylimidazoline wie N-Vinylimidazolin, N-Vinyl-2- methylimidazolin und N-Vinyl-2-ethylimidazolin. N-Vinylimidazole und N— Vinylimidazoline werden außer in Form der freien Basen auch in mit Mineralsäuren oder organischen Säuren neutralisierter oder in quaternisierter Form eingesetzt, wobei die Quaternisierung vorzugsweise mit Dimethylsulfat, Diethylsulfat, Methylchlorid oder Benzylchlorid vorgenommen wird. In Frage kommen auchAlso suitable as comonomers are N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, acrylonitrile, methacrylonitrile, N-vinylimidazole and substituted N-vinylimidazoles such as N-vinyl-2-methylimidazole, N-vinyl- methylimidazole, N-vinyl-5-methylimidazole, N - Vinyl-2-ethylimidazole and N-vinylimidazolines such as N-vinylimidazoline, N-vinyl-2-methylimidazoline and N-vinyl-2-ethylimidazoline. In addition to the free bases, N-vinylimidazoles and N-vinylimidazolines are also used in neutralized or in quaternized form with mineral acids or organic acids, the quaternization preferably being carried out with dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride or benzyl chloride. Also come into question
Diallyldialkylammoniumhalogenide wie Diallyldimemylammoniumchloride.Diallyldialkylammonium halides such as diallyldimemylammonium chlorides.
Außerdem kommen als Comonomere Sulfogruppen enthaltende Monomere wie beispielsweise Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure,In addition, monomers containing sulfo groups such as vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid,
Styrolsulfonsäure, die Alkalimetall- oder Ammoniumsalze dieser Säuren oder Acrylsäure- 3-sulfopropylester in Frage, wobei der Gehalt der amphoteren Copolymerisate an kationischen Einheiten den Gehalt an anionischen Einheiten übertrifft, so dass die Polymere insgesamt eine kationische Ladung haben.Styrenesulfonic acid, the alkali metal or ammonium salts of these acids or 3-sulfopropyl acrylate in question, the content of amphoteric copolymers of cationic units exceeding the content of anionic units, so that the polymers as a whole have a cationic charge.
Die Copolymerisate enthalten beispielsweise
99,99 bis 1 mol-%, vorzugsweise 99,9 bis 5 mol-% N-Vinylcarbonsäureamide der Formel (I) undThe copolymers contain, for example 99.99 to 1 mol%, preferably 99.9 to 5 mol% of N-vinylcarboxamides of the formula (I) and
0,01 bis 99 mol-%, vorzugsweise 0,1 bis 95 mol-% andere, damit copolymerisierbare, monoethylenisch ungesättigte Monomere0.01 to 99 mol%, preferably 0.1 to 95 mol% of other monoethylenically unsaturated monomers copolymerizable therewith
in einpolymerisierter Form.in polymerized form.
Um Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate herzustellen, geht man vorzugsweise von Homopolymerisaten des N-Vinylformamids oder von Copolymerisaten aus, die durch Copolymerisieren vonIn order to prepare polymers containing vinylamine units, one preferably starts from homopolymers of N-vinylformamide or from copolymers which are obtained by copolymerizing
N-Vinylformamid mitN-vinylformamide with
- Vinylformiat, Ninylacetat, Vinylpropionat, Acrylnitril, Ν-Vinylcaprolactam, Ν- Vinylharnstoff, Acrylsäure, Ν-Vinylpyrrolidon oder Ci- bis C6-Alkylvinylethern- Vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, acrylonitrile, Ν-vinyl caprolactam, Ν-vinyl urea, acrylic acid, Ν-vinyl pyrrolidone or Ci to C 6 alkyl vinyl ethers
und anschließende Hydrolyse der Homo- oder der Copolymerisate unter Bildung von Vinylamineinheiten aus den einpolymerisierten Ν-Vinylformamideinheiten erhältlich sind, wobei der Hydrolysegrad z. B. 0,1 bis 100 mol-% beträgt.and subsequent hydrolysis of the homo- or of the copolymers to form vinylamine units from the polymerized Ν-vinylformamide units, the degree of hydrolysis being z. B. is 0.1 to 100 mol%.
Die Hydrolyse der oben beschriebenen Polymerisate erfolgt nach bekannten Verfahren durch Einwirkung von Säuren, Basen oder Enzymen. Hierbei entstehen aus den einpolymerisierten Monomeren der oben angegebenen Formel (I) durch Abspaltung der GruppierungThe polymers described above are hydrolysed by known processes by the action of acids, bases or enzymes. In this way, the copolymerized monomers of the formula (I) given above are formed by splitting off the grouping
— c — R2 (H)- c - R 2 (H)
OO
wobei R2 die dafür in Formel (I) angegebene Bedeutung hat, Polymerisate, die Vinylamineinheiten der Formel (III)where R 2 has the meaning given for it in formula (I), polymers, the vinylamine units of the formula (III)
CH2— CHCH 2 - CH
I (III)I (III)
Ν 'Ν '
/ \ Λ H R1
enthalten, in der R1 die in Formel (I) angegebene Bedeutung hat. Bei Verwendung von Säuren als Hydrolysemittel liegen die Einheiten (III) als Ammoniumsalz vor./ \ Λ HR 1 contain in which R 1 has the meaning given in formula (I). If acids are used as the hydrolysis agent, the units (III) are present as the ammonium salt.
Die Homopolymerisate der N-Vinylcarbonsäureamide der Formel (I) und ihre Copolymerisate können zu 0,1 bis 100, vorzugsweise 70 bis 100 mol-% hydrolysiert sein. In den meisten Fällen beträgt der Hydrolysegrad der Homo- und Copolymerisate 5 bis 95 mol-%. Der Hydrolysegrad der Homopolymerisate ist gleichbedeutend mit dem Gehalt der Polymerisate an Vinylamin-Einheiten. Bei Copolymerisaten, die Vinylester einpolymerisiert enthalten, kann neben der Hydrolyse der N-Vinylformamid-Einheiten eine Hydrolyse der Estergruppen unter Bildung von Vinylalkoholeinheiten eintreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man die Hydrolyse der Copolymerisate in Gegenwart von Natronlauge durchführt. Einpolymerisiertes Acrylnitril wird ebenfalls bei der Hydrolyse chemisch verändert. Hierbei entstehen beispielsweise Amidgruppen oder Carboxylgruppen. Die Vinylamin-Einheiten enthaltenden Homo- und Copolymeren können gegebenenfalls bis zu 20 mol-% an Amidin-Einheiten enthalten, die durch Reaktion von Ameisensäure mit zwei benachbarten Aminogruppen oder durch intramolekulare Reaktion einer Aminogruppe mit einer benachbarten Amidgruppe z.B. von einpolymerisiertem N-Vinylformamid entsteht. Die Molmassen der Vinylamin-Einheiten enthaltenden Polymerisate betragen z.B. 1000 bis 10 Millionen, vorzugsweise 10 000 bis 5 Millionen (bestimmt durch Lichtstreuung). Dieser Molmassenbereich entspricht beispielsweise K- Werten von 5 bis 300, vorzugsweise 10 bis 250 (bestimmt nach H. Fikentscher in 5 %iger wäßriger Kochsalzlösung bei 25°C und einer Polymerkonzentration von 0,5 Gew.-%).The homopolymers of the N-vinylcarboxamides of the formula (I) and their copolymers can be hydrolyzed to 0.1 to 100, preferably 70 to 100, mol%. In most cases, the degree of hydrolysis of the homo- and copolymers is 5 to 95 mol%. The degree of hydrolysis of the homopolymers is synonymous with the vinylamine units in the polymers. In the case of copolymers which contain vinyl esters in copolymerized form, in addition to the hydrolysis of the N-vinylformamide units, hydrolysis of the ester groups can occur with formation of vinyl alcohol units. This is particularly the case when the copolymers are hydrolysed in the presence of sodium hydroxide solution. Polymerized acrylonitrile is also chemically changed during the hydrolysis. This creates, for example, amide groups or carboxyl groups. The homo- and copolymers containing vinylamine units may optionally contain up to 20 mol% of amidine units which can be obtained by reacting formic acid with two adjacent amino groups or by intramolecular reaction of an amino group with a neighboring amide group e.g. of polymerized N-vinylformamide. The molar masses of the polymers containing vinylamine units are, for example 1000 to 10 million, preferably 10,000 to 5 million (determined by light scattering). This molar mass range corresponds, for example, to K values of 5 to 300, preferably 10 to 250 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous sodium chloride solution at 25 ° C. and a polymer concentration of 0.5% by weight).
Die Vinylamin-Einheiten enthaltenden Polymere werden vorzugsweise in salzfreier Form eingesetzt. Salzfreie wässrige Lösungen von Vinylamin-Einheiten enthaltenden Polymerisaten können beispielsweise aus den oben beschriebenen salzhaltigen Polymerlösungen mit Hilfe einer Ultrafiltration an geeigneten Membranen bei Trenngrenzen von beispielsweise 1000 bis 500 000 Dalton, vorzugsweise 10 000 bis 300 000 Dalton hergestellt werden. Auch die unten beschriebenen wässrigen Lösungen von Amino— und/oder Ammoniu gruppen enthaltenden anderen Polymeren können mit Hilfe einer Ultrafiltration in salzfreier Form gewonnen werden.The polymers containing vinylamine units are preferably used in salt-free form. Salt-free aqueous solutions of polymers containing vinylamine units can be prepared, for example, from the salt-containing polymer solutions described above with the aid of ultrafiltration on suitable membranes at separation limits of, for example, 1000 to 500,000 daltons, preferably 10,000 to 300,000 daltons. The aqueous solutions of other polymers containing amino and / or ammonium groups described below can also be obtained with the aid of ultrafiltration in a salt-free form.
Als kationische Poylmere geeignet sind ferner Polyethylenimine. Polyethylemmine werden beispielsweise durch Polymerisation von Ethylenimin in wässriger Lösung in Gegenwart von säureabspaltenden Verbindungen, Säuren oder Lewis-Säuren hergestellt. Polyethylenimine haben beispielsweise Molmassen bis zu 2 Millionen, vorzugsweise von 200 bis 500 000. Besonders bevorzugt werden Polyethylenimine mit Molmassen von 500
bis 100 000 eingesetzt. Außerdem eignen sich wasserlösliche vernetzte Polyethylenimine, die durch Reaktion von Polyethyleniminen mit Vernetzern wie Epichlorhydrin oder Bischlorhydrinethern von Polyalkylenglykolen mit 2 bis 100 Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Einheiten erhältlich sind. Auch amidische Polyethylenimine sind geeignet, die beispielsweise durch Amidierung von Polyethyleniminen mit - bis C22 Mono- carbonsäuren erhältlich sind. Weitere geeignete kationische Polymere sind alkylierte Polyethylenimine und alkoxylierte Polyethylenimine. Bei der Alkoxylierung verwendet man z.B. pro NH-Einheit in Poly ethylenimin 1 bis 5 Ethylenoxid- bzw. Propylenoxideinheiten.Polyethyleneimines are also suitable as cationic polymers. Polyethylemmines are produced, for example, by polymerizing ethyleneimine in aqueous solution in the presence of acid-releasing compounds, acids or Lewis acids. For example, polyethyleneimines have molecular weights of up to 2 million, preferably from 200 to 500,000. Polyethyleneimines with molecular weights of 500 are particularly preferred used up to 100,000. Also suitable are water-soluble crosslinked polyethyleneimines which can be obtained by reacting polyethyleneimines with crosslinking agents such as epichlorohydrin or bischlorohydrin ethers of polyalkylene glycols having 2 to 100 ethylene oxide and / or propylene oxide units. Amidic polyethyleneimines which are obtainable, for example, by amidating polyethyleneimines with - to C 22 monocarboxylic acids are also suitable. Other suitable cationic polymers are alkylated polyethyleneimines and alkoxylated polyethyleneimines. In the alkoxylation, 1 to 5 ethylene oxide or propylene oxide units are used, for example, per NH unit in polyethylenimine.
Geeignete Amino- und/oder Ammoniumgruppen enthaltende Polymere sind außerdem Polyamidoamine, die beispielsweise durch Kondensieren von Dicarbonsäuren mit Polyaminen erhältlich sind. Geeignete Polyamidoamine erhält man beispielsweise dadurch, dass man Dicarbonsäuren mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen mit Polyalkylenpolyaminen umsetzt, die 3 bis 10 basische Stickstoffatome im Molekül enthalten. Geeignete Dicarbonsäuren sind beispielsweise Bernsteinsäure, Maleinsäure, Adipinsäure, Glutarsäure, Korksäure, Sebacinsäure oder Terephthalsäure. Bei der Herstellung der Polyamidoamine kann man auch Mischungen von Dicarbonsäuren einsetzen, ebenso Mischungen aus mehreren Polyalkylenpolyaminen. Geeignete Polyalkylenpolyamine sind beispielsweise Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Dihexamethylentriamin,Suitable polymers containing amino and / or ammonium groups are also polyamidoamines, which can be obtained, for example, by condensing dicarboxylic acids with polyamines. Suitable polyamidoamines are obtained, for example, by reacting dicarboxylic acids with 4 to 10 carbon atoms with polyalkylene polyamines which contain 3 to 10 basic nitrogen atoms in the molecule. Suitable dicarboxylic acids are, for example, succinic acid, maleic acid, adipic acid, glutaric acid, suberic acid, sebacic acid or terephthalic acid. Mixtures of dicarboxylic acids can also be used in the preparation of the polyamidoamines, as can mixtures of several polyalkylene polyamines. Suitable polyalkylene polyamines are, for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenetriamine, tripropylenetetramine, dihexamethylenetriamine,
Aminopropylethylendiamin und Bis-aminopropylethylendiamin. Die Dicarbonsäuren und Polyalkylenpolyamine werden zur Herstellung der Polyamidoamine auf höhere Temperaturen erhitzt, z.B. auf Temperaturen in dem Bereich von 120 bis 220, vorzugsweise 130 bis 180°C. Das bei der Kondensation entstehende Wasser wird aus dem System entfernt. Bei der Kondensation kann man gegebenenfalls auch Lactone oder Lactame von Carbonsäuren mit 4 bis 8 C-Atomen einsetzen. Pro Mol einer Dicarbonsäure verwendet man beispielsweise 0,8 bis 1,4 Mol eines Polyalkylenpolyamins.Aminopropylethylenediamine and bis-aminopropylethylenediamine. The dicarboxylic acids and polyalkylene polyamines are heated to higher temperatures to produce the polyamidoamines, e.g. to temperatures in the range of 120 to 220, preferably 130 to 180 ° C. The water generated during the condensation is removed from the system. Lactones or lactams of carboxylic acids having 4 to 8 carbon atoms can optionally also be used in the condensation. For example, 0.8 to 1.4 moles of a polyalkylene polyamine are used per mole of a dicarboxylic acid.
Weitere Aminogruppen enthaltende Polymere sind mit Ethylenimin gepfropfte Polyamidoamine. Sie sind aus den oben beschriebenen Polyamidoaminen durch Umsetzung mit Ethylenimin in Gegenwart von Säuren oder Lewis-Säuren wie Schwefelsäure oder Bortrifluoridetheraten bei Temperaturen von beispielsweise 80 bis 100°C erhältlich. Verbindungen dieser Art werden beispielsweise in der DE-B-24 34 816 beschrieben.Other polymers containing amino groups are polyamidoamines grafted with ethyleneimine. They can be obtained from the polyamidoamines described above by reaction with ethyleneimine in the presence of acids or Lewis acids such as sulfuric acid or boron trifluoride etherates at temperatures of, for example, 80 to 100.degree. Compounds of this type are described for example in DE-B-24 34 816.
Auch die gegebenenfalls vernetzten Polyamidoamine, die gegebenenfalls noch zusätzlich vor der Vernetzung mit Emylenimin gepfropft sind, kommen als kationische Polymere in
Betracht. Die vernetzten, mit Ethylenimin gepfropften Polyamidoamine sind wasserlöslich und haben z.B. ein mittleres Molgewicht von 3000 bis 1 Million Dalton. Übliche Vernetzer sind z.B. Epichlorhydrin oder Bischlorhydrinether von Alkylenglykolen und Polyalkylenglykolen.The optionally crosslinked polyamidoamines, which are optionally additionally grafted before crosslinking with emylenimine, also come in as cationic polymers Consideration. The crosslinked polyamidoamines grafted with ethyleneimine are water-soluble and have, for example, an average molecular weight of 3000 to 1 million Daltons. Typical crosslinkers are, for example, epichlorohydrin or bischlorohydrin ether of alkylene glycols and polyalkylene glycols.
Weitere Beispiele für kationische Polymere, die Amino- und/oder Ammoniumgruppen enthalten, sind Polydiallyldimethylammoniumchloride. Polymerisate dieser Art sind ebenfalls bekannt.Further examples of cationic polymers containing amino and / or ammonium groups are polydiallyldimethylammonium chlorides. Polymers of this type are also known.
Weitere geeignete kationische Polymere sind Copolymerisate aus beispielsweise 1 bisOther suitable cationic polymers are copolymers of, for example, 1 to
99 mol-%, vorzugsweise 30 bis 70 mol-% Acrylamid und/oder Methacrylamid und/oder 1-99 mol%, preferably 30 to 70 mol% of acrylamide and / or methacrylamide and / or 1-
Vinylpyrrolidon und 99 bis 1 mol-%, vorzugsweise 70 bis 30 mol-% kationischenVinyl pyrrolidone and 99 to 1 mol%, preferably 70 to 30 mol% cationic
Monomeren wie Dialkylaminoalkylacrylamid, -ester und/oder -methacrylamid und/oder - methacrylester. Die basischen Acrylamide und Methacrylamide liegen ebenfalls vorzugsweise in mit Säuren neutralisierter oder in quaternisierter Form vor. Als Beispiele seien genannt: N-Trimethylammoniumethylacrylamidchlorid,Monomers such as dialkylaminoalkyl acrylamide, ester and / or methacrylamide and / or methacrylic ester. The basic acrylamides and methacrylamides are also preferably in a form neutralized with acids or in quaternized form. Examples include: N-trimethylammonium ethyl acrylamide chloride,
N-Trimethylarrrmoniumethylmethacrylamidchlorid,N-Trimethylarrrmoniumethylmethacrylamidchlorid,
N-Trimethylanimoniumethylmethacrylesterclilorid,N-Trimethylanimoniumethylmethacrylesterclilorid,
N-Trimethylammoniumethylacrylesterchlorid, Trimethylammoniumethylacrylamidmethosulfat,N-trimethylammonium ethyl acrylate chloride, trimethylammonium ethyl acrylamide methosulfate,
Trimethylammoniumethylmethacrylamidmethosulfat,Trimethylammoniumethylmethacrylamidmethosulfat,
N-Ethyldimethylammoniumethylacrylamidethosulfat,N-Ethyldimethylammoniumethylacrylamidethosulfat,
N-Ethyldimethylammoniumethylmethacrylamidethosulfat,N-Ethyldimethylammoniumethylmethacrylamidethosulfat,
Trimethylammoniumpropylacrylamidchlorid, Trimethylammoniumpropylmethacrylamidchlorid,Trimethylammonium propyl acrylamide chloride, trimethylammonium propyl methacrylamide chloride,
Trimethylammoniumpropylacrylamidmethosulfat,Trimethylammoniumpropylacrylamidmethosulfat,
TrimethylammoniumpropylmethacrylamidmethosulfatundTrimethylammoniumpropylmethacrylamidmethosulfatund
N-Ethyldimethylammoniumpropylacrylamidethosulfat.N-Ethyldimethylammoniumpropylacrylamidethosulfat.
Bevorzugt ist Trimethylammoniumpropylmethacrylamidchlorid.Trimethylammonium propyl methacrylamide chloride is preferred.
Weitere geeignete kationische Monomere für die Herstellung von (Meth)acrylamid- Copolymerisaten sind Diallyldimethylammoniumhalogenide sowie basische (Meth)acrylate. Geeignet sind z.B. Copolymerisate aus 1 bis 99 mol-%, vorzugsweise 30 bis 70 mol-% Acrylamid und/oder Methacrylamid und 99 bis 1 mol-%, vorzugsweise 70 bis 30 mol-% Dialkylaminoalkylacrylaten und/oder -methacrylaten wie Copolymerisate aus Acrylamid und N,N-Dimethylaminoethylacrylat oder Copolymerisate aus Acrylamid und Dimethylaminopropylacrylat. Basische Acrylate oder Methacrylate liegen
vorzugsweise in mit Säuren neutralisierter oder in quaternisierter Form vor. Die Quaternisierung kann beispielsweise mit Methylchlorid oder mit Dimethylsulfat erfolgen.Other suitable cationic monomers for the production of (meth) acrylamide copolymers are diallyldimethylammonium halides and basic (meth) acrylates. For example, copolymers of 1 to 99 mol%, preferably 30 to 70 mol% of acrylamide and / or methacrylamide and 99 to 1 mol%, preferably 70 to 30 mol% of dialkylaminoalkyl acrylates and / or methacrylates such as copolymers of acrylamide and N, N-dimethylaminoethyl acrylate or copolymers of acrylamide and dimethylaminopropyl acrylate. Basic acrylates or methacrylates are preferably in neutralized form with acids or in quaternized form. The quaternization can take place, for example, with methyl chloride or with dimethyl sulfate.
Als kationische Polymere, die Amino— und/oder Ammoniumgruppen aufweisen, kommen auch Polyallylamme in Betracht. Polymerisate dieser Art werden erhalten durch Homopolymerisation von Allylamin, vorzugsweise in mit Säuren neutralisierter oder in quaternisierter Form oder durch Copolymerisieren von Allylamin mit anderen monoethylenisch ungesättigten Monomeren, die oben als Comonomere für N— Vinylcarbonsäureamide beschrieben sind.Polyallylammers are also suitable as cationic polymers which have amino and / or ammonium groups. Polymers of this type are obtained by homopolymerizing allylamine, preferably in acid-neutralized or quaternized form, or by copolymerizing allylamine with other monoethylenically unsaturated monomers described above as comonomers for N-vinylcarboxamides.
Die kationischen Polymerisate haben z.B. K— Werte von 8 bis 300, vorzugsweise 100 bis 180 (bestimmt nach H. Fikentscher in 5 %iger wäßriger Kochsalzlösung bei 25 % und einer Polymerkonzentration von 0,5 Gew.-%). Bei einem pH-Wert von 4,5 haben sie beispielsweise eine Ladungsdichte von mindestens 1, vorzugsweise mindestens 4 mVal/g Polyelektrolyt.The cationic polymers have e.g. K values of 8 to 300, preferably 100 to 180 (determined according to H. Fikentscher in 5% aqueous saline solution at 25% and a polymer concentration of 0.5% by weight). At a pH of 4.5, for example, they have a charge density of at least 1, preferably at least 4 meq / g polyelectrolyte.
Beispiele für bevorzugt in Betracht kommende kationische Polymere sind Polydimethyldiallylammoniumchlorid, Polyethylenimin, Vinylamineinheiten enthaltende Polymere, basische Monomere einpolymerisiert enthaltende Copolymere von Acrylamid oder Methacrylamid, Lysineinheiten enthaltende Polymere oder deren Mischungen. Beispiele für bevorzugte kationische Polymere sind:Examples of preferred cationic polymers are polydimethyldiallylammonium chloride, polyethyleneimine, polymers containing vinylamine units, copolymers of acrylamide or methacrylamide containing copolymerized basic monomers, polymers containing lysine units or mixtures thereof. Examples of preferred cationic polymers are:
• Copolymere aus 50 % Vinylpyrrolidon und 50 % Trimethylammonium- ethylmethacrylat-Methosulfat, Mw von 1000 bis 500 000;• Copolymers of 50% vinyl pyrrolidone and 50% trimethylammonium ethyl methacrylate methosulfate, M w from 1000 to 500,000;
• Copolymere aus 30 % Acrylamid und 70 % Trimethylammoniumethyl- methacrylat-Methosulfat, Mw von 1000 bis 1 000 000;• Copolymers of 30% acrylamide and 70% trimethylammonium ethyl methacrylate methosulfate, M w from 1000 to 1,000,000;
• Copolymere aus 70 % Acrylamid und 30 % Dimethylaminoethyl- methacrylamid, Mw von 1000 bis 1 000 000;• Copolymers of 70% acrylamide and 30% dimethylaminoethyl methacrylamide, M w from 1000 to 1,000,000;
• Copolymere aus 50 % Hydroxy ethylmethacrylat und 50 % 2-Dimethy- aminoethylmethacrylamid, Mw von 1000 bis 500 000;• Copolymers of 50% hydroxyethyl methacrylate and 50% 2-dimethylaminoethyl methacrylamide, M w from 1000 to 500,000;
• Polylysine mit Mw von 250 bis 250 000, vorzugsweise von 500 bis 100 000 sowie Lysin-Cokondensate mit Molmassen Mw von 250 bis 250 000, wobei man als cokondensierbare Komponente z.B. Amine, Polyamine,
Ketendimere, Lactame, Alkohole, alkoxylierte Amine, alkoxylierte Alkohole und/oder nichtproteinogene Aminosäuren einsetzt,Polylysines with M w of 250 to 250,000, preferably from 500 to 100,000, and lysine cocondensates with molar masses M w of 250 to 250,000, where, for example, amines, polyamines, Uses ketene dimers, lactams, alcohols, alkoxylated amines, alkoxylated alcohols and / or non-proteinogenic amino acids,
• Vinylamin-Homopolymere, 1 bis 99 % hydrolysierte Polyvinylformamide, Copolymerisate aus Vinylformamid und Vinylacetat, Vinylalkohol,Vinylamine homopolymers, 1 to 99% hydrolyzed polyvinylformamides, copolymers of vinylformamide and vinyl acetate, vinyl alcohol,
Vinylpyrrolidon oder Acrylamid mit Molmassen von 3 000 bis 500 000,Vinyl pyrrolidone or acrylamide with molecular weights from 3,000 to 500,000,
• 1-Vinylimidazol-Homopolymere, 1-Vinylimidazol-Copolymere mit 1- Vinylpyrrolidon, Vinylformamid, Acrylamid oder Vinylacetat mit Molmassen von 5 000 bis 500 000 sowie deren quaternare Derivate, beispielsweise Copolymer aus 75 Gew.-% 1-Vinylimidazol und 25 Gew.-% 1 -Vinylpyrrolidon mit Mw = 50 000, Copolymer aus 50 Gew.-% 3-Methyl- 1-vinylimidazoliumchlorid und 50 Gew.-% 1 -Vinylpyrrolidon mit Mw = 75 000,• 1-vinylimidazole homopolymers, 1-vinylimidazole copolymers with 1-vinylpyrrolidone, vinylformamide, acrylamide or vinyl acetate with molecular weights of 5,000 to 500,000 and their quaternary derivatives, for example copolymer of 75% by weight of 1-vinylimidazole and 25% by weight. % 1-vinylpyrrolidone with Mw = 50,000, copolymer of 50% by weight 3-methyl-1-vinylimidazolium chloride and 50% by weight 1 -vinylpyrrolidone with Mw = 75,000,
Polyethylenimine, vernetzte Polyethylenimine oder amidierte Polyethylenimine mit Molmassen von 500 bis 3 000 000, beispielsweise Polyethylenimin mit Molmasse 25 000 oder hochmolekulares Polyethylenimin mit Molmasse 2 000 000.Polyethyleneimines, crosslinked polyethyleneimines or amidated polyethyleneimines with molecular weights from 500 to 3,000,000, for example polyethyleneimine with molecular weights 25,000 or high molecular weight polyethyleneimines with molecular weights 2,000,000.
Amin-Epichlorhydrin-Polykondensate, die als Aminkomponente Imidazol, Piperazin, -Cs-Alkylamine, Cι-C8-Dialkylamine und/oder Dimethylaminopropylamin enthalten und die eine Molmasse von 500 bis 250 000 aufweisen,Amine-epichlorohydrin polycondensates which contain imidazole, piperazine, -Cs-alkylamines, -C-C 8 -dialkylamines and / or dimethylaminopropylamine as amine component and which have a molecular weight of 500 to 250,000,
Polydimethyldiallylammoniumchlorid, Mw 2 000 bis 2 000 000.Polydimethyldiallylammonium chloride, Mw 2,000 to 2,000,000.
• Basische (Meth)acrylamid- oder -estereinheiten enthaltende Polymere, basische quaternare (Meth)acrylamid- oder -estereinheiten enthaltende Polymere mit Molmassen von 10 000 bis 2 000 000.• Polymers containing basic (meth) acrylamide or ester units, polymers containing basic quaternary (meth) acrylamide or ester units with molecular weights from 10,000 to 2,000,000.
Besonders bevorzugt sind Polyethylenimine, vernetzte Polyethylenimine, amidierte Polyethylenimine, Amin-Epichlorhydrin-Polykondensate mit Imidazol oder Piperazin als Aminkomponente, Polym^emyldiallylammoniumchloride sowie Polyvinylformamide mit einem Hydrolysegrad von 30 bis 100 %.
Weiterhin ist es auch möglich, in untergeordnetem Maße (< 10 Gew.-%) an anionischen Comonomeren einzupolymerisieren, z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylsulfonsäure oder Alkalisalze der genannten Säuren.Polyethyleneimines, crosslinked polyethyleneimines, amidated polyethyleneimines, amine-epichlorohydrin polycondensates with imidazole or piperazine as the amine component, polymeric diallylammonium chlorides and polyvinylformamides with a degree of hydrolysis of 30 to 100% are particularly preferred. Furthermore, it is also possible to polymerize in to a minor extent (<10% by weight) of anionic comonomers, for example acrylic acid, methacrylic acid, vinylsulfonic acid or alkali metal salts of the acids mentioned.
Mittel zur Behandlung von OberflächenSurface treatment agents
Bei vielen gewerblichen technischen Anwendungen und Anwendungen im häuslichen Alltag ist die Modifizierung der Eigenschaften von textilen und nicht-textilen Oberflächen mit Polymerdispersionen von Bedeutung. Nicht immer ist es möglich, die Modifizierung der Oberflächen durch Tränk-, Sprüh- und Streichprozesse mit konzentrierten Dispersionen durchzuführen. Häufig ist es wünschenswert, die Modifizierung der Oberfläche durch Spülung der Oberfläche mit einer stark verdünnten, eine aktive Substanz enthaltenden Flotte auszuführen. Häufig ist es wünschenswert, die Modifizierung der Oberfläche im Zusammenhang mit einer Wäsche, Reinigung und/oder Pflege bzw. Imprägnierung der Oberfläche zu kombinieren. Dabei kommen insbesondere Oberflächen textiler Materialien wie Baumwollgewebe und Baumwollmischgewebe, aber auch harte Oberflächen in Betracht.The modification of the properties of textile and non-textile surfaces with polymer dispersions is important in many commercial and technical applications in everyday domestic life. It is not always possible to modify the surfaces using impregnation, spraying and coating processes with concentrated dispersions. It is often desirable to modify the surface by rinsing the surface with a highly diluted liquor containing an active substance. It is often desirable to combine the modification of the surface in connection with washing, cleaning and / or care or impregnation of the surface. In particular, surfaces of textile materials such as cotton fabrics and cotton blends, but also hard surfaces come into consideration.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche textiler und nicht-textiler Materialien, bei dem kationisch modifizierte, teilchenförmige Polyurethane mit einer Teilchengröße von 10 nm bis 100 μm aus einer wässrigen Dispersion auf die Oberfläche der Materialien aufgebracht und die Materialien getrocknet werden.The present invention also relates to a method for modifying the surface of textile and non-textile materials, in which cationically modified, particulate polyurethanes with a particle size of 10 nm to 100 μm are applied to the surface of the materials from an aqueous dispersion and the materials are dried ,
Vorzugsweise werden die kationisch modifizierten, teilchenförmigen Polyurethane aus einer wässrigen Dispersion mit einem Polyurethan-Gehalt von < 5 Gew.-% auf die Oberfläche aufgebracht.The cationically modified, particulate polyurethanes are preferably applied to the surface from an aqueous dispersion having a polyurethane content of <5% by weight.
Die Modifizierung der Oberflächen von textilen Materialien kann beispielsweise in einer Hydrophobierung, einer Soil-Release-Ausrüstung, einer schmutzabweisenden Ausrüstung, einer Verstärkung des Faserverbundes, einer Griffverbesserung, einem Schutz vor Knitter- und Faltenbildung und dem Schutz vor chemischen oder mechanischen Einflüssen und Beschädigungen bestehen.
Dabei kommen insbesondere Oberflächen textiler Materialien wie Baumwollgewebe und Baumwollmischgewebe in Betracht. Außerdem können Teppichböden und Möbelbezüge erfindungsgemäß behandelt werden.The modification of the surfaces of textile materials can consist, for example, of hydrophobization, soil release finish, dirt-repellent finish, reinforcement of the fiber composite, improved grip, protection against creasing and wrinkling and protection against chemical or mechanical influences and damage , Surfaces of textile materials such as cotton fabrics and cotton blended fabrics are particularly suitable. In addition, carpets and furniture covers can be treated according to the invention.
Die Modifizierung der Oberflächen von nicht-textilen Materialien kann beispielsweise in einer Hydrophobierung, einer Soil-Release-Ausrüstung, einer schmutzabweisenden Ausrüstung und dem Schutz vor chemischen oder mechanischen Einflüssen und Beschädigungen bestehen.The modification of the surfaces of non-textile materials can consist, for example, of hydrophobization, soil release finish, dirt-repellent finish and protection against chemical or mechanical influences and damage.
Oberflächen nicht-textiler Materialien sind beispielsweise die makroskopischen, harten Oberfachen von Boden- und Wandbelägen, Sichtbeton, Steinfassaden, verputzten Fassaden, Glas, Keramik, Metall, Email, Kunststoff und Holz sowie die mikroskopischen Oberflächen von porösen Körpern, Schäumen, Hölzern, von Leder, porösen Baustoffen und Zellstoffvliesen.Surfaces of non-textile materials are, for example, the macroscopic, hard upper compartments of floor and wall coverings, exposed concrete, stone facades, plastered facades, glass, ceramics, metal, enamel, plastic and wood as well as the microscopic surfaces of porous bodies, foams, woods, and leather , porous building materials and cellulose fleeces.
Die kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane werden zur Modifizierung von Oberflächen der oben beispielhaft genannten Materialien als oberflächenmodifizierender Zusatz in Spül- oder Pflegemitteln, Wasch- oder Reinigungsmitteln für textile und nicht-textile Materialien verwendet. Insbesondere kommen dabei Anwendungen beim Waschen, Reinigen und Nachbehandeln von Textilien, Leder, Holz, Bodenbelägen, Glas, Keramik und anderen Oberflächen im Haushalt und im gewerblichen Bereich in Frage.The cationically modified, particulate anionic polyurethanes are used to modify surfaces of the above-mentioned materials as a surface-modifying additive in detergents or care products, washing or cleaning agents for textile and non-textile materials. In particular, applications in the washing, cleaning and aftertreatment of textiles, leather, wood, floor coverings, glass, ceramics and other surfaces in the household and in the commercial sector come into question.
Die kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane werden als verdünnte, überwiegend wässrige Dispersion angewendet. Die Anwendung erfolgt durch eine Behandlung der Oberflächen mit Wasch-, Reinigungs- und Spülflotten, denen die Polymere entweder direkt oder mittels einer flüssigen oder festen Formulierung zugesetzt werden, oder durch das fein verteilte Aufbringen einer flüssigen Formulierung, z.B. durch Aufsprühen.The cationically modified, particulate anionic polyurethanes are used as a dilute, predominantly aqueous dispersion. The application is carried out by treating the surfaces with washing, cleaning and rinsing liquors, to which the polymers are added either directly or by means of a liquid or solid formulation, or by the finely divided application of a liquid formulation, e.g. by spraying.
Die kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane können beispielsweise als alleinige aktive Komponente in wässrigen Spül- und Pflegemitteln eingesetzt werden und bewirken je nach Zusammensetzung des Polyurethans eine Erleichterung der Schmutzablösung bei einer nachfolgenden Wäsche, eine geringere Schmutzhaftung beim Gebrauch der Textilien, eine Verbesserung des Strukturerhalts von Fasern, eine Verbesserung des Form- und Strukturerhalts von Geweben, eine Hydrophobierung der Oberfläche des Waschguts sowie eine Griffverbesserung.
Die Konzenfration der kationisch modifizierten, teilchenförmigen Polyurethane bei der Anwendung im Spül- oder Pflegebad, in der Waschmittelflotte oder dem Reinigungsbad beträgt beispielsweise 0,0002 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,0005 bis 1,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,002 bis 0,1 Gew.-%.The cationically modified, particulate anionic polyurethanes can be used, for example, as the sole active component in aqueous dishwashing detergents and care products and, depending on the composition of the polyurethane, facilitate the removal of dirt during subsequent washing, less dirt adhesion when using the textiles, and an improvement in the structure retention of Fibers, an improvement in the shape and structure retention of fabrics, a hydrophobization of the surface of the laundry and an improvement in the handle. The concentration of the cationically modified, particulate polyurethanes when used in the rinsing or care bath, in the detergent liquor or in the cleaning bath is, for example, 0.0002 to 5% by weight, preferably 0.0005 to 1.0% by weight, particularly preferably 0.002 to 0.1% by weight.
Die kationische Modifizierung der teilchenförmigen Polyurethane wird vorzugsweise vor dem Einsatz in den wässrigen Behandlungsmitteln vorgenommen, sie kann jedoch auch bei der Herstellung der wässrigen Behandlungsmittel erfolgen, indem man wässrige Dispersionen der teilchenförmigen Polyurethane mit den anderen Bestandteilen des Behandlungsmittels in Gegenwart von kationischen Polymeren und gegebenenfalls kationischen Tensiden mischt. Dabei kann man auch die teilchenförmigen Polyurethane oder diese enthaltende Formulierungen direkt der Spül-, Wasch- oder Reinigungsflotte zusetzen, wenn gewährleistet ist, dass in der Flotte ausreichende Mengen an kationischen Polymeren in gelöster Form vorliegen.The cationic modification of the particulate polyurethanes is preferably carried out before use in the aqueous treatment agents, but it can also be carried out in the preparation of the aqueous treatment agents by mixing aqueous dispersions of the particulate polyurethanes with the other constituents of the treatment agent in the presence of cationic polymers and optionally cationic Mixes surfactants. The particulate polyurethanes or formulations containing them can also be added directly to the rinsing, washing or cleaning liquor if it is ensured that sufficient amounts of cationic polymers are present in dissolved form in the liquor.
Mittel zur Behandlung von Oberflächen können beispielsweise folgende Zusammensetzung haben:Surface treatment agents can have, for example, the following composition:
(a) 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 25 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane,(a) 0.1 to 50% by weight, preferably 0.5 to 25% by weight, of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes,
(b) 0 bis 60 Gew.-% mindestens eines üblichen Zusatzstoffs wie Säuren oder Basen, anorganische Builder, organische Cobuilder, Tenside, polymere Farbübertragungsinhibitoren, polymere Vergrauungsinhibitoren, Soil-Release- Polymere, Enzyme, Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Wachse, Silikonöle,(b) 0 to 60% by weight of at least one customary additive, such as acids or bases, inorganic builders, organic cobuilders, surfactants, polymeric color transfer inhibitors, polymeric graying inhibitors, soil release polymers, enzymes, complexing agents, corrosion inhibitors, waxes, silicone oils,
Lichtschutzmittel, Farbstoffe, Lösemittel, Hydrotrope, Verdicker und/oder Alkanolamine,Light stabilizers, dyes, solvents, hydrotropes, thickeners and / or alkanolamines,
(c) 0 bis 99,9 Gew.-% Wasser,(c) 0 to 99.9% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten (a) bis (c) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components (a) to (c) being 100% by weight.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Textilbehandlungsmittel, enthaltendThe invention also relates to a textile treatment composition containing
a) 0,1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 25 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane,a) 0.1 to 40% by weight, preferably 0.5 to 25% by weight, of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes,
b) 0 bis 30 Gew.-% Silicone,
c) 0 bis 30 Gew.-% kationische und/oder nichtionische Tenside,b) 0 to 30% by weight of silicones, c) 0 to 30% by weight of cationic and / or nonionic surfactants,
d) 0 bis 60 Gew.-% weitere Inhaltsstoffe wie weitere Netzmittel, Weichmacher, Gleitmittel, wasserlösliche, filmbildende und adhesive Polymere, Duft- undd) 0 to 60% by weight of further ingredients such as further wetting agents, plasticizers, lubricants, water-soluble, film-forming and adhesive polymers, fragrance and
Farbstoffe, Stabilisatoren, Faser- und Farbschutzadditive, Viskositätsmodifizierer, Soil-Release-Additive, Korrosionsschutzadditive, Bakterizide,Dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides,
Konservierungsmittel und Sprühhilfsmittel, undPreservatives and spray aids, and
e) 0 bis 99,9 Gew.-% Wasser,e) 0 to 99.9% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to e) being 100% by weight.
Bevorzugte Silicone b) sind aminogruppenhaltige Silicone, die vorzugsweise in microemulgierter Form vorliegen, alkoxylierte, insbesondere ethoxylierte Silicone, Polyalkylenoxid-Polysiloxane, Polyalkylenoxid-Aminopolydimethylsiloxane, Silicone mit quartären Ammoniumgruppen (Siliconquats) und Silicontenside.Preferred silicones b) are amino group-containing silicones, which are preferably in microemulsified form, alkoxylated, in particular ethoxylated silicones, polyalkylene oxide polysiloxanes, polyalkylene oxide aminopolydimethylsiloxanes, silicones with quaternary ammonium groups (silicone quats) and silicone surfactants.
Geeignete Weichmacher oder Gleitmittel sind beispielsweise oxidierte Polyethylene oder paraffinhaltige Wachse und Öle. Geeignete wasserlösliche, filmbildende und adhesive Polymere sind beispielsweise (Co)polymere auf Basis von Acrylamid, N- Vinylpyrrolidon, Vinylformamid, N-Vinylimidazol, Vinylamin, N,N'-Dialkylaminoalkyl(meth)acrylaten, N,N' -Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamiden, (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylsäure- alkylestern und/oder Vinylsulfonat. Die vorstehend genannten basischen Monomere können auch in quaternierter Form eingesetzt werden. -Suitable plasticizers or lubricants are, for example, oxidized polyethylenes or waxes and oils containing paraffin. Suitable water-soluble, film-forming and adhesive polymers are, for example, (co) polymers based on acrylamide, N-vinylpyrrolidone, vinylformamide, N-vinylimidazole, vinylamine, N, N'-dialkylaminoalkyl (meth) acrylates, N, N'-dialkylaminoalkyl (meth) acrylamides, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl esters and / or vinyl sulfonate. The basic monomers mentioned above can also be used in quaternized form. -
Falls das Textilbehandlungsmittel auf das Textilgut gesprüht wird, kann das Textilbehandlungsmittel zusätzlich ein Sprühhilfsmittel enthalten. In manchen Fällen kann es außerdem von Vorteil sein, der Formulierung Alkohole wie Ethanol, Isopropanol, Ethylenglykol oder Propylenglykol zuzusetzen. Weitere übliche Additive sind Duft- und Farbstoffe, Stabilisatoren, Faser- und Farbschutzadditive, Viskositätsmodifizierer, Soil- Release-Additive, Korrosionsschutzadditive, Bakterizide und Konservierungsmittel in den üblichen Mengen.If the textile treatment agent is sprayed onto the textile material, the textile treatment agent can additionally contain a spraying aid. In some cases it may also be advantageous to add alcohols such as ethanol, isopropanol, ethylene glycol or propylene glycol to the formulation. Other common additives are fragrances and dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides and preservatives in the usual amounts.
Das Texilbehandlungsmittel kann auch beim Bügeln des Textilguts nach der Wäsche im allgemeinen durch Sprühen appliziert werden. Das Bügeln wird dadurch nicht nur erheblich erleichtert, die Textilien werden zusätzlich mit einem langanhaltenden Knitter- und Faltenschutz ausgestattet.
Der Einsatz der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anorganischen Polyurethane kann auch beim Waschen der Textilien im Hauptwaschgang der Waschmascliine erfolgen.The textile treatment agent can also generally be applied by spraying when the textile is ironed after washing. This not only makes ironing considerably easier, the textiles are also equipped with long-lasting crease and wrinkle protection. The cationically modified, particulate inorganic polyurethanes can also be used when washing the textiles in the main washing cycle of the washing machine.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine feste Waschmittelformulierung, enthaltendThe invention also relates to a solid detergent formulation containing
a) 0,05 bis 20 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane,a) 0.05 to 20% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone,b) 0 to 20% by weight of silicones,
c) 0,1 bis 40 Gew.-% nichtionische und/oder anionische Tenside,c) 0.1 to 40% by weight of nonionic and / or anionic surfactants,
d) 0 bis 50 Gew.-% anorganische Builder,d) 0 to 50% by weight of inorganic builders,
e) 0 bis 10 Gew.-% organische Cobuilder,e) 0 to 10% by weight of organic cobuilders,
f) 0 bis 60 Gew.-% weitere übliche Inhaltsstoffe wie Stellmittel, Enzyme, Parfüm,f) 0 to 60% by weight of other customary ingredients, such as setting agents, enzymes, perfume,
Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, kationische Tenside, Farbübertragungsinhibitoren,Complexing agents, corrosion inhibitors, bleaching agents, bleach activators, bleaching catalysts, cationic surfactants, color transfer inhibitors,
Vergrauungsinhibitoren, Soil-Release-Polyester, Farbstoffe, Bakterizide,Graying inhibitors, soil release polyesters, dyes, bactericides,
Auflösungsverbesserer und/oder Sprengmittel,Resolution improvers and / or disintegrants,
wobei die Summe der Komponenten a) bis f) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to f) being 100% by weight.
Eine erfindungsgemäße feste Waschmittelformulierung liegt üblicherweise pulver- oder granulatförmig oder in Extrudat- oder Tablettenform vor.A solid detergent formulation according to the invention is usually in powder or granule form or in extrudate or tablet form.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine flüssige Waschmittelformulierung enthaltendThe invention further relates to a liquid detergent formulation
a) 0,05 bis 20 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane,a) 0.05 to 20% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone,b) 0 to 20% by weight of silicones,
c) 0,1 bis 40 Gew.-% nichtionische und/oder anionische Tenside,c) 0.1 to 40% by weight of nonionic and / or anionic surfactants,
d) 0 bis 20 Gew.-% anorganische Builder,
e) - 0 bis 10 Gew.-% organische Cobuilder,d) 0 to 20% by weight of inorganic builders, e) - 0 to 10% by weight of organic cobuilders,
f) 0 bis 60 Gew.-% andere übliche Inhaltsstoffe wie Soda, Enzyme, Parfüm, Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, kationische Tenside, Farbübertragungsinhibitoren, Vergrauungsinhibitoren, Soil-Release-Polyester, Farbstoffe, Bakterizide, nicht wässrige Lösemittel, Löslichkeitsvermittler, Hydrotrope, Verdicker und/oder Alkanolamine,f) 0 to 60% by weight of other customary ingredients such as soda, enzymes, perfume, complexing agents, corrosion inhibitors, bleaching agents, bleach activators, bleaching catalysts, cationic surfactants, color transfer inhibitors, graying inhibitors, soil-release polyesters, dyes, bactericides, non-aqueous solvents, Solubilizers, hydrotropes, thickeners and / or alkanolamines,
g) 0 bis 99,85 Gew.-% Wasser,g) 0 to 99.85% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis g) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to g) being 100% by weight.
Geeignete Silicone b) sind die oben genannten Silicone.Suitable silicones b) are the silicones mentioned above.
Geeignete anionische Tenside c) sind insbesondere:Suitable anionic surfactants c) are in particular:
- (Fett)alkoholsulfate von (Fett)alkoholen mit 8 bis 22, vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. C - bis Cπ-Alkoholsulfate, C12- bis C14- Alkoholsulfate,(Fat) alcohol sulfates of (fatty) alcohols with 8 to 22, preferably 10 to 18 carbon atoms, for example C to Cπ alcohol sulfates, C 12 to C 14 alcohol sulfates,
C12-C18-Alkoholsulfate, Laurylsulfat, Cetylsulfat, Myristylsulfat, Palmitylsulfat, Stearylsulfat und Talgfettalkoholsulfat;C 12 -C 18 alcohol sulfates, lauryl sulfate, cetyl sulfate, myristyl sulfate, palmityl sulfate, stearyl sulfate and tallow fatty alcohol sulfate;
- sulfatierte alkoxylierte C8- bis C22-Alkohole (Alkylethersulfate). Verbindungen dieser Art werden beispielsweise dadurch hergestellt, dass man zunächst einen C8- bis C2 -, vorzugsweise einen Cio- bis C18-Alkohol, z.B. einen Fettalkohol, alkoxyliert und das Alkoxylierungsprodukt anschließend sulfatiert. Für die Alkoxylierung verwendet man vorzugsweise Ethylenoxid;- sulfated alkoxylated C 8 to C 22 alcohols (alkyl ether sulfates). Compounds of this type are prepared, for example, by first alkoxylating a C 8 to C 2 , preferably a Cio to C 18 alcohol, for example a fatty alcohol, and then sulfating the alkoxylation product. Ethylene oxide is preferably used for the alkoxylation;
- lineare oder verzweigte C8- bis C20-Alkylbenzosulfonate (LAS), vorzugsweise lineare C - bis Co-Alkylbenzolsulfonate und -Alkyltoluolsulfonate; - Alkansulfonate wie C8- bis C24-, vorzugsweise C10- bis C18-Alkansulfonate;- Linear or branched C 8 - to C 20 -alkylbenzosulfonates (LAS), preferably linear C - to Co-alkylbenzenesulfonates and -alkyltoluenesulfonates; Alkanesulfonates such as C 8 to C 24 , preferably C 10 to C 18 alkanesulfonates;
- Seifen wie beispielsweise die Na- und K-Salze von C8- bis C2 -Carbonsäuren.- Soaps such as the Na and K salts of C 8 - to C 2 -carboxylic acids.
Die genannten anionischen Tenside werden dem Waschmittel vorzugsweise in Form von Salzen zugegeben. Geeignete Kationen in diesen Salzen sind Alkalimetallionen wie Nafrium-, Kalium- und Lithiumionen und Ammoniumionen wie Hydroxyethylammomum, Di(hydroxyethyl)ammonium und Tri(fryάroxyethyl)ammomum.The anionic surfactants mentioned are preferably added to the detergent in the form of salts. Suitable cations in these salts are alkali metal ions such as sodium, potassium and lithium ions and ammonium ions such as hydroxyethylammomum, di (hydroxyethyl) ammonium and tri (fryroxyethyl) ammomum.
Geeignete nichtionische Tenside c) sind insbesondere:
- alkoxylierte lineare oder verzweigte C8- bis C22-Alkohole wie Fettalkoholalkoxylate oder Oxoalkoholalkoxylate. Diese können mit Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid alkoxyliert sein. Als Tenside einsetzbar sind hierbei sämtliche alkoxylierten Alkohole, die mindestens zwei Moleküle eines der vorstehend genannten Alkylenoxide addiert enthalten. Hierbei kommen Blockpolymerisate von Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid in Betracht oder Anlagerungsprodukte, die die genannten Alkylenoxide in statistischer Verteilung enthalten. Die nichtionischen Tenside enthalten pro Mol Alkohol im allgemeinen 2 bis 50, vorzugsweise 3 bis 20 Mol mindestens eines Alkylenoxids.Suitable nonionic surfactants c) are in particular: - Alkoxylated linear or branched C 8 - to C 22 alcohols such as fatty alcohol alkoxylates or oxo alcohol alkoxylates. These can be alkoxylated with ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide. All alkoxylated alcohols which contain at least two molecules of one of the above-mentioned alkylene oxides added can be used as surfactants. Here, block polymers of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide come into consideration or addition products which contain the alkylene oxides mentioned in a statistical distribution. The nonionic surfactants generally contain 2 to 50, preferably 3 to 20, moles of at least one alkylene oxide per mole of alcohol.
Vorzugsweise enthalten diese als Alkylenoxid Ethylenoxid. Die Alkohole haben vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatome. Je nach Art des bei der Herstellung verwendeten Alkoxylierungskatalysators weisen die Alkoxylate eine breite oder enge Alkylenoxid-Homologenverteilung auf; - Alkylphenolalkoxylate wie Alkylphenolethoxylate mit C6- bis C14-Alkylketten undThese preferably contain ethylene oxide as the alkylene oxide. The alcohols preferably have 10 to 18 carbon atoms. Depending on the type of alkoxylation catalyst used in the preparation, the alkoxylates have a broad or narrow alkylene oxide homolog distribution; - Alkylphenol alkoxylates such as alkylphenol ethoxylates with C 6 - to C 14 -alkyl chains and
5 bis 30 Alkylenoxideinheiten;5 to 30 alkylene oxide units;
- Alkylpolyglucoside mit 8 bis 22, vorzugsweise 10 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette und im allgemeinen 1 bis 20, vorzugsweise 1,1 bis 5 Glucosideinheiten;Alkyl polyglucosides having 8 to 22, preferably 10 to 18 carbon atoms in the alkyl chain and generally 1 to 20, preferably 1.1 to 5, glucoside units;
- N-Alkylglucamide, Fettsäureamidalkoxylate, Fettsäurealkanolamidalkoxylate sowie Blockcopolymere aus Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid.- N-alkyl glucamides, fatty acid amide alkoxylates, fatty acid alkanolamide alkoxylates and block copolymers of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide.
Geeignete anorganische Builder d) sind insbesondere:Suitable inorganic builders d) are in particular:
- kristalline oder amorphe Alumosilicate mit ionenaustauschenden Eigenschaften wie insbesondere Zeolithe. Als Zeolithe geeignet sind insbesondere Zeolithe A, X, B, P,- Crystalline or amorphous aluminosilicates with ion-exchanging properties such as, in particular, zeolites. Suitable zeolites are in particular zeolites A, X, B, P,
MAP und HS in ihrer Na-Form oder in Formen, in denen Na teilweise gegen andere Kationen wie Li, K, Ca, Mg, oder Ammonium ausgetauscht ist;MAP and HS in their Na form or in forms in which Na is partially replaced by other cations such as Li, K, Ca, Mg, or ammonium;
- kristalline Silicate wie insbesondere Disilicate oder Schichtsilicate, z.B. δ-Na2Si2O5 oder ß-Na2Si2O5. Die Silicate können in Form ihrer Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze eingesetzt werden, vorzugsweise als Na-, Li- und Mg-- Crystalline silicates such as, in particular, disilicates or layered silicates, for example δ-Na 2 Si 2 O 5 or ß-Na 2 Si 2 O 5 . The silicates can be used in the form of their alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts, preferably as Na, Li and Mg
Silicate;silicates;
- amorphe Silicate wie beispielsweise Natriummetasilicat oder amorphes Disilicat;amorphous silicates such as sodium metasilicate or amorphous disilicate;
- Carbonate und Hydrogencarbonate. Diese können in Form ihrer Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Ammoniumsalze eingesetzt werden. Bevorzugt sind Na-, Li- und Mg-Carbonate bzw. -Hydrogencarbonate, insbesondere Natriumcarbonat und/oder Nafriumhydrogencarbonat;- carbonates and hydrogen carbonates. These can be used in the form of their alkali metal, alkaline earth metal or ammonium salts. Na, Li and Mg carbonates or bicarbonates are preferred, in particular sodium carbonate and / or sodium bicarbonate;
- Polyphosphate wie z.B. Pentanatriumtriphosphat;
Geeignete orgamsche Cobuilder e) sind insbesondere niedermolekulare, oligomere oder polymere Carbonsäuren.- Polyphosphates such as pentasodium triphosphate; Suitable organic cobuilders e) are in particular low molecular weight, oligomeric or polymeric carboxylic acids.
- Geeignete niedermolekulare Carbonsäuren sind beispielsweise Citronensäure, hydrophob modifizierte Citronensäure wie z. B. Agaricinsäure, Äpfelsäure,- Suitable low molecular weight carboxylic acids are, for example, citric acid, hydrophobically modified citric acid such as. B. agaricic acid, malic acid,
Weinsäure, Gluconsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure, Iminodibernsteinsäure, Oxydibernsteinsäure, Propantricarbonsäure, Butantetracarbonsäure,Tartaric acid, gluconic acid, glutaric acid, succinic acid, iminodisuccinic acid, oxydisuccinic acid, propane tricarboxylic acid, butanetetracarboxylic acid,
Cyclopentantetracarbonsäure, Alkyl- und Alkenylbernsteinsäuren und Aminopoly carbonsäuren wie z.B. Nifrilofriessigsäure, ß-Alanindiessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Serindiessigsäure, Isoserindiessigsäure, N-(2-Cyclopentanetetracarboxylic acid, alkyl and alkenyl succinic acids and aminopoly carboxylic acids such as e.g. Nifrilofriacetic acid, ß-alaninediacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, serinediacetic acid, isoserinediacetic acid, N- (2-
Hydroxyethyl)iminodiessigsäure, Ethylendiamindibernsteinsäure und Methyl- und Ethylglycindiessigsäure;Hydroxyethyl) iminodiacetic acid, ethylenediaminedisuccinic acid and methyl- and ethylglycinediacetic acid;
- Geeignete oligomere oder polymere Carbonsäuren sind beispielsweise Homopolymere der Acrylsäure, Oligomaleinsäuren, Copolymere der Maleinsäure mit Acrylsäure, Methacrylsäure, C2-C22-Olefine wie z.B. Isobuten oder langkettige α-Olefine, Vinylalky lether mit Cj-Cs-Alkylgruppen, Vinylacetat, Vinylpropionat, (Meth)acrylester von - - Alkoholen und Styrol. Bevorzugt verwendet man die Homopolymeren der Acrylsäure sowie Copolymere von Acrylsäure mit Maleinsäure. Weiterhin eignen sich Polyasparaginsäuren als organische Cobuilder. Die oligomeren und polymeren Carbonsäuren werden in Säureform oder als- Suitable oligomeric or polymeric carboxylic acids are, for example, homopolymers of acrylic acid, oligomaleic acids, copolymers of maleic acid with acrylic acid, methacrylic acid, C 2 -C 22 olefins such as isobutene or long-chain α-olefins, vinyl alkyl ethers with Cj-Cs alkyl groups, vinyl acetate, vinyl propionate , (Meth) acrylic esters of - - alcohols and styrene. The homopolymers of acrylic acid and copolymers of acrylic acid with maleic acid are preferably used. Polyaspartic acids are also suitable as organic cobuilders. The oligomeric and polymeric carboxylic acids are in acid form or as
Natriumsalz eingesetzt.Sodium salt used.
Geeignete Bleichmittel sind beispielsweise Addukte von Wasserstoffperoxid an anorganische Salze wie z.B. Natriumperborat-Monohydrat, Natriumperborat-Tetrahydrat oder Natriumcarbonat-Perhydrat oder Percarbonsäuren wie z.B.Suitable bleaching agents are, for example, adducts of hydrogen peroxide with inorganic salts such as e.g. Sodium perborate monohydrate, sodium perborate tetrahydrate or sodium carbonate perhydrate or percarboxylic acids such as e.g.
Phtlialimidopercapronsäure.Phtlialimidopercapronsäure.
Als Bleichaktivatoren eignen sich beispielsweise N,N,N',N'-Tetraacetylethylendiamin (TAED), Natrium-p-nonanoyloxybenzolsulfonat oder N-Methylmorpholinium- acetonitrilmethylsulfat.Suitable bleach activators are, for example, N, N, N ', N'-tetraacetylethylene diamine (TAED), sodium p-nonanoyloxybenzenesulfonate or N-methylmorpholinium acetonitrile methyl sulfate.
Vorzugsweise in Waschmitteln eingesetzte Enzyme sind Proteasen, Lipasen, Amylasen, Cellulasen, Oxidasen oder Peroxidasen.Enzymes preferably used in detergents are proteases, lipases, amylases, cellulases, oxidases or peroxidases.
Geeignete Farbübertragungsinhibitoren sind beispielsweise Homo- und Copolymere des 1- Vinylpyrrolidons, des 1-Vinylimidazols oder des 4-Vinylpyridin-N-oxids. Auch mit Chloressigsäure umgesetzte Homo- und Copolymere des 4-Vinylpyridins eignen sich als Farbübertragungsinhibitoren.
Eine detaillierte Beschreibung der genannten Waschmittelinhaltsstoffe findet man z.B. in WO 99/06524 oder WO 99/04313 und in Liquid Detergents, Editor: Kuo-Yann Lai, Surfactant Sei. Ser., Vol. 67, Marcel Decker, New York, 1997, S. 272-304. Für typische Inhaltsstoffe sei weiterhin verwiesen auf das Kapitel Detergents (Teil 3, Detergent Ingredients, Teil 4, Household Detergents und Teil 5, Institutional Detergents) in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Version 2.0.Suitable color transfer inhibitors are, for example, homopolymers and copolymers of 1-vinylpyrrolidone, 1-vinylimidazole or 4-vinylpyridine-N-oxide. Homo- and copolymers of 4-vinylpyridine reacted with chloroacetic acid are also suitable as color transfer inhibitors. A detailed description of the detergent ingredients mentioned can be found, for example, in WO 99/06524 or WO 99/04313 and in Liquid Detergents, Editor: Kuo-Yann Lai, Surfactant Sei. Ser., Vol. 67, Marcel Decker, New York, 1997, pp. 272-304. For typical ingredients, reference is also made to the chapter Detergents (Part 3, Detergent Ingredients, Part 4, Household Detergents and Part 5, Institutional Detergents) in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Version 2.0.
Die Konzentration der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane in der Waschflotte beträgt beispielsweise 10 bis 5000 ppm und liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50 bis 1000 ppm. Die mit den kationisch modifizierten teilchenförmigen Polyurethanen im Hauptwaschgang der Waschmaschine behandelten Textilien knittern nicht nur deutlich weniger als unbehandelte Textilien. Sie sind auch leichter zu bügeln, weicher und glatter, dimensions- und formstabiler und sehen nach mehrmaligem Waschen aufgrund ihres Faser- und Farbschutzes weniger „gebraucht" aus, weisen also weniger Fusseln und Knoten und eine geringere Farbschädigung bzw. - verblassung auf.The concentration of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes in the wash liquor is, for example, 10 to 5000 ppm and is preferably in the range from 50 to 1000 ppm. The textiles treated with the cationically modified particulate polyurethanes in the main washing cycle of the washing machine not only wrinkle significantly less than untreated textiles. They are also easier to iron, softer and smoother, more dimensionally and dimensionally stable and after washing several times they look less "used" due to their fiber and color protection, so they have less lint and knots and less color damage or fading.
Der Einsatz der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane kann im sogenannten Weich- oder Pflegespülgang nach dem Hauptwaschgang erfolgen. Die Konzentration der teilchenförmigen Polyurethane in der Waschflotte beträgt beispielsweise 10 bis 5000 ppm und liegt vorzugsweise in dem Bereich von 50 bis 1000 ppm. Für einen Weich- bzw. Pflegespüler typische Inhaltsstoffe können ggf. in der Spülflotte vorhanden sein. Auch die auf diese Weise behandelten Textilien besitzen nach dem Trocknen auf der Leine oder bevorzugt im Wäschetrockner einen sehr guten Knitterschutz, der mit den bereits oben beschriebenen positiven Auswirkungen auf das Bügeln verbunden ist. Der Knitterschutz kann durch ein einmaliges kurzes Bügeln der Textilien nach dem Trocknen noch deutlich verstärkt werden. Die Behandlung im Weich- oder Pflegespülgang wirkt sich zusätzlich günstig auf die Formstabilität der Textilien aus. Weiterhin wird die Bildung von Knoten und Fusseln gehemmt und Farbschädigungen unterdrückt.The cationically modified, particulate anionic polyurethanes can be used in the so-called soft or conditioner rinse after the main wash cycle. The concentration of the particulate polyurethanes in the wash liquor is, for example, 10 to 5000 ppm and is preferably in the range from 50 to 1000 ppm. Ingredients typical for a fabric softener or conditioner may possibly be present in the wash liquor. The textiles treated in this way also have a very good crease protection after drying on a line or preferably in a tumble dryer, which is associated with the positive effects on ironing already described above. The anti-crease can be significantly increased by briefly ironing the textiles after drying. Treatment in a soft or conditioner cycle also has a positive effect on the shape stability of the textiles. Furthermore, the formation of knots and lint is inhibited and color damage is suppressed.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Wäschepflegespülmittel, enthaltendThe invention also relates to a laundry detergent containing
a) 0,05 % bis 40 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane,a) 0.05% to 40% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone,
c) 0,1 bis 40 Gew.-% katiomsche Tenside,b) 0 to 20% by weight of silicones, c) 0.1 to 40% by weight of cationic surfactants,
d) 0 bis 30 Gew.-% nichtionische Tenside undd) 0 to 30% by weight of nonionic surfactants and
e) 0 bis 30 Gew.-% andere übliche Inhaltsstoffe wie Gleitmittel, Benetzungsmittel, filmbildende Polymere, Duft- und Farbstoffe, Stabilisatoren, Faser- und Farbschutzadditive, Viskositätsmodifizierer, Soil-Release-Additive, Korrosionsschutzadditive, Bakterizide und Konservierungsmittel, unde) 0 to 30% by weight of other conventional ingredients such as lubricants, wetting agents, film-forming polymers, fragrances and dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides and preservatives, and
f) 0 bis 99,85 Gew.-% Wasser,f) 0 to 99.85% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis f) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to f) being 100% by weight.
Geeignete Silicone b) sind die oben genannten Silicone.Suitable silicones b) are the silicones mentioned above.
Bevorzugte kationische Tenside c) sind ausgewählt aus der Gruppe der quartären Diesterammoniumsalze, der quartären Tetraalkylammoniumsalze, der quartären Diamidoammoniumsalze, der Amidoaminester und Imidazoliumsalze. Diese sind vorzugsweise in einer Menge von 3 bis 30 Gew.-% in den Wäschepflegespülmitteln enthalten. Beispiele sind quartäre Diesterammoniumsalze, die zwei Cπ- bis C 2-Alk(en)yl- carbonyloxy(mono- bis pentamethylen)-Reste und zwei - bis C3- Alkyl- oder -Hydroxyalkylreste am quartären N-Atom aufweisen und als Gegenion beispielsweise Chlorid, Bromid, Methylsulfat oder Sulfat tragen.Preferred cationic surfactants c) are selected from the group of the quaternary diesterammonium salts, the quaternary tetraalkylammonium salts, the quaternary diamidoammonium salts, the amidoamine esters and imidazolium salts. These are preferably contained in the laundry detergent in an amount of 3 to 30% by weight. Examples are quaternary diester ammonium salts which have two Cπ to C 2 alk (en) yl carbonyloxy (mono- to pentamethylene) radicals and two to C 3 alkyl or hydroxyalkyl radicals on the quaternary N atom and, for example, as a counterion Wear chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate.
Quartäre Diesterammoniumsalze sind weiterhin insbesondere solche, die einen Cπ- bis C22-Alk(en)ylcarbonyloxytrimethylen-Rest, der am mittleren C-Atom der Trimethylen- Gruppierung einen Cπ- bis C22-Alk(en)ylcarbonyloxy-Rest trägt, und drei Ci- bis C3- Alkyl- oder -Hydroxyalkylreste am quartären N-Atom aufweisen und als Gegenion beispielsweise Chlorid, Bromid, Methylsulfat oder Sulfat tragen.Quaternary diesterammonium further include in particular those corresponding to the trimethylene group carries a Cπ- to C 22 -alk (en) ylcarbonyloxytrimethylen radical, on the central carbon atom form a Cπ- to C 22 -alk (en) ylcarbonyloxy radical, and have three Ci to C 3 alkyl or hydroxyalkyl radicals on the quaternary N atom and, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate as counterions.
Quartäre Tetraalkylammoniumsalze sind insbesondere solche, die zwei Ci- bis C6-Alkyl- Reste und zwei C8- bis C24-Alk(en)yl-Reste am quartären N-Atom aufweisen und als Gegenion beispielsweise Chlorid, Bromid, Methylsulfat oder Sulfat tragen.Quaternary tetraalkylammonium salts are in particular those which have two Ci to C 6 alkyl radicals and two C 8 - to C 24 -alk (en) yl radicals on the quaternary nitrogen atom and having, as counterion, chloride, bromide, methylsulfate, or sulfate wear.
Quartäre Diamidoammoniumsalze sind insbesondere solche, die zwei C8- bis C 4- Alk(en)ylcarbonylaminoethylen-Reste, einen Substituenten ausgewählt aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl und Polyoxyethylen mit bis zu 5 Oxyethylen-Einheiten und als vierten Rest
eine Methylgruppe am quartären N-Atom aufweisen und als Gegenion beispielsweise Chlorid, Bromid, Methylsulfat oder Sulfat tragen.Quaternary diamidoammonium are in particular those which have two C 8 - to C 4 - a substituent selected from hydrogen, methyl, ethyl and polyoxyethylene having up to 5 oxyethylene units alk (en) ylcarbonylaminoethylene residues, and as fourth radical have a methyl group on the quaternary N atom and carry, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate as counterion.
Amidoaminoester sind insbesondere tertiäre Amine, die als Substituenten am N-Atom einen Cπ- bis C22-Alk(en)ylcarbonylamino(mono- bis trimethylen)-Rest, einen Cπ- bis C22-Alk(en)ylcarbonyloxy(mono- bis trimethylen)-Rest und eine Methylgruppe fragen.Amidoamino esters are, in particular, tertiary amines which, as substituents on the N atom, have a Cπ to C 22 alk (en) ylcarbonylamino (mono- to trimethylene) radical, a Cπ to C 22 alk (en) ylcarbonyloxy (mono- to trimethylene) residue and a methyl group.
Imidazoliniumsalze sind insbesondere solche, die in der 2-Position des Heterocyclus einen C14- bis C18-Alk(en)ylrest, am neutralen N-Atom einen C14- bis C18-Alk(en)ylcarbonyl(oxy oder amino)ethylen-Rest und am die positive Ladung tragenden N-Atom Wasserstoff, Methyl oder Ethyl tragen, Gegenionen sind hierbei beispielsweise Chlorid, Bromid, Methylsulfat oder Sulfat.Imidazolinium salts are in particular those in which the 2-position of the heterocycle, a C 14 - to C 18 -alk (en) yl radical, the neutral N-atom form a C 14 - to C 18 -alk (en) ylcarbonyl (oxy or amino) carry the ethylene radical and hydrogen, methyl or ethyl on the N atom carrying the positive charge; counterions here are, for example, chloride, bromide, methyl sulfate or sulfate.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the examples below.
BeispieleExamples
Herstellung von anionischen Dispersionen I und IIPreparation of anionic dispersions I and II
Beispiel 1example 1
Dispersion IDispersion I
400 g (0,200 mol) eines Polyesterpolyols aus Adipinsäure, Neopentylglykol und Hexandiol der OH-Zahl 56 wurden in einem Rührkessel bei 50 °C vorgelegt. Hierzu wurden 36,1 g (0,1624 mol) Isophorondiisocyanat, 42,9 g (0,1624 mol) Bis-(4- isocyanatocyclohexyl)methan und 80 g Aceton gegeben. Nach 60 min Rühren bei 90 °C wurden 0,15 g Dibutylzinndilaurat zugefügt. Es wurde weitere 120 min gerührt. Dann wurde mit 500 g Aceton verdünnt und gleichzeitig auf 50 °C gekühlt. Der NCO-Gehalt der Lösung betrug 0,99 % (berechnet 0,94 %). Nach Zugabe von 22,5 g (0,0534 mol) einer 50 gew.-%igen wässrigen Lösung des Na-Salzes der Aminoethylamino-ethansulfonsäure wurde durch Zugabe von 800 g Wasser innerhalb von 5 min dispergiert. Nach dem Ende der Dispergierung wurde eine Lösung von 3,9 g (0,0379 mol) Diethylentriamin und 1,8 g (0,0106 mol) Isophorondiamin in 50 g Wasser zugegeben. Nach Abdestillieren des Acetons wurde eine feinteilige wässrige anionische PUR-Dispersion mit ca. 40 % Feststoffgehalt erhalten.
Beispiel 2400 g (0.200 mol) of a polyester polyol from adipic acid, neopentyl glycol and hexanediol with OH number 56 were placed in a stirred kettle at 50 ° C. To this were added 36.1 g (0.1624 mol) of isophorone diisocyanate, 42.9 g (0.1624 mol) of bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and 80 g of acetone. After stirring at 90 ° C. for 60 minutes, 0.15 g of dibutyltin dilaurate was added. The mixture was stirred for a further 120 min. The mixture was then diluted with 500 g of acetone and simultaneously cooled to 50 ° C. The NCO content of the solution was 0.99% (calculated 0.94%). After the addition of 22.5 g (0.0534 mol) of a 50% strength by weight aqueous solution of the sodium salt of aminoethylaminoethanesulfonic acid, dispersion was carried out over the course of 5 minutes by adding 800 g of water. After the end of the dispersion, a solution of 3.9 g (0.0379 mol) of diethylenetriamine and 1.8 g (0.0106 mol) of isophoronediamine in 50 g of water was added. After the acetone had been distilled off, a finely divided aqueous anionic PU dispersion with a solids content of approximately 40% was obtained. Example 2
Dispersion IIDispersion II
400 Teile eines Propylenglykols mit einer OH-Zahl von 56 wurden in einem mit Rührwerk versehenen Kolben bei 130 °C und 20 Torr 30 Minuten entwässert. Der Polyether wurde abgekühlt, in 50 Teilen N-Methylpyrrolidon gelöst und mit 26,8 Teilen Dimethylolpropionsäure versetzt. Dann wurde mit 95,7 Teilen Toluylendiisocyanat (Isomerenverhältnis 2,4/2,6 = 80/20) 120 Minuten bei 110 °C gerührt. Anschließend wurde mit 400 Teilen Aceton verdünnt und auf 50 °C gekühlt. In die so erhaltene Lösung wurden 16 Teile Triethylamin und nach 10 Minuten 900 Teile Wasser zugetropft und danach das Aceton unter vermindertem Druck abdestilliert. Es wurde eine sehr feinteilige, stabile anionische Dispersion mit 40 % Feststoffgehalt erhalten.400 parts of a propylene glycol with an OH number of 56 were dewatered in a flask equipped with an agitator at 130 ° C. and 20 torr for 30 minutes. The polyether was cooled, dissolved in 50 parts of N-methylpyrrolidone and mixed with 26.8 parts of dimethylolpropionic acid. Then, 95.7 parts of tolylene diisocyanate (isomer ratio 2.4 / 2.6 = 80/20) were stirred at 110 ° C. for 120 minutes. The mixture was then diluted with 400 parts of acetone and cooled to 50 ° C. 16 parts of triethylamine and, after 10 minutes, 900 parts of water were added dropwise to the solution thus obtained, and then the acetone was distilled off under reduced pressure. A very finely divided, stable anionic dispersion with a solids content of 40% was obtained.
Herstellung von kationisch modifizierten Dispersionen III, IV und VProduction of cationically modified dispersions III, IV and V
Es wurden folgende kationische Polymere eingesetzt:The following cationic polymers were used:
Polymer 1 : Polyethylenimin mit einer Molmasse von 25 000Polymer 1: polyethyleneimine with a molecular weight of 25,000
Polymer 2: hochmolekulares Polyethylenimin mit einer Molmasse von 2 000 000 Polymer 3 : Polydiallyldimethylammoniumchlorid mit einer Molmasse von 100 000.Polymer 2: high molecular weight polyethyleneimine with a molecular weight of 2,000,000 polymer 3: polydiallyldimethylammonium chloride with a molecular weight of 100,000.
Beispiel 3Example 3
Dispersion IIIDispersion III
50 g der Dispersion I wurden bei Raumtemperatur und pH 7 innerhalb von 10 Minuten zu 50 g einer 0,8 gew.-%igen wässrigen Lösung des Polymers 1 dosiert. Man erhielt eine über mehrere Monate stabile, feinteilige Dispersion.50 g of dispersion I were metered in at room temperature and pH 7 to 50 g of a 0.8% strength by weight aqueous solution of polymer 1 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
Beispiel 4
Dispersion IVExample 4 Dispersion IV
50 g der Dispersion I wurden bei Raumtemperatur und pH 7 innerhalb von 10 Minuten zu 100 g einer 0,8 gew.-%igen wässrigen Lösung des Polymers 2 dosiert. Man erhielt eine über mehrere Monate stabile, feinteilige Dispersion.50 g of dispersion I were metered in at room temperature and pH 7 to 100 g of a 0.8% strength by weight aqueous solution of polymer 2 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
Beispiel 5Example 5
Dispersion VDispersion V
50 g der Dispersion II wurden bei Raumtemperatur und pH 7 innerhalb von 10 Minuten zu 50 g einer 1,2 gew.-%igen wässrigen Lösung des Polymers 3 dosiert. Man erhielt eine über mehrere Monate stabile, feinteilige Dispersion.50 g of dispersion II were metered in at room temperature and pH 7 to 50 g of a 1.2% strength by weight aqueous solution of polymer 3 within 10 minutes. A finely divided dispersion which was stable over several months was obtained.
Mit Hilfe elektrophoretischer Messungen konnte die Belegung der anionischen PU- Teilchen mit dem kationischen Polymer nachgewiesen werden. Durch die Belegung kehrte sich die Wanderungsrichtung der Partikel im elektrischen Feld um.With the help of electrophoretic measurements, the assignment of the anionic PU particles to the cationic polymer could be demonstrated. The coating reversed the direction of migration of the particles in the electric field.
Messung des TrockenknittererholungswinkelsMeasurement of the dry crease recovery angle
Beispiele 6 bis 8 und Vergleichsbeispiele VI bis V3Examples 6 to 8 and Comparative Examples VI to V3
Die Dispersion III wurde mit Wasser (pH 7, 1 mmol/1 Wasserhärte) auf einen Feststoffgehalt von 0,02 Gew.-% verdünnt. In die gerührte Flotte (600 ml) hängte man für 30 Minuten ein weißes Baumwollgewebe (10 g). Anschließend wurde das Baumwollgewebe entnommen und getrocknet. An dem trockenen Gewebe wurde die Knittererholung (Entknitterung) nach DLN 53890 bestimmt. Je größer der Knittererholungswinkel nach Wegfall der auf das Gewebe einwirkenden Kraft ist, desto wirksamer ist die Dispersion. In analoger Weise wurde weißes Baumwollgewebe mit den Dispersionen IV und V und zum Zwecke des Vergleichs mit den nicht modifizierten Dispersionen I und II behandelt und der Knittererholungswinkel bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.Dispersion III was diluted with water (pH 7.1 mmol / l water hardness) to a solids content of 0.02% by weight. A white cotton fabric (10 g) was suspended in the stirred liquor (600 ml) for 30 minutes. The cotton fabric was then removed and dried. On the dry tissue, the crease recovery (de-crease) was determined according to DLN 53890. The greater the crease recovery angle after the loss of the force acting on the tissue, the more effective the dispersion. In an analogous manner, white cotton fabric was treated with dispersions IV and V and, for the purpose of comparison, with unmodified dispersions I and II, and the crease recovery angle was determined. The results are shown in Table 1.
Tabelle 1
Table 1
Die Ergebnisse belegen die überlegene Wirkung der kationisch modifizierten Polyurethandispersionen II, IV und V im Vergleich zu den nicht modifizierten anionischen Polyurethandispersionen I und II.The results demonstrate the superior effect of the cationically modified polyurethane dispersions II, IV and V compared to the unmodified anionic polyurethane dispersions I and II.
Anwendung der Dispersionen im Nachspülgang .Use of the dispersions in the rinse cycle.
Beispiele 9 bis 12 und Vergleichsbeispiele V4 bis V6Examples 9 to 12 and comparative examples V4 to V6
Weißes flächiges Baumwollgewebe (Größe: 30 cm x 50 cm) mit einem Flächengewicht von 130 g Im2 wurde bei einer Wasserhärte von 3 mmol/1 in Gegenwart von Ballastgewebe (Beladung 1,5 kg) gewaschen. Der Waschprozess bestand aus einem Hauptwaschgang (Ariel® hydractiv als Waschmittel, Programm Buntwäsche 40 °C) und anschließendem Weichspülgang. Die Weichspülflotte enthieltWhite flat cotton fabric (size: 30 cm x 50 cm) with a weight per unit area of 130 g. In the 2 , washing was carried out at a water hardness of 3 mmol / l in the presence of ballast fabric (load 1.5 kg). The washing process consisted of a main wash (Ariel® hydractiv as a detergent, colored wash program 40 ° C) and a subsequent fabric softener. The fabric softener contained
a) 1000 ppm eines handelsüblichen Gewebeconditioners (Downy von Lenor®)a) 1000 ppm of a commercially available fabric conditioner (Downy from Lenor®)
b) 1000 ppm Downy von Lenor + 100 ppm Dispersion I, III bzw. IV (aktives Material)b) 1000 ppm Downy from Lenor + 100 ppm dispersion I, III or IV (active material)
c) 200 ppm Dispersion I, III bzw. IV (aktives Material)c) 200 ppm dispersion I, III or IV (active material)
Das Flottenverhältnis betrug 1:10. Nach dem Weich-/Pflegespülgang wurde das Gewebe entnommen und im Trommeltrockner getrocknet (Programm Schranktrocken). Nach dem Trocknen erfolgte eine visuelle Benotung der flächigen Gewebeproben in Anlehnung an
die AATCC Testmethode 124, wobei die Note 1 bedeutet, dass das Gewebe sehr knittrig ist und viele Falten aufweist, während die Note 5 für knitter- und faltenfreies Gewebe vergeben wird.The liquor ratio was 1:10. After the fabric softener / conditioner, the fabric was removed and dried in a tumble dryer (cupboard dry program). After drying, the flat tissue samples were visually graded based on AATCC test method 124, where grade 1 means that the fabric is very creased and has many folds, while grade 5 is given for crease-free and wrinkle-free fabric.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.The results are shown in Table 2.
Tabelle 2Table 2
Die Ergebnisse zeigen, dass die kationisch modifizierten Dispersionen III und IV im Vergleich zu der anionischen Dispersion I deutlich besser abschneiden.
The results show that the cationically modified dispersions III and IV perform significantly better than the anionic dispersion I.
Claims
1. Kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane mit einer Teilchengröße von 10 nm bis 10 μm, wobei die teilchenförmigen Polyurethane durch Belegung ihrer Oberfläche mit kationischen Polymeren kationisch modifiziert sind.1. Cationically modified, particulate anionic polyurethanes with a particle size of 10 nm to 10 μm, the particulate polyurethanes being cationically modified by coating their surface with cationic polymers.
2. Kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die teilchenförmigen Polyurethane anionische und kationische und/oder nichtionische hydrophile Gruppen enthalten.2. Cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to claim 1, characterized in that the particulate polyurethanes contain anionic and cationic and / or nonionic hydrophilic groups.
3. Kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als katiomsche Polymere Vinylamineinheiten enthaltende Polymere, Vinylimidazoleinheiten enthaltende3. Cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to claim 1 or 2, characterized in that polymers containing vinylamine units and vinylimidazole units are used as cationic polymers
Polymere, quaternare Vinylimidazoleinheiten enthaltende Polymere, Kondensate aus Imidazol und Epichlorhydrin, vernetzte Polyamidoamine, mit Ethylenimin gepfropfte vernetzte Polyamidoamine, Polyethylenimine, alkoxylierte Polyethylenimine, vernetzte Polyethylenimine, amidierte Polyethylenimine, alkylierte Polyethylenimine, Polyamine, Amin-Epichlorhydrin-Polykondensate, alkoxylierte Polyamine, Polyallylamine, Polydimethyldiallylammoniumchloride, basische (Meth)Acrylamid- oder estereinheiten enthaltende Polymere, basische quaternare (Meth)Acrylamid- oder -estereinheiten enthaltende Polymere und/oder Lysinkondensate einsetzt.Polymeric quaternary vinylimidazole units-containing polymers, condensates of imidazole and epichlorohydrin, crosslinked polyamidoamines, ethyleneimine-grafted crosslinked polyamidoamines, polyethyleneimines, alkoxylated polyethyleneimines, crosslinked polyethylenimines, amidated polyethylenimines, alkylated polyethylenimines, polyamines, amine-epichlorohydrin polycondensates, alkoxylated polyamines, polyallylamines, polydimethyldiallylammonium chlorides , polymers containing basic (meth) acrylamide or ester units, basic polymers containing quaternary (meth) acrylamide or ester units and / or lysine condensates.
4. Kationisch modifizierte, wässrige anionische Polyurethandispersionen, enthaltend kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3.4. Cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions containing cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3.
5. Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche textiler und nicht-textiler Materialien, bei dem kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3 aus einer wässrigen Dispersion auf die Oberfläche der Materialien aufgebracht und die Materialien getrocknet werden.5. A method for modifying the surface of textile and non-textile materials, in which cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3 are applied from an aqueous dispersion to the surface of the materials and the materials are dried.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethane aus einer wässrigen Dispersion mit einem Polyurethan-Gehalt von < 5 Gew.-% auf die Oberfläche aufgebracht werden. . 6. The method according to claim 5, characterized in that the polyurethanes are applied to the surface from an aqueous dispersion having a polyurethane content of <5% by weight. ,
7. Verwendung von kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethanen, wie sie einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert sind, als oberflächenmodifizierender Zusatz in Wasch-, Spül-, Pflege- oder Reinigungsmitteln.7. Use of cationically modified, particulate anionic polyurethanes, as defined in one of claims 1 to 3, as a surface-modifying additive in detergents, dishwashing agents, care products or cleaning agents.
8. Verwendung von kationisch modifizierten, wässrigen anionischen Polyurethandispersionen, wie sie in Anspruch 4 definiert sind, als Wasch-, Spüloder Reinigungsflotten.8. Use of cationically modified, aqueous anionic polyurethane dispersions, as defined in claim 4, as washing, rinsing or cleaning liquors.
9. Mittel zur Behandlung von Oberflächen, enthaltend9. Surface treatment compositions containing
(a) 0,1 bis 50 Gew.-% kationisch modifizierte, teilchenförmige anionische Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3,(a) 0.1 to 50% by weight of cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3,
(b) 0 bis 60 Gew.-% mindestens eines üblichen Zusatzstoffs wie Säuren oder(b) 0 to 60% by weight of at least one customary additive, such as acids or
Basen, anorganische Builder, organische Cobuilder, Tenside, polymere Farbübertragungsinhibitoren, polymere Vergrauungsinhibitoren, Soil- Release-Polymere, Enzyme, Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Wachse, Silikonöle, Lichtschutzmittel, Farbstoffe, Lösemittel, Hydrotrope, Verdicker und/oder Alkanolamine,Bases, inorganic builders, organic cobuilders, surfactants, polymeric color transfer inhibitors, polymeric graying inhibitors, soil release polymers, enzymes, complexing agents, corrosion inhibitors, waxes, silicone oils, light stabilizers, dyes, solvents, hydrotropes, thickeners and / or alkanolamines,
(c) 0 bis 99,9 Gew.-% Wasser,(c) 0 to 99.9% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten (a) bis (c) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components (a) to (c) being 100% by weight.
10. Textilbehandlungsmittel, enthaltend10. Textile treatment agent containing
a) 0,1 bis 40 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3,a) 0.1 to 40% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3,
b) 0 bis 30 Gew.-% Silicone,b) 0 to 30% by weight of silicones,
c) 0 bis 30 Gew.-% kationische und/oder nichtionische Tensidec) 0 to 30% by weight of cationic and / or nonionic surfactants
d) 0 bis 60 Gew.-% weitere Inhaltsstoffe wie weitere Netzmittel,d) 0 to 60% by weight of further ingredients such as further wetting agents,
Weichmacher, Gleitmittel, wasserlösliche, filmbildende und adhesive Polymere, Duft- und Farbstoffe, Stabilisatoren, Faser- und Farbschutzadditive, Viskositätsmodifizierer, Soil-Release-Additive, Korrosionsschutzadditive, Bakterizide, Konservierungsmittel und Sprühhilfsmittel, undPlasticizers, lubricants, water-soluble, film-forming and adhesive polymers, fragrances and dyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, Corrosion protection additives, bactericides, preservatives and spray aids, and
e) 0 bis 99,9 Gew.-% Wasser,e) 0 to 99.9% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to e) being 100% by weight.
11. Feste Waschmittelformulierung enthaltend11. Containing solid detergent formulation
a) 0,05 bis 20 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3,a) 0.05 to 20% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone,b) 0 to 20% by weight of silicones,
c) 0,1 bis 40 Gew.-% nichtionische und/oder anionische Tenside,c) 0.1 to 40% by weight of nonionic and / or anionic surfactants,
d) 0 bis 50 Gew.-% anorganische Builder,d) 0 to 50% by weight of inorganic builders,
e) 0 bis 10 Gew.-% organische Cobuilder,e) 0 to 10% by weight of organic cobuilders,
f) 0 bis 60 Gew.-% anderer üblicher Inhaltsstoffe wie Stellmittel, Enzyme, Parfüm, Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, kationische Tenside, Bleichkatalysatoren, Farbübertragungsinhibitoren, Vergrauungsinnibitoren, Soil-Release-Polyester, Farbstoffe, Bakterizide, Auflösungsverbesserer und oder Sprengmittel,f) 0 to 60% by weight of other conventional ingredients such as bulking agents, enzymes, perfume, complexing agents, corrosion inhibitors, bleaching agents, bleach activators, cationic surfactants, bleaching catalysts, color transfer inhibitors, graying inhibitors, soil release polyesters, dyes, bactericides, dissolution improvers and or disintegrants .
wobei die Summe der Komponenten a) bis f) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to f) being 100% by weight.
12. Flüssige Waschmittelformulierung enthaltend12. Containing liquid detergent formulation
a) 0,05 bis 20 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane, nach einem der Ansprüche 1 bis 3,a) 0.05 to 20% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes, according to one of claims 1 to 3,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone, c) 0,1 bis 40 Gew.-% nichtionische und/oder anionische Tenside,b) 0 to 20% by weight of silicones, c) 0.1 to 40% by weight of nonionic and / or anionic surfactants,
d) 0 bis 20 Gew.-% anorganische Builder,d) 0 to 20% by weight of inorganic builders,
e) 0 bis 10 Gew.-% organische Cobuilder,e) 0 to 10% by weight of organic cobuilders,
f) 0 bis 60 Gew.-% andere übliche Inhaltsstoffe wie Soda, Enzyme, Parfüm,f) 0 to 60% by weight of other customary ingredients, such as soda, enzymes, perfume,
Komplexbildner, Korrosionsinhibitoren, Bleichmittel, Bleichaktivatoren, Bleichkatalysatoren, kationische Tenside, Farbübertragungsinhibitoren, Vergrauungsinhibitoren, Soil-Release-Polyester, Farbstoffe, Bakterizide, nicht wässrige Lösemittel, Löslichkeitsvermittler, Hydrotrope, Verdicker und/oder Alkanolamine,Complexing agents, corrosion inhibitors, bleaching agents, bleach activators, bleaching catalysts, cationic surfactants, color transfer inhibitors, graying inhibitors, soil release polyesters, dyes, bactericides, non-aqueous solvents, solubilizers, hydrotropes, thickeners and / or alkanolamines,
g) 0 bis 99,85 Gew.-% Wasser,g) 0 to 99.85% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis g) 100 Gew.-% ergibt.the sum of components a) to g) being 100% by weight.
13. Wäschepflegespülmittel, enthaltend13. Laundry detergent containing
a) 0,05 % bis 40 Gew.-% der kationisch modifizierten, teilchenförmigen anionischen Polyurethane nach einem der Ansprüche 1 bis 3,a) 0.05% to 40% by weight of the cationically modified, particulate anionic polyurethanes according to one of claims 1 to 3,
b) 0 bis 20 Gew.-% Silicone,b) 0 to 20% by weight of silicones,
c) 0,1 bis 40 Gew.-% kationische Tenside, *c) 0.1 to 40% by weight of cationic surfactants, *
d) 0 bis 30 Gew.-% nichtionische Tenside,d) 0 to 30% by weight of nonionic surfactants,
e) 0 bis 30 Gew.-% andere übliche Inhaltsstoffe wie Silicone, andere Gleitmittel, Benetzungsmittel, filmbildende Polymere, Duft- unde) 0 to 30 wt .-% other common ingredients such as silicones, other lubricants, wetting agents, film-forming polymers, fragrance and
Farbstoffe, Stabilisatoren, Faser- und Farbschutzadditive, Viskositätsmodifizierer, Soil-Release-Additive, Korrosionsschutzadditive, Bakterizide und Konservierungsmittel, undDyes, stabilizers, fiber and color protection additives, viscosity modifiers, soil release additives, corrosion protection additives, bactericides and preservatives, and
f) 0 bis 99,85 Gew.-% Wasser,f) 0 to 99.85% by weight of water,
wobei die Summe der Komponenten a) bis f) 100 Gew.-% ergibt. the sum of components a) to f) being 100% by weight.
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