ES2274105T3 - Composiciones de polisiloxanos y amidas de acidos grasos, cuaternizadas. - Google Patents
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Abstract
Una composición en forma de una solución acuosa o una dispersión acuosa la cual contiene los siguientes compo-nentes: A) un polidiorganosiloxano B) una amida de ácido graso cuaternizada, derivada de una amida de ácido graso de fórmula (Ia) ó de fórmula (Ib) ó de fórmula (Ic) mediante cuaternización de uno o más átomos de nitrógeno, R-CO-NR1-(-CH2-)a-NR1-(-CHR2-CHR3-O-)b-H (Ia) R-CO-NH-(-CH2-)a-NH-(-CH2-)a-NH-Rk (Ib) Rk-NH-(-CH2-)a-N(Rk)-(-CH2-)a-NH2 (Ic) o una mezcla de dichas amidas de ácido graso cuaterni-zadas, en donde los aniones asignados a los átomos de nitrógeno cuaternizado se escogen entre aniones cloruro, aniones metil-sulfato, aniones bencenosulfonatos, o aniones toluenosulfona-tos, de preferencia aniones toluenosulfonatos o aniones ben-cenosulfonatos, en donde R es un radical alquilo lineal o ramificado de 6 a 24 átomos de carbono, todos los radicales Rk, independientemente entre sí, son H ó -CO-R, pero en la fórmula (Ic) por lo menos uno de los radicales Rk es -CO-R, todos losradicales R1, independientemente entre sí, son hidrógeno, un radical alquilo lineal o ramificado de 1 a 8 átomos de carbono o son un radical -(-CHR2-CHR3-O)b-H, en cada unidad -(-CHR2-CHR3-O-)- uno de los radicales R2 y R3 es hidrógeno y el otro es hidrógeno ó CH3, a es un número de 2 a 6, y b es un número de 1 a 24.
Description
Composiciones de polisiloxanos y amidas de
ácidos grasos, cuaternizadas.
La invención se refiere a soluciones o
dispersiones acuosas que comprenden polidiorganosiloxanos y amidas
de ácidos grasos cuaternizadas. Describe además el empleo de dichas
soluciones o dispersiones para el tratamiento de materiales de
fibras, en particular tejidos.
A partir de un gran número de documentos se
conoce el tratamiento de telas como p. ej., tejidos o géneros de
punto con dispersiones de polidiorganosiloxanos. Con ello se
imparten propiedades repelentes al agua y/o un agradable tacto suave
a los textiles.
Los polisiloxanos que contienen átomos de
nitrógeno cuaternizado en las cadenas laterales han sido también
empleados para el acabado textil. Esto es evidente entre otros
motivos, a partir de la patente DE-A 196 52 524. El
empleo conjunto de amidas de ácido graso (cuaternizadas) no se
menciona en esta especificación. Las amidas de ácido graso
cuaternizadas ya son conocidas per se, p. ej., a partir de la
patente US 4 977 204. Esta patente describe composiciones que
contienen alcanolamidas de ácido graso cuaternizado, mediante las
cuales la profundidad del teñido de los textiles puede ser
aumentada. Las composiciones que contienen también siliconas además
de las alcanolamidas de ácido graso cuaternizadas, no se
mencionan.
Se ha descubierto que el empleo simultáneo de
los polisiloxanos y también de las amidas de ácido graso proporciona
ventajas con respecto a las propiedades de los textiles acabados
comparado con el acabado efectuado solamente con uno de estos dos
componentes. Las dispersiones acuosas que contienen polisiloxanos y
alcanolamidas de ácido graso no cuaternizadas han sido por lo tanto
ya utilizadas para el tratamiento de tejidos. Esto está descrito en
las patentes EP-A 578 144 y en US 3 956 350.
Esta combinación conocida ya en la técnica
anterior, de polisiloxanos con alcanolamidas de ácido graso no
cuaternizadas tiene la ventaja de que las composiciones que pueden
obtenerse con las mismas, tienen las ventajas de las dos clases de
productos. Así, es posible obtener textiles con un tacto suave muy
agradable y un carácter lanoso, si se han tratado con dispersiones
acuosas de la combinación de productos. Además, dichas dispersiones
acuosas tienen la ventaja de que solamente tienen una baja tendencia
a la formación de espuma.
Las dispersiones acuosas que contienen
polisiloxanos y amidas de ácido graso no cuaternizadas, tienen sin
embargo algunas desventajas. Así por ejemplo, su almacenamiento y/o
estabilidad térmica no son siempre óptimos. Esto es particularmente
cierto cuando los polisiloxanos contienen átomos de nitrógeno
cuaternizados cargados positivamente. Dicha desventaja se vuelve
más evidente cuando el contenido de nitrógeno en el polisiloxano
aumenta o cuando la fracción de peso del polisiloxano que contiene
nitrógeno en la dispersión, aumenta. Por otro lado, sin embargo, el
empleo de polisiloxanos conteniendo nitrógeno es deseado en muchos
casos debido a sus propiedades positivas. Estas propiedades
positivas consisten en primer lugar, primordialmente, en impartir
un agradable tacto suave a los textiles acabados. Por otro lado, se
prefieren los polisiloxanos que contienen átomos de nitrógeno
cuaternizados, cuando los tejidos acabados han de tener una marcada
hidrofilicidad.
Otra desventaja de las dispersiones acuosas que
contienen polisiloxanos y amidas de ácido graso no cuaternizadas es
que la hidrofilicidad de los textiles acabados con estas
dispersiones es inadecuada para muchos campos de empleo.
El objeto de la presente invención es el
proporcionar composiciones que son altamente adecuadas para el
tratamiento de tejidos, las cuales tienen las ventajas de las
conocidas composiciones acuosas polisiloxano/amida de ácido graso,
pero que están libres de las desventajas antes mencionadas.
El objetivo se logra mediante una composición en
forma de una solución acuosa o una dispersión acuosa la cual
contiene los siguientes componentes:
A) un polidiorganosiloxano
B) una amida de ácido graso
cuaternizada, derivada de una amida de ácido graso de fórmula (Ia) ó
de fórmula (Ib) ó de fórmula (Ic), mediante cuaternización de uno o
más átomos de nitrógeno,
- R-CO-NR^{1}-(-CH_{2}-)_{a}-NR^{1}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-H
- (Ia)
\vskip1.000000\baselineskip
- R-CO-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-R^{k}
- (Ib)
\vskip1.000000\baselineskip
- R^{k}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-N(R^{k})-(-CH_{2}-)_{a}-NH_{2}
- (Ic)
o una mezcla de dichas amidas de ácido graso
cuaternizadas,
\newpage
en donde los aniones asignados a los átomos de
nitrógeno cuaternizado se escogen entre aniones cloruro, aniones
metilsulfato, aniones bencenosulfonatos, o aniones toluensulfonatos,
de preferencia aniones toluensulfonatos o aniones
bencenosulfonatos,
en donde
R es un radical alquilo lineal o ramificado de 6
a 24 átomos de carbono,
todos los radicales R^{k}, independientemente
entre sí, son H ó -CO-R, pero en la fórmula (Ic) por
lo menos uno de los radicales R^{k} es -CO-R,
todos los radicales R^{1}, independientemente
entre sí, son hidrógeno, un radical alquilo lineal o ramificado de 1
a 8 átomos de carbono o son un radical
-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O)_{b}-H,
en cada unidad
-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)- uno de
los radicales R^{2} y R^{3} es hidrógeno y el otro es hidrógeno
ó CH_{3},
a es un número de 2 a 6, y
b es un número de 1 a 24.
La invención proporciona en consecuencia
soluciones o dispersiones acuosas, las cuales además de agua
contienen por lo menos uno de los componentes A) y B) antes
mencionados, y también el empleo de estas soluciones o dispersiones
para el tratamiento de materiales de fibras.
La composición de acuerdo con la invención que
comprende el componente A, el componente B y opcionalmente otros
componentes, puede estar en forma de una solución acuosa, es decir,
cuando esta mezcla es soluble en agua (esto es posible, por
ejemplo, cuando el componente A) contiene grupos polares tales como
grupos polioxialquileno o grupos con átomos de nitrógeno
cuaternizados). En el caso normal, sin embargo, está en forma de una
dispersión acuosa, p. ej., una emulsión, y en este caso, contiene
adicionalmente como componente C) un dispersante o una mezcla de
dispersantes.
Las composiciones de acuerdo con la invención
son altamente adecuadas para el tratamiento de materiales de fibras,
en particular de telas, tales como telas tejidas o telas de género
de punto, y tienen las siguientes ventajas:
- 1.
- Tienen una excelente estabilidad, incluso después de un almacenamiento prolongado e incluso si el componente A) (polisiloxano) contiene átomos de nitrógeno cuaternizado en forma de grupos amonio cargados positivamente. Esta estabilidad está también presente cuando la concentración de dicho componente A) en la composición es tan alta, que en combinación con exclusivamente amidas de ácido graso no cuaternizadas, conduciría a una inestabilidad de la solución o dispersión.
- 2.
- No presentan ninguna, o solamente una ligera tendencia no deseada a la formación de espuma. Esto juega un importante papel durante el tratamiento de los materiales de fibras en el curso del acabado textil, cuando no se desea ninguna tendencia a la formación de espuma.
- 3.
- Debido al contenido de componentes polares, es decir, iónicos, poseen una hidrofilicidad adecuada para los requisitos normales, la cual puede así ser transferida a los textiles acabados. Otro aumento de la hidrofilicidad puede también lograrse mediante versiones preferidas, de acuerdo con las cuales el polidiorganosiloxano (componente A) contiene también grupos polares, tales como por ejemplo grupos polioxialquilenos y/o grupos con átomos de nitrógeno cuaternizados.
- Para algunos empleos deseados, se necesitan por otro lado, polisiloxanos que no tengan cadenas laterales reactivas, sino grupos hidroxilo en los extremos de las cadenas. Dichos polisiloxanos son por ejemplo, polímeros lineales exentos de nitrógeno, los cuales tienen unidades de fórmula
HO(CH_{3})_{2}Si-O-
- en ambos extremos de la cadena, y solamente unidades de fórmula
-Si(CH_{3})_{2}-O-
- dentro de la cadena. En este caso, la hidrofilicidad no puede ser transferida a los polisiloxanos por medio de radicales que contengan nitrógeno.
- Si estos polisiloxanos están combinados con amidas de ácido graso no cuaternizadas, entonces se obtienen composiciones de acuerdo con la invención que imparten la hidrofilicidad que a menudo es necesaria, y que en este caso podría no lograrse a través del polisiloxano por si solo en los textiles.
- 4.
- En los casos en donde el componente A) debería contener asimismo átomos de nitrógeno cuaternizado, un método económico de preparar composiciones de acuerdo con la invención consiste en efectuar una reacción de cuaternización en una dispersión acuosa. Esta dispersión contiene polidiorganosiloxano aminofuncional no cuaternizado y amida de ácido graso no cuaternizada, la cual contiene, aparte del nitrógeno de la amida, también por lo menos un grupo amino cuaternizable. Mediante la adición de un agente cuaternizante como p. ej., un agente alquilante, puede lograrse simultáneamente la cuaternización del polisiloxano y de la amida del ácido graso en una única operación.
- 5.
- Los textiles acabados con composiciones de acuerdo con la invención tienen un agradable tacto suave que no es demasiado seco.
Las composiciones de acuerdo con la invención
son soluciones o dispersiones acuosas. Estas deben contener una
amida de ácido graso cuaternizada (componente B). Este componente B)
es un producto derivado de una alcanolamida de ácido graso de
fórmula (Ia) ó de una amida de ácido graso de fórmula (Ib) ó de
fórmula (Ic).
- R-CO-NR^{1}-(-CH_{2}-)_{a}-NR^{1}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-H
- (Ia)
\vskip1.000000\baselineskip
- R-CO-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-R^{k}
- (Ib)
\vskip1.000000\baselineskip
- R^{k}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-N(R^{k})-(-CH_{2}-)_{a}-NH_{2}
- (Ic)
mediante la cuaternización de uno o
más átomos de nitrógeno, de forma que este átomo de nitrógeno (o
estos átomos de nitrógeno) tiene cuatro enlaces químicos y tiene una
carga eléctrica positiva. En consecuencia, un método de preparar un
componente B) consiste en la reacción de una amida de ácido graso de
fórmula (Ia), (Ib) ó (Ic) ó una mezcla de dichas amidas de fórmulas
(Ia), (Ib) ó (Ic), con un agente cuaternizante, p. ej., con un
agente alquilante. El componente B) puede ser un compuesto químico
uniforme. Sin embargo, es normalmente una mezcla de compuestos cuyos
representantes individuales difieren por ejemplo, en virtud de la
longitud de cadena del radical R. Además, puede estar presente una
mezcla de compuestos cuaternizados la cual comprende tanto los
compuestos cuaternizados derivados de la fórmula (Ia) como los
compuestos cuaternizados derivados de las fórmulas (Ib) y/o
(Ic).
Dicha reacción (cuaternización) puede efectuarse
generalmente mediante métodos ya conocidos de la química
orgánica.
Las amidas de ácido graso de fórmulas (Ia), (Ib)
y (Ic) pueden adquirirse comercialmente, en algunos casos en forma
de sus sales. Un ejemplo es el producto BELFASIN 2597 de Cognis,
DE.
Particularmente adecuado como componente B) de
las composiciones de acuerdo con la invención son productos o
mezclas de productos los cuales pueden obtenerse por cuaternización
de alcanolamidas de ácido graso de fórmula (Ia), en particular de
compuestos de fórmula (IX)
(IX)R-CO-NH-CH_{2}CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}OH
R tiene aquí el significado dado en la
reivindicación I. Los compuestos de fórmula (IX) pueden obtenerse
mediante la reacción de
RCOOH
\hskip0.5cmcon
\hskip0.5cmH_{2}NCH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}OH
o con etilendiamina y subsiguiente
reacción con óxido de
etileno.
En las fórmulas (Ia), (Ib) y (Ic), a partir de
las cuales se deriva el componente B) por cuaternización de por lo
menos un átomo de nitrógeno, todos los radicales R^{1},
independientemente entre sí, son hidrógeno, un radical alquilo
lineal o ramificado con 1 a 8 átomos de carbono o un radical de
fórmula
-(CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}H
Uno de los radicales R^{2} y R^{3} es aquí
hidrógeno, y el otro es asimismo hidrógeno o es CH_{3}. b es un
número de 1 a 24, y tiene de preferencia el valor 1 en la fórmula
(Ia). En las fórmulas (Ib) y (Ic), todos los radicales R^{k}
presentes son, independientemente entre sí, H ó son
-CO-R. En la fórmula (Ic), sin embargo, por lo menos
uno de los radicales R^{k} debe ser -CO-R. En las
fórmulas (Ia) y (Ib), los radicales R son en cada caso un radical
alquilo lineal o ramificado, de 6 a 24 átomos de carbono.
Como muestra la fórmula (Ia), los compuestos de
fórmula (Ia) deben contener siempre por lo menos un grupo
-(CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}H,
independientemente de si uno o más de los radicales R^{1} están en
este grupo. Las especificaciones efectuadas más arriba con respecto
a R^{2}, R^{3} y b son también válidas para este grupo que debe
siempre estar presente si el componente B) es una alcanolamida de
ácido graso cuaternizada derivada de un compuesto de fórmula
(Ia).
En las fórmulas (Ia) y (Ib), a es un número de 2
a 6, a tiene de preferencia el valor 2. El radical R en las fórmulas
(Ia) y (Ib) es un radical alquilo lineal o ramificado con 6 a 24
átomos de carbono, de preferencia es un radical alquilo saturado,
sin ramificar con 8 a 18 átomos de carbono. La misma especificación
es válida para los radicales R de todos aquellos radicales R^{k}
de las fórmulas (Ib) y (Ic) que significan
-CO-R.
Incluso si las composiciones de acuerdo con la
invención son para contener un componente B) derivado solamente de
una de las fórmulas (Ia), (Ib) ó (Ic) para la reacción de
cuaternización, se da preferencia por razones del coste, no emplear
un compuesto químico uniforme de fórmula (Ia), (Ib) ó (Ic), sino una
mezcla de compuestos que conforman una de estas fórmulas y cuyos
representantes individuales difieren en la longitud de la cadena
del radical R. Un ejemplo de la misma es una mezcla que está formada
por la reacción de los ácidos grasos de sebo hidrogenado con
H_{2}N-CH_{2}-CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}OH.
Para esta finalidad de cuaternización, los compuestos de las
fórmulas (Ia) a (Ic) pueden o bien ser empleados como tales o en
forma de sales, p. ej., aquellas que están formadas por reacción de
un compuesto de fórmula (Ia), (Ib) ó (Ic) con ácido acético. Cuando
es apropiado, si se emplean estas sales, el pH de la mezcla de
reacción debe ser optimizado.
Los compuestos de fórmula (Ia), (Ib) y (Ic)
están disponibles comercialmente.
Además, pueden preparase compuestos de estas
fórmulas mediante métodos ya conocidos por reacción del
correspondiente ácido graso RCOOH ó una mezcla de dichos ácidos
grasos con las correspondientes aminas. Un ejemplo de la preparación
de compuestos de fórmulas (Ib) y (Ic) es la reacción del ácido
esteárico de calidad técnica (es decir una mezcla de ácidos grasos
cuyos componentes individuales difieren en la longitud de la cadena
del radical alquilo) con dietilentriamina
((N-2-aminoetil)etilendiamina).
En la preparación de las amidas de fórmula (Ia),
(Ib) y (Ic), los ésteres pueden también aparecer como subproductos
(p. ej., a partir de ácidos grasos y
H_{2}N-CH_{2}CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}-NHCH_{2}CH_{2}OH
por reacción del grupo carboxilo con el grupo hidroxilo). Además,
pueden formarse compuestos cíclicos p. ej., derivados de
imidazolina por reacción intramolecular, en la cual el grupo
carbonilo de la amida de la fórmula (Ia) reacciona con un átomo de
nitrógeno de esta amina y a continuación se separa agua. Durante la
subsiguiente cuaternización de la amida, la correspondiente
imidazolina se cuaterniza también parcial o completamente.
Dichos subproductos originarios de la síntesis
de la amida no tienen que ser separados.
Las composiciones de acuerdo con la invención
pueden emplearse también para el tratamiento de textiles aunque
contengan estos productos secundarios. En algunos casos se ha
comprobado que incluso es ventajoso si dichos derivados de
imidazolina cuaternizados están adicionalmente presentes en las
composiciones de acuerdo con la invención. Con ello aumentó además,
la estabilidad de las dispersiones acuosas de composiciones de
acuerdo con la invención.
La cuaternización de los compuestos de fórmula
(Ia), (Ib) y (Ic), la cual conduce al componente B) de las
composiciones de acuerdo con la invención, se efectúa de tal manera
que en el componente B), los aniones asignados a los átomos de
nitrógeno cuaternizado están escogidos a partir de aniones cloruro,
aniones metilsulfato, aniones becenosulfonato y aniones
toluenosulfonato. Los aniones metilsulfato, aniones bencenosulfonato
y aniones toluenosulfonatos son los preferidos; los aniones
toluenosulfonatos pueden ser aniones químicamente uniformes o
mezclas isoméricas. En esta etapa temprana hay que mencionar que
también en los casos en donde los polisiloxanos con átomos de
nitrógeno cuaternizado se emplean como componente A), los
correspondientes aniones se prefieren escogidos igualmente de
dichas clases de aniones en cuyo caso los aniones se prefieren
también de aniones metilsulfato, aniones bencenosulfonato o aniones
toluenosulfonato.
En vista de estas especificaciones acerca de los
aniones, compuestos adecuados para la reacción de cuaternización,
son, entre otros, los siguientes:
Cloruros de alquilo, sulfato de dimetilo,
ésteres bencenosulfónicos de alquilo, ésteres toluenosulfónicos de
alquilo. Para todas las finalidades de la invención las amidas de
ácido graso cuaternizadas deben comprenderse como significando
solamente compuestos que contienen por lo menos un átomo de
nitrógeno con una carga eléctrica positiva, el cual tiene 4 enlaces,
cada uno a un átomo de carbono.
Si el componente (B) se prepara por
cuaternización de compuestos de fórmula (Ia), (Ib) y/o (Ic) en los
cuales uno o dos átomos de hidrógeno están también unidos al átomo
de nitrógeno que hay que cuaternizar, entonces debe asegurarse que
se emplea suficiente agente de cuaternización de forma que ningún
átomo de hidrógeno está unido por más tiempo a este átomo de
nitrógeno después de la cuaternización, sino que todos los átomos de
hidrógeno unidos al N han sido substituidos por el correspondiente
radical orgánico de manera que 4 átomos de carbono están
directamente unidos por lo menos a un átomo de nitrógeno.
Además, las composiciones de acuerdo con la
invención pueden también comprender adicionalmente amidas de ácido
graso cuaternizadas. Un ejemplo es
R-CO-NH-CH_{2}-CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}NH-CH_{2}CH_{2}-NH_{2}
en forma de derivados
cuaternizados. R tiene aquí el significado dado más arriba y en la
reivindicación
1.
Además del componente B) descrito más arriba
(amida de ácido graso cuaternizada), las composiciones de acuerdo
con la invención deben contener también por lo menos un componente
A). El componente A) es un polidiorganosiloxano.
Los polidiorganosiloxanos (siliconas) son
polímeros ya conocidos, p. ej., los de fórmula general
R'{}_{3}Si-O-(SiR'{}_{2}O-)_{t}SiR'{}_{3}
En estos poliorganosiloxanos que pueden
emplearse como componente A) de composiciones de acuerdo con la
invención, t es normalmente un número en el margen de 10 a 2000.
Todos los radicales R', independientemente entre sí, son radicales
orgánicos, en algunos casos uno o más de los radicales R' puede ser
también -OH ó -OR^{4}, en donde R^{4} es un radical alquilo que
tiene de 1 a 4 átomos de carbono o es el radical fenilo.
Sin embargo, más de un radical -OH ó -OR^{4}
no está unido a cualquier átomo de silicio. De preferencia, los
grupos OH ó OR^{4}, suponiendo que estén presentes, están
localizados exclusivamente en uno o los dos extremos de la cadena
de los polisiloxanos.
Normalmente, el componente A) no es un compuesto
químico uniforme, sino una mezcla de compuestos como es habitual en
los polímeros. Los representantes individuales de esta mezcla
difieren por ejemplo, en la longitud de la cadena, es decir, por el
valor de t. Sin embargo, análogamente al caso del componente B) es
también posible emplear, como componente A), una mezcla de
polisiloxanos cuyos representantes individuales difieren no
solamente en la longitud de la cadena, sino también por ejemplo, en
la naturaleza de los radicales individuales R'. Así, como componente
A), es posible, por ejemplo, emplear una mezcla de 2 polisiloxanos,
uno de los cuales contiene unidades de la fórmula (III) descrita con
más detalle más adelante, en el cual X es un radical de fórmula
(IV), y el otro de los cuales contiene unidades de fórmula (III) en
la cual X es un radical de fórmula (V).
Como componente A) es también posible emplear
polisiloxanos de la fórmula general mencionada más arriba
R'{}_{3}Si-O-(SiR'{}_{2}O-)_{t}SiR'{}_{3}
en la cual, dentro de la cadena de
polidiorganosiloxano hay también unidades adicionalmente presentes
que no tienen la
estructura
-SiR'{}_{2}O-
sino que son unidades de fórmula
(M)
(M)-(CH_{2}-)_{e}-OCH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-[-N^{\oplus}(R^{8})_{2}-(-CH_{2}-)_{e}-]_{f}N^{\oplus}(R^{8})_{2}CH_{2}-CH(OH)-
CH_{2}-O-(-CH_{2}-)_{e}-
En la fórmula (M),
e es un número de 2 a 6
f es el número 1 ó 2
R^{8} es un radical alquilo de 1 a 18 átomos
de carbono, de preferencia, CH_{3}.
Una versión particularmente ventajosa y por lo
tanto preferida, de composiciones de acuerdo con la invención, se
caracteriza en que el componente A) es un polidiorganosiloxano cuyos
dos grupos de los extremos están formados por unidades de
fórmula
R^{5}R^{4}{}_{2}Si-O-
y las cuales contienen, en la
cadena polisiloxano, unidades de fórmula
(II)
(II)Si(R^{4}){}_{2}-O-
y unidades de fórmula
(III)
(III)Si(R^{4})(X)-O-
en
donde
R^{4} es un radical alquilo de 1 a 4 átomos de
carbono o el radical fenilo, y R^{5} es R^{4} ó es X ó es
OR^{4} ó es OH ó es un radical de fórmula (W),
(W)R^{9}-N^{\oplus}-(R^{10})_{2}-(-CH_{2}-)_{g}-[-N^{\oplus}(R^{10})_{2}CH_{2}-]_{u}-CH(OH)-CH_{2}-O-(-CH_{2}-)_{g}-
en la
cual
R^{9} es hidrógeno o un radical alquilo lineal
o ramificado de 1 a 12 átomos de carbono,
R^{10} es un radical alquilo de 1 a 18 átomos
de carbono, de preferencia CH_{3},
g es un número de 2 a 6,
t tiene el valor 0 ó 1,
todos los radicales X, independientemente entre
sí, son un radical de fórmula (IV)
(IV)-R^{6}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-R^{7}
ó de fórmula
(V)
(V)-R^{6}-[-NR^{1}-R^{6}-]_{c}-NR^{1}{}_{2}
en
donde
R^{1}, R^{2}, R^{3} y b tienen los
significados dados en la reivindicación 1 y c tiene el valor 0, 1 ó
2, todos los radicales R^{6}, independientemente entre sí, son en
cada caso un radical alquileno divalente, ramificado o sin
ramificar, de 2 a 6 átomos de carbono y
R^{7} es H ó CH_{3},
ó en donde uno o más de los radicales X son un
radical derivado de un radical de fórmula (V) de manera que uno o
más de los átomos de nitrógeno presentes están en forma
cuaternizada.
De preferencia, los polisiloxanos que se emplean
como componente A) no contienen, dentro de la cadena de polímero
ninguna unidad distinta de las de las fórmula (II) y (III), ni
ningún grupo en los extremos que sea distinto de
R^{5}R_{2}^{4}Si-O-.
Los grupos finales de los extremos de estos
polisiloxanos preferidos están formados por unidades de fórmula
R^{5}R_{2}^{4}Si-O-, en donde R^{5} y
R^{4} tienen los significados dados más arriba. Los grupos finales
preferidos son
HO(CH_{3})_{2}Si-O-
y
(CH_{3})_{3}Si-O-
Otros grupos finales adecuados son
(CH_{3}O)CH_{3})_{2}Si-O-
y
(C_{2}H_{5}O)(CH_{3})_{2}Si-O-.
Dentro de la cadena de polisiloxano de estos
polisiloxanos preferidos como componente A), hay presentes unidades
de fórmula (II)
(II)-Si(R^{4})_{2}-O-
y de fórmula
(III)
(III)-Si(R^{4})(X)-O-
Los radicales R^{4} son aquí un radical
alquilo con 1 a 4 átomos de carbono o el radical fenilo, y de
preferencia el 80 al 100% de radicales R^{4} presentes son grupos
metilo. Además, en estos polisiloxanos que son en particular
altamente adecuados como componente A), todos los radicales X
presentes son, independientemente entre sí, un radical de fórmula
(IV)
(IV)-R^{6}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-R^{7}
ó de fórmula
(V)
(V)-R^{6}-[-NR^{1}-R^{6}-]_{c}-NR^{1}{}_{2}
Uno o más de los radicales X pueden ser también
en cada caso, un radical derivado de un radical de fórmula (V) de
manera que uno o más de los átomos de nitrógeno presentes están en
forma cuaternizada. Si los radicales X están presentes y contienen
uno o más átomos de nitrógeno cuaternizados, entonces los
correspondientes aniones se escogen de preferencia de los mismos
aniones que se han descrito más arriba y en la reivindicación 1. La
distribución de las unidades individuales de las fórmulas (II) y
(III) sobre la cadena de polisiloxano puede ser arbitraria.
En todos los radicales de fórmula (IV), por lo
menos uno de los radicales R^{2} y R^{3} es hidrógeno. El otro
puede ser un grupo metilo, pero de preferencia, en el 50 a 100% de
todas las unidades de fórmula (IV), ambos R^{2} y también R^{3}
son hidrógeno. En este caso, los poliorganosiloxanos empleados como
componente A) son unidades de polioxietileno, a través del número
de los cuales es posible controlar la hidrofilicidad de
composiciones de acuerdo con la invención y de textiles tratados con
los mismos de una manera puntual. En la fórmula (IV), b tiene un
valor de 1 a 24, de preferencia de 6 a 24, R^{6} es un radical
alquileno divalente ramificado o sin ramificar de 2 a 6 átomos de
carbono, y R^{7} es H ó CH_{3}.
En la fórmula (V), R^{6} y R^{1} tienen los
significados ya dados más arriba, c tiene el valor 0, 1 ó 2. Así,
los polisiloxanos adecuados como componente A) tienen una o más
cadenas laterales en las cuales, en cada caso, están presentes 1, 2
ó 3 átomos de nitrógeno. Es particularmente preferido en la fórmula
(V), que R^{6} contenga 2 ó 3 átomos de carbono y todos los
radicales R^{1} sean un grupo alquilo de 1 a 4 átomos de carbono,
en particular, un grupo metilo. Estas especificaciones valen también
si hay radicales X presentes que contengan átomos de nitrógeno
cuaternizado, es decir, que sean derivados de un radical (V) por
cuaternización del mismo. Así, ningún enlace N-H
está de preferencia presente en los radicales (V) ó derivados
cuaternizados de los mismos.
Un componente A) particularmente adecuado de las
composiciones de acuerdo con la invención es un polisiloxano cuyos
grupos finales están formados por unidades de fórmula
(CH_{3})_{3}Si-O-
y el cual tiene unidades de
fórmula
-Si(CH_{3})_{2}-O-
y de fórmula
(VI)
(VI),-Si(CH_{3})(X^{1})-O-
en la cadena de polisiloxano, en
donde todos los radicales X^{1}, independientemente entre sí, son
un radical de fórmula
(VII)
(VII),-(-CH_{2}-)_{a}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{d}-H
en donde d es un número de 6 a 24,
y R^{2} y R^{3} tienen los significados dados en la
reivindicación 1, ó es un radical de fórmula
(VIII)
(VIII),-(-CH_{2}-)_{a}-[-NR^{1}-(-CH_{2}-)_{a}-]_{c}-NR^{1}{}_{2}
en donde a es un número de 2 a 6 y
c tiene el valor 0, 1 ó
2,
o es un radical derivado de un radical de
fórmula (VIII) de forma que uno o más átomos de nitrógeno están
presentes en forma cuaternizada.
\newpage
En otra versión preferida de las composiciones
de acuerdo con la invención, el polidiorganosiloxano comprende ambas
cadenas laterales con unidades de polioxietileno por un lado y
cadenas laterales con grupos aminoácidos o átomos de nitrógeno
cuaternizados por otro lado. Esta versión se caracteriza porque el
componente A) contiene ambos radicales de fórmula (VI) en la cual
X^{1} es un radical de fórmula (VII) y también radicales de
fórmula (VI) en la cual X^{1} es un radical de fórmula (VIII), ó
es un radical de fórmula (VIII) en la cual uno o más átomos de
nitrógeno están presentes en forma cuaternizada.
Dichos polidiorganosiloxanos y su preparación
están descritos en la patente US 5.612.409. La preparación puede
efectuarse mediante la reacción de poli o oligodialquilsiloxanos
lineales o cíclicos con bisalcoxialquilsilanos que adicionalmente
contienen un radical con un grupo amino, y con trisiloxanos de
fórmula
(CH_{3})_{3}Si-O-Si(CH_{3})(X^{1})-O-Si(CH_{3})_{3}
en donde X^{1} es un radical de fórmula (VII); dichos
trisiloxanos pueden adquirirse en Goldschmidt, DE. Dichos
bisalcoxi-alquilsilanos son compuestos monoméricos
de fórmula general (RO)_{2}Si(R)(R''), en donde R
es un radical alquilo y R'' es un radical que comprende uno o más
grupos amino.
De manera análoga a los detalles en dicha
especificación US, es también posible preparar polisiloxanos que
contengan solamente radicales con grupos amino, pero ninguna unidad
de polioxietileno, ni polisiloxanos conteniendo grupos
polioxietileno, que no contengan grupos amino. Para esto, en la
síntesis o bien se emplea solamente el bisalcoxialquilsilano antes
mencionado o bien solamente dicho trisiloxano. Los polisiloxanos
obtenidos de esta manera son también adecuados como componente A)
de composiciones de acuerdo con la invención. Los polisiloxanos que
tienen grupos amino en cadenas laterales pueden también prepararse
por métodos ya conocidos, p. ej., añadiendo las correspondientes
alquilaminas a un polisiloxano que contiene enlaces
Si-H. Además, los polisiloxanos amino funcionales
que son adecuados como componente A) son productos que pueden
adquirirse habitualmente en el mercado, p. ej., en Dow Corning and
Wacker.
Los polidiorganosiloxanos que contienen tanto
grupos polioxietileno como también grupos amino, son por lo tanto
particularmente preferidos debido a que imparten un tacto
agradablemente suave y una hidrofilicidad, que pueden controlarse de
manera puntual en los textiles acabados con los mismos.
En los polisiloxanos que son adecuados como
componente A), pueden también estar presentes radicales que
contienen grupos amino distintos de los mencionados más arriba.
Ejemplos de los mismos son los radicales que contienen grupos amino
unidos a un átomo de silicio mencionado en la patente US 5 310 783,
en particular radicales de las fórmulas (II), (III), (IV) (columna
4, líneas 50 a 60 de esta especificación US), y también los
radicales que contienen nitrógeno mencionados en la reivindicación 4
de la patente EP-A 1 076 078.
Se ha descubierto que para muchos empleos
deseados es ventajoso si los polisiloxanos que contienen grupos
amino y van a emplearse como componente A) de composiciones de
acuerdo con la invención contiene solamente grupos amino
terciarios, es decir ni primarios ni secundarios. Esto es cierto
particularmente si los polisiloxanos aminofuncionales como tales no
están para formar el componente A), sino que los polisiloxanos son
derivados de polisiloxanos aminofuncionales tales que uno o más
átomos de nitrógeno están en forma cuaternizada. Esto puede
efectuarse haciendo reaccionar los antecesores polisiloxanos
aminofuncionales con un agente cuaternizante. El agente
cuaternizante puede ser aquí un cloruro de alquilo, sulfato de
dimetilo o un éster alquílico de ácido bencenosulfónico o ácido
toluensulfónico. Es particularmente ventajoso si la cuaternización
del polisiloxano aminofuncional se efectúa simultáneamente en una
única operación con la cuaternización de la amida de ácido graso,
es decir la preparación del componente B). Esta cuaternización puede
efectuarse mediante métodos ya conocidos en una dispersión o
solución acuosa que comprende polisiloxano aminofuncional y la amida
de ácido graso no cuaternizada. Sin embargo, incluso cuando la
cuaternización de la amida de ácido graso y el polisiloxano no se
efectúa simultáneamente, todos los aniones que se asignan a los
átomos de nitrógeno cuaternizados del componente B) en las
composiciones de acuerdo con la invención se escogen a partir de los
aniones cloruro, aniones metilsulfato, aniones bencenosulfonato y
aniones toluensulfonato. Los aniones que se asignan a los átomos de
nitrógeno cuaternizado en el componente A) están igualmente
escogidos de los aniones mencionados aquí.
El componente A) puede ser también una mezcla de
diferentes polisiloxanos, aunque esta mezcla consiste de preferencia
en solamente polisiloxanos los cuales no contienen ninguna unidad
distinta de las de las fórmulas (II) y/o (III)
- -Si(R^{4})_{2}-O-
- (II)
(III)-Si(R^{4})_{2}-(X)-O-
en la cadena. Estas fórmulas han
sido explicadas más arriba. De preferencia, todos los polisiloxanos
que han sido empleados como componente A) contienen unidades de
fórmula (II). Además, es ventajoso si, además de las unidades de
fórmula (II), están también presentes unidades de fórmula (III). La
distribución de las unidades de fórmula (II) y (III) en la cadena de
polisiloxano puede ser
arbitraria.
Es ventajoso que el ratio del número de unidades
de la fórmula (II) al número de unidades de la fórmula (III) sea
mayor de 1; este ratio es de preferencia de 10:1 a 200:1.
Si la mezcla de componentes A) y B) presentes en
las composiciones de acuerdo con la invención no es soluble en agua
o es autodispersante, entonces las composiciones de acuerdo con la
invención están en forma de dispersiones acuosas y, además de los
componentes A) y B), comprenden adicionalmente también, un
componente C).
El componente C) es un dispersante o una mezcla
de dispersantes. Dispersantes adecuados son los productos
tensioactivos ya conocidos por los expertos en la técnica, por
ejemplo, para la preparación de emulsiones de silicona. Las
composiciones de acuerdo con la invención las cuales están en forma
de dispersiones acuosas, comprenden de preferencia como
dispersantes, solamente productos tensioactivos no iónicos y/o
catiónicos, pero no aniónicos. Entre los surfactantes no iónicos se
da particular preferencia a los alcoholes grasos etoxilados o ácidos
grasos etoxilados. Otros dispersantes adecuados son los conocidos
surfactantes tales como los alquil poliglicósidos y dioles
ramificados etoxilados con 4 a 8 átomos de carbono en el componente
diol. De los surfactantes catiónicos, se da preferencia a las sales
de amonio cuaternario con por lo menos un radical orgánico de cadena
larga unido al nitrógeno, p. ej., un radical alquilo o alquenilo de
8 a 20 átomos de carbono.
Las composiciones de acuerdo con la invención
comprenden de preferencia
20 a 95% en peso de agua
y
3 a 70% en peso de componente A), de preferencia
5 a 50% en peso
2 a 30% en peso de componente B), de preferencia
5 a 25% en peso
0 a 30% en peso del componente C).
La suma de las cantidades de agua y de los
componentes A), B) y C), que están presentes en un caso individual,
no ha de ser forzosamente el 100% en peso de la composición de
acuerdo con la invención. Antes al contrario, las composiciones
pueden contener otros productos como son los habituales ya conocidos
para el acabado textil. Estos incluyen, por ejemplo, los
reticuladores de celulosa, ignífugos y polímeros que contienen
flúor.
Las composiciones de acuerdo con la invención
pueden prepararse normalmente mediante métodos generalmente ya
conocidos, tales como, por ejemplo, el simple mezclado del
componente A), componente B), agua y opcionalmente otros
componentes, y homogeneización mecánica a temperatura ambiente. En
casos individuales es posible que sea necesario trabajar a
temperatura elevada o que sea necesario observar un cierto orden de
mezclado o de dispersión. Así, por ejemplo, una dispersión acuosa
preparada de un polidiorganosiloxano puede combinarse con una
solución o dispersión acuosa de una amida de ácido graso. En este
sentido, es posible que la amida de ácido graso en la segunda
dispersión ya esté en forma cuaternizada, esto es, como componente
B). Sin embargo, puede estar también en forma no cuaternizada en la
segunda dispersión, lo cual significa que la cuaternización se
efectúa solamente después de que las dos dispersiones hayan sido
combinadas. Este último procedimiento se prefiere si los átomos de
nitrógeno cuaternizados están también presentes en el componente A)
(polisiloxano) en composiciones acabadas de acuerdo con la
invención. En este caso, la cuaternización del polisiloxano y de la
amida de ácido graso puede ser confortablemente efectuada en una
única operación.
Sin embargo, emprender la cuaternización
solamente de la amida de ácido graso en una mezcla que ya comprende
polidiorganosiloxanos, es también posible si hay que emplear un
polisiloxano exento de nitrógeno como componente A), p. ej., un
\alpha,\omega-dihidroxipolidimetilsiloxano.
Además, en ciertos casos, es posible y a menudo incluso ventajoso
efectuar la preparación del componente A) en presencia de una amida
de ácido graso, en cuyo caso es posible para el último o bien estar
ya en forma cuaternizada como componente B) ó bien ser cuaternizado
en un momento posterior. Un ejemplo es la polimerización por
emulsión efectuada en sistemas acuosos de un polisiloxano precursor
con la finalidad de preparar un
\alpha,\omega-dihidroxipolidimetilsiloxano. Se
ha demostrado favorable efectuar esta polimerización por emulsión en
presencia de una amida de ácido graso la cual o bien cae bajo una
de las fórmulas (Ia), (Ib) ó (Ic) en la reivindicación 1 y se
cuaterniza después de la polimerización por emulsión, dando el
componente B), ó el cual está ya en forma del componente B). La
mezcla en la cual se efectúa la polimerización por emulsión, ya
comprende normalmente un dispersante o una mezcla de dispersantes
adecuados, lo cual significa que después de la polimerización, se
obtiene una composición estable de acuerdo con la invención.
Las composiciones de acuerdo con la invención
son altamente adecuadas para el tratamiento de materiales de fibras
a las cuales puede impartir un agradable tacto suave. Los materiales
de fibras son de preferencia telas en forma de tejido o género de
punto. Pueden consistir en una amplia variedad de materiales, tales
como por ejemplo, fibras de celulosa, fibras de celulosa
regeneradas, fibras sintéticas o mezclas de este tipo de fibras.
Las composiciones de acuerdo con la composición se aplican a tejidos
de preferencia en el curso del acabado textil, es decir, antes de
la fabricación y después de la tintura. La aplicación puede
efectuarse por medio de un proceso ya conocido en un foulard, en
donde la concentración del licor de foulardado puede estar entre
los límites acostumbrados ya conocidos por los expertos en la
técnica. Para ello, se emplea normalmente aproximadamente de 20 a
150 g de composición de acuerdo con la invención por litro de licor
de foulardado. Pueden efectuarse de manera similar, otros procesados
de textiles acabados mediante métodos ya conocidos. De esta manera,
es posible preparar, entre otros, artículos para vestir.
La invención se ilustra a continuación mediante
ejemplos de trabajo.
(Ejemplo comparativo no
inventivo)
De acuerdo con este ejemplo, se prepara una
dispersión acuosa la cual contiene un polidiorganosiloxano y una
alcanolamida de ácido graso. La diferencia entre esta dispersión y
unas composición de acuerdo con la invención consiste en el hecho
de que la alcanolamida de ácido graso no está en forma cuaternizada,
es decir, ningún componente B) está presente.
a) Preparación de una dispersión acuosa de un
polisloxano aminofuncional:
- 48 g de un polidimetilsiloxano lineal (aceite de silicona AK 2000, Wacker)
- 0,83 g de (C_{2}H_{5}O)_{2}Si(CH_{3})CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}
- 0,13 g de solución acuosa de hidróxido de potasio de una concentración del 45%
- 5,5 g de (CH_{3})_{3}Si-O-Si(CH_{3})(X)-O-Si(CH_{3})_{3} (trisiloxano de Goldschmidt, Essen, DE)
- X = un radical monovalente que contiene grupos polioxietileno y grupos polioxipropileno,
- y
- 0,28 de agua
se mezclaron juntamente y se calentaron a
aproximadamente 115ºC durante 3 horas. La mezcla se enfrió a
continuación hasta 90ºC,
se añadieron
34 g de agua
6,4 g de una mezcla de alcoholes etoxilados
y 2,4 g de dipropilenglicol. La mezcla se enfrió
a 50ºC, a continuación se añadieron 2 g de solución acuosa de ácido
acético a una concentración del 60%, y la mezcla se homogeneizó
mecánicamente, obteniéndose una microemulsión estable de silicona.
La silicona tenía cadenas laterales con grupos amino y cadenas
laterales con grupos polioxialquileno.
\vskip1.000000\baselineskip
b) Preparación de una dispersión acuosa de
polisiloxano aminofuncional y alcanolamida de ácido graso
En un recipiente de reacción, se añaden
- 5 g de solución acuosa de ácido acético a una concentración del 60%
- 498 g de agua calentada a 60ºC
- 50 g de una alcanolamida de ácido graso en forma de sal (BELFASIN 2597 conc PI, Cognis, DE),
- esta es una sal de una mezcla de compuestos de fórmula (Ia) de acuerdo con la reivindicación 1 y ácido acético
- y
- 20 g de sal de amonio cuaternario (el catión es un ión amonio con un grupo metilo, un grupo -CH_{2}CH_{2}OH y 2 grupos de cadena más larga en el átomo de N; anión = CH_{3}SO_{4})
se mezclaron juntamente y
se mantuvieron a 80ºC mientras se agitaba
durante 30 minutos.
A continuación, la mezcla se enfrió a 45ºC y en
primer lugar se añadieron 197 g de agua, seguidos de 230 g de la
microemulsión de silicona obtenida más arriba como a). La
homogeneización mecánica durante 30 minutos proporcionó una
emulsión de baja viscosidad, de color amarillo pálido, con un pH
aproximadamente de 3,8 a 20ºC. Esta emulsión acuosa que contenía un
polisiloxano aminofuncional no cuaternizado y una alcanolamida de
ácido graso no cuaternizado, se llama en adelante "dispersión de
comparación 1". La dispersión de comparación 1 era una dispersión
líquida, opal, que fué todavía estable incluso después de un
almacenamiento durante 10 días.
(Ejemplo comparativo no
inventivo)
Aunque la dispersión de comparación 1 preparada
como en el ejemplo 1, impartió un cierto nivel de propiedades
hidrofílicas a los textiles acabados con los mismos, este nivel no
fue considerado como adecuado para todos los empleos deseados. Por
esta razón, de acuerdo con el ejemplo 2, se preparó una dispersión
acuosa (="dispersión de comparación 2") combinando 30 partes en
peso de dispersión de comparación 1 y 70 partes en peso de una
dispersión acuosa de un polisiloxano con átomos de nitrógeno
cuaternizados. Para preparar este polisiloxano, el cual contenía
radicales con átomos de nitrógeno cuaternizados en cadenas
laterales, se preparó en primer lugar un polisiloxano aminofuncional
por medio de una conocida reacción de equilibrio de
- 90 g de octametilciclotetrasiloxano
- 5,2 g de (CH_{3}O)_{2}Si(CH_{3})CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NH_{2}
- 2 g de el trisiloxano dado en el ejemplo 1 de Goldschmidt
- 1,5 g de agua
- y
- 0,22 g de solución acuosa de KOH con una concentración del 45%.
- 15 g de este polisiloxano aminofuncional se dispersó en 70 g de agua empleando 10 g de una mezcla de alcoholes de isotridecilo etoxilados. La mezcla se cuaternizó a continuación empleando 3,6 g de metil-p-toluensulfonato.
La dispersión de comparación 2 no contenía
ninguna amida de ácido graso cuaternizada, y después de un
almacenamiento durante 10 días a temperatura ambiente, se formaron
unos depósitos grumosos, arenosos, es decir, no fue lo
suficientemente estable para ser adecuada para el tratamiento
textil. Por otra parte, los textiles que habían sido tratados con la
dispersión de comparación 2 habían aumentado la hidrofilicidad
comparados con textiles que habían sido tratados con la dispersión
de comparación 1.
(De acuerdo con la
invención)
Con el fin de mantener las propiedades
hidrofílicas comparadas con las que se habían conseguido con la
dispersión de comparación 2, y para aumentar la estabilidad de la
dispersión, se preparó una dispersión de acuerdo con la invención
(="dispersión 3"), la cual, en contraste con la dispersión de
comparación 2, contenía una alcanolamida de ácido graso
cuaternizada.
La dispersión 3 se preparó combinando 70 partes
en peso de la dispersión acuosa de un polisiloxano con átomos de
nitrógeno cuaternizado (como se describió en el ejemplo 2), con 30
partes en peso de una dispersión acuosa de polisiloxano que contenía
una alcanolamida de ácido graso cuaternizado. Esta dispersión que
comprendía la alcanolamida de ácido graso cuaternizada consistía en
el 35% de la dispersión de polisiloxano la cual se obtuvo como en el
paso a) del ejemplo 1 y 65% en peso de una mezcla que comprende
alcanolamida de ácido graso cuaternizado. Esta mezcla puede
prepararse haciendo reaccionar 40 g de alcanolamida de ácido graso
(BELFASIN como se ha descrito en el ejemplo 1) con 3,5 g de
p-toluensulfonato de metilo en presencia de 450 g de
agua y 8 g de propilenglicol a temperatura ambiente y subsiguiente
calentamiento a 60ºC.
Empleando la dispersión 3 de acuerdo con la
invención, puede impartirse a los textiles un tacto agradablemente
suave y una excelente hidrofilicidad. Esta hidrofilicidad es mayor
que en el caso del tratamiento de los textiles con la dispersión de
comparación 1. La estabilidad de la dispersión 3 es
significativamente mejor que la de la dispersión de comparación 2.
Incluso después de un almacenamiento durante 10 días a temperatura
ambiente, la dispersión 3 se mantuvo todavía homogénea.
En el ejemplo 3, una dispersión de un
polisiloxano con átomos de nitrógeno cuaternizados se combinó con
una dispersión de polisiloxano, preparada separadamente del mismo,
la cual contenía una alcanolamida de ácido graso cuaternizada, con
el fin de obtener la dispersión 3 de acuerdo con la invención.
\newpage
(De acuerdo con la
invención)
En otro experimento, antes de efectuar la
cuaternización, se combinó la dispersión acuosa de un polisiloxano
aminofuncional (no cuaternizado), con una dispersión acuosa la cual
contenía una alcanolamida de ácido graso (no cuaternizada). La
cuaternización se efectuó así directamente sobre una mezcla que
contenía polisiloxano no cuaternizado y alcanolamida de ácido graso
no cuaternizada. Después de la simultánea cuaternización de la
alcanolamida de ácido graso y el polisiloxano aminofuncional, se
añadió también una dispersión acuosa de un polisiloxano
aminofuncional.
Las cantidades de productos empleados en este
ejemplo 4 fueron tales que después de la simultánea cuaternización
de la alcanolamida de ácido graso y el polisiloxano aminofuncional y
la subsiguiente adición de otro polisiloxano aminofuncional, se
obtuvo una dispersión acuosa la cual tenía la misma composición
química que la dispersión 3 de acuerdo con la invención. La
diferencia entre la dispersión obtenida en el ejemplo 3 y 4 fue
solamente que en el ejemplo 3, el polisiloxano y la alcanolamina de
ácido graso fueron cuaternizados separadamente uno de otro, mientras
que en el ejemplo 4, fueron cuaternizados conjuntamente.
La dispersión de acuerdo con la invención
obtenida de esta forma, tiene igualmente una buena estabilidad al
almacenamiento y tiene las mismas propiedades con respecto a la
hidrofilicidad y tacto de los textiles acabados, que la dispersión
3.
Todas las muestras de tejidos que habían sido
acabadas con una de las dispersiones de los ejemplos 1 a 4 mediante
métodos acostumbrados (foulard) tuvieron un agradable tacto
suave.
La hidrofilicidad y comportamiento de la espuma
fueron comprobados en las dispersiones de los ejemplos 1 a 3. Los
resultados vienen dados en la tabla 1.
| hidrofilicidad | Comportamiento de la espuma | ||
| H | D | ||
| Ejemplo 1 | 40 | 20 | 60 |
| Dispersión de comparación 1 | |||
| Ejemplo 2 | 11 | 20 | 30 |
| Dispersión de comparación 2 | |||
| Ejemplo 3 | 8 | 15 | 20 |
| Dispersión 3 de acuerdo con la invención |
La hidrofilicidad se determinó mediante la
humectación de muestras de tejido con las 3 dispersiones. Para ello,
las muestras de tejido de algodón/poliéster (50:50) se trataron
mediante foulardado con las dispersiones y a continuación se
secaron a 110ºC durante 10 minutos. Se aplicó a continuación una
gota de agua en distintos lugares sobre la superficie del tejido
empleando un dispositivo de goteo. Se midió el tiempo en segundos
entre la aplicación de la gota y el momento en que la gota queda
completamente absorbida por el tejido; el momento final se reconoce
por la desaparición de la bóveda inicialmente formada sobre el
tejido por la gota.
El tiempo en segundos viene dado en la tabla 1
como "hidrofilicidad" (valor medio de los resultados
individuales en varios lugares sobre la superficie del tejido). Un
valor más pequeño significa por lo tanto una humectación más rápida
y una mayor hidrofilicidad.
Para determinar el comportamiento de la espuma,
se mezclaron 0,6 g de cada una de las dispersiones 1 a 3 con 100 ml
de agua, y estas mezclas se introdujeron cada una en una probeta
graduada de 250 ml. Después de una repetida agitación mecánica de
la probeta sellada con un tapón, la probeta se posicionó
verticalmente y se leyó inmediatamente la altura de la espuma en ml.
Además, se determinó el tiempo (en segundos) después de lo cual la
espuma se desintegró completamente. La tabla 1 da, en
"Comportamiento de la espuma" en la columna "H" la altura
de la espuma en ml y en la columna "D" el tiempo de
desintegración en segundos (en cada caso, los valores medios de 10
determinaciones).
Claims (10)
1. Una composición en forma de una solución
acuosa o una dispersión acuosa la cual contiene los siguientes
componentes:
A) un polidiorganosiloxano
B) una amida de ácido graso
cuaternizada, derivada de una amida de ácido graso de fórmula (Ia) ó
de fórmula (Ib) ó de fórmula (Ic) mediante cuaternización de uno o
más átomos de nitrógeno,
- R-CO-NR^{1}-(-CH_{2}-)_{a}-NR^{1}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-H
- (Ia)
\vskip1.000000\baselineskip
- R-CO-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-NH-R^{k}
- (Ib)
\vskip1.000000\baselineskip
- R^{k}-NH-(-CH_{2}-)_{a}-N(R^{k})-(-CH_{2}-)_{a}-NH_{2}
- (Ic)
o una mezcla de dichas amidas de
ácido graso
cuaternizadas,
en donde los aniones asignados a los átomos de
nitrógeno cuaternizado se escogen entre aniones cloruro, aniones
metilsulfato, aniones bencenosulfonatos, o aniones
toluenosulfonatos, de preferencia aniones toluenosulfonatos o
aniones bencenosulfonatos,
en donde
R es un radical alquilo lineal o ramificado de 6
a 24 átomos de carbono,
todos los radicales R^{k}, independientemente
entre sí, son H ó -CO-R, pero en la fórmula (Ic) por
lo menos uno de los radicales R^{k} es -CO-R,
todos los radicales R^{1}, independientemente
entre sí, son hidrógeno, un radical alquilo lineal o ramificado de 1
a 8 átomos de carbono o son un radical
-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O)_{b}-H,
en cada unidad
-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)- uno de
los radicales R^{2} y R^{3} es hidrógeno y el otro es hidrógeno
ó CH_{3},
a es un número de 2 a 6, y
b es un número de 1 a 24.
2. La composición como se ha reivindicado en
la reivindicación 1, caracterizada porque es una dispersión
acuosa que contiene adicionalmente como componente C) un dispersante
o una mezcla de dispersantes.
3. La composición como se ha reivindicado en
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el componente
A) es un polidiorganosiloxano cuyos dos grupos terminales de los
extremos están formados por unidades de fórmula
R^{5}R^{4}{}_{2}Si-O-
y el cual contiene, en la cadena de
polisiloxano, unidades de fórmula
(II)
(II)-Si(R^{4}){}_{2}-O-
y unidades de fórmula
(III)
(III)-Si(R^{4})(X)-O-
en
donde
R^{4} es un radical alquilo de 1 a 4 átomos de
carbono o el radical fenilo, y R^{5} es R^{4} ó es OR^{4} ó
es OH,
todos los radicales X, independientemente entre
sí, son un radical de fórmula (IV)
(IV)-R^{6}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{b}-R^{7}
o de fórmula
(V)
(V)-R^{6}-[-NR^{1}-R^{6}-]_{c}-NR^{1}{}_{2}
en
donde
R^{1}, R^{2}, R^{3} y b tienen los
significados dados en la reivindicación 1 y c tiene el valor 0, 1 ó
2, todos los radicales R^{6}, independientemente entre sí, son en
cada caso un radical alquileno divalente, ramificado o sin
ramificar, de 2 a 6 átomos de carbono y
R^{7} es H ó CH_{3},
ó en donde uno o más de los radicales X es un
radical derivado de un radical de fórmula (V) de manera que uno o
más de los átomos de nitrógeno presentes están en forma
cuaternizada.
4. La composición como se ha reivindicado en la
reivindicación 3, caracterizada porque del 80 al 100% de
todos los radicales R^{4} presentes, son radicales metilo.
5. La composición como se ha reivindicado en la
reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el componente A)
es un polidiorganosiloxano, cuyos grupos de los extremos están
formados por unidades de fórmula
(CH_{3})_{3}Si-O-
y el cual tiene en la cadena de
polisiloxano, unidades de
fórmula
-Si(CH_{3})_{2}-O-
y de fórmula
(VI)
(VI)-Si(CH_{3})(X^{1})-O-
en la cual todos los radicales
X^{1}, independientemente entre sí, son un radical de fórmula
(VII)
(VII)-(-CH_{2}-)_{a}-(-CHR^{2}-CHR^{3}-O-)_{d}-H
en donde d es un número de 6 a 24 y
R^{2} y R^{3} tienen los significados dados en la reivindicación
1, ó son un radical de fórmula
(VIII)
(VIII)-(-CH_{2}-)_{a}-[-NR^{1}-(-CH_{2}-)_{a}-]_{c}-NR^{1}{}_{2}
en donde a es un número de 2 a 6 y
c tiene el valor 0, 1 ó
2,
ó son un radical derivado de un radical de
fórmula (VIII) de manera que uno o más átomos de nitrógeno están
presentes en forma cuaternizada.
6. La composición como se ha reivindicado en
la reivindicación 5, caracterizada porque el componente A)
contiene tanto los radicales de fórmula (VI) en la cual X^{1} es
un radical de fórmula (VII), como también los radicales de fórmula
(VI) en la cual X^{1} es un radical de fórmula (VIII), ó es un
radical de fórmula (VIII) en la cual uno o más átomos de nitrógeno
están en forma cuaternizada.
7. La composición como se ha reivindicado en una
o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el
componente B) es una alcanolamida de ácido graso cuaternizada
derivada de una alcanolamida de ácido graso de fórmula (IX)
(IX)R-CO-NH-CH_{2}CH_{2}-NH-CH_{2}CH_{2}OH
en donde R tiene el significado
dado en la reivindicación 1, derivado de manera que un átomo de
nitrógeno está en forma
cuaternizada.
8. La composición como se ha reivindicado en
una o más de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque
comprende
- del 3 al 70% en peso del componente A)
- del 2 al 30% en peso del componente B)
- del 0 al 30% en peso del componente C)
- y
- del 20 al 95% en peso de agua.
9. El empleo de una composición como se ha
reivindicado en una o más de las reivindicaciones 1 a 8, para el
tratamiento de materiales de fibras.
10. El empleo como se ha reivindicado en la
reivindicación 9, caracterizado porque los materiales de
fibras son telas en forma de tejidos o géneros de punto, y que el
tratamiento con la composición se efectúa dentro del ámbito del
acabado textil en estado no acabado.
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-
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