MXPA99003966A - Productos de policondensacion y sus usos como adyuvantes en tintes - Google Patents

Abstract

Nuevos productos de policondensación solubles en agua son obtenidos por la reacción de aminas polifuncionales con cianamida,sus derivados o polímeros en la presencia deácido sulfámico.Estos son excelentes agentes fijadores que mejoran las propiedades de solidez de teñidos con colorantes permanentes o materiales de fibra celulosa,papel,cartón y géneros no-tejidos.

Description

PRODUCTOS DE POLICONDENSACION Y SUS USOS COMO ADYUVANTES EN TINTES La presente invención describe los productos de policondensación solubles en agua los cuales son producidos por la reacción de aminas polifuncionales con cianamida o sus derivados y polímeros.

Son ampliamente conocidos tales productos de reacción así como su uso para el mejoramiento de las propiedades de solidez de tintes con colorantes permanentes. De este modo DE-A-855 001 describe policondensados obtenidos por calentamiento de una amina polifuncional con cianamida o un polímero o un derivado de este en ausencia de agua, opcionalmente en la presencia de solventes no acuosos, bajo eliminación de amoniaco. De acuerdo a EP-A-0 431 423 estos productos contienen, debido a los procesos por los cuales son producidos, subproductos insolubles en agua, una desventaja que puede ser eliminada realizando la condensación entre la amina polifuncional y la cianamida o su derivado o polímero en presencia de s-ales de amonio, como por ejemplo el cloruro de amonio, sulfato, carbonato, formiato o acetato, en ausencia o "presencia de un solvente no acuoso preferiblemente en presencia de un solvente que REF.: 29932 contienen grupos hídroxi y tiene un punto de ebullición arriba de 180°C. De acuerdo a EP-A-0 692 511 una modificación ventajosa de este proceso consiste en la reacción de la amina polifuncional con la sal de amonio en presencia de un solvente no acuoso y calentando el producto protonizado de esta manera se obtiene con el componente cianamida; este aspecto mejora la seguridad del proceso.

La JP-A-60 252 787 describe el reforzador de solidez en mojado para fibras celulosas de material teñido, que comprende el producto de una policondensacidn de una diamina alifática que tiene 6 o más átomos de carbono, preferiblemente el ~ 1, 6-hexanodiamina o 2,2,4-- trimetil ex-ametilendiamina, o una sal de esta, con un ácido inorgánico o un ácido orgánico (tal como el ácido fórmico, acético y sulfá-aico. , preferiblemente el clorhidrato con un compuesto guanidina o una sal de esta, preferiblemente la dicianidiamida, clorhidrato de guanidina, sulfato deguanidina. Los policondensados resultantes se establecen para tener propiedades de solidez mejoradas comparadas con productos similares obtenidos de otras diaminas.

Se ha encontrado que los productos de condensación solubles en agua con excelentes propiedades son obtenidos si la reacción de aminas con cianamida , sus derivados o polímeros se realizan en presencia de 0.1 a 0.7 mol de ácido sulfámico, o sus sales, por mol de componente cianamida.

La invencidn por lo tanto, describe a productos de policondensación básicos solubles en agua obtenidos mediante la reaccidn de: A) Una amina de fórmula (I) En que: A es una cadena alquileno opcionalmente interrumpida por un heteroátomo, y R?-R< son independientemente seleccionados de un hidrógeno, alquil opcionalmente sustituido por OH, CN, o C¡-C-|-alcoxi , siempre que al~ menos una Rx a R4 sea hidrógeno, Con B) cianamida, sus derivados o polímeros en una proporción molar de A:B = 2:1 a 1:2, preferiblemente de 1:1 a 1:1.5 En presencia de O 0.1 a 0.7 moles de ácido sulfámico, o sus sales, por mol de B, a temperatura de 80 a 180°C, preferiblemente de 130 a 160°C, y sus sales solubles en agua obtenidas por - la neutralización con ácidos orgánicos o inorgánicos, usuales en la técnica de teñido.

Aminas preferidas de fórmula (I) son aquellas en que: A es una cadena alquileno C--C-0 opcionalmente interrumpida por 0, S, NH, o N-C?-C?-alquil o sustituido por OH, y Ri-Ra son independientemente hidrógeno o C?-C,-alquil, siempre que al menos una Ri a R< sea hidrógeno.

Ejemplos de aminas polifuncionales adecuadas A son 1, 4-butanodiamina, 1, 6-hexanodiamina, N- (2-aminoetil) -1, 3-propanodiamina, dipropilenotriamina, N,N-bis-(2-aminopropil) -metilamina, polietilonimina y preferiblemente polietilenpoliaminas tales como trietilenotetramina, tetraetilenopenta ina, pentaetilenohexamina y mas preferiblemente dietilenotriamina.

Los componentes adecuados B son la cianamida, diciandamida, guanadina y biguanadina. La diciandiamida es preferida. El componente C es ácido sulfámico puro.

La reacción del componente A con el componente -B se realiza en una proporción molar de 2:1 a 1:2, preferiblemente 1:1 a 1:1.5 en presencia de 0.1 a 0.7 moles de ácido sulfámico a temperaturas de 80 a 180°C, preferiblemente 130 a 160°C, en el estado fundido en el cual el amoniaco se separa completamente. De acuerdo con la variante posible en este proceso , los ácidos de Lewis, e.g. cloruro de zinc son usados como catalizadores.

Es po-sible usar un solvente adecuado, preferiblemente uno que contenga grupos hidroxi y con punto de ebullición arriba de 180°C, para mejorar la agitación de la mezcla durante la condensación. En general, la reacción de condensación se realiza hasta que no más amoniaco es generado o es bloqueada después de obtener el nivel de viscosidad deseado. Para neutralizar -la influencia de iones de hierro cuando se realiza la condensación en recipientes de hierro, es conveniente añadir un ácido fosfónico separado en cantidades apropiadas.

Los productos de reacción son líquidos altamente viscosos o sólidos con propiedades básicas los cuales se disuelven en agua para proporcionar soluciones transparentes. Preferiblemente, son transformadas en sales solubles en agua por la neutralización con ácidos orgánicos o inorgánicos como es usual en la técnica de teñido. Los ácidos preferidos son los ácidos sulfúrico, clorhídrico y acético.

Los productos de policondensación básicos o sus sales de acuerdo a la presente invencidn son útiles para el pretratamiento o postratamiento de fibras textiles de grupos hidroxi o grupos amino que contienen materiales los cuales son teñidos o impresos con colorantes directos o reactivos. Tales fibras textiles también pueden consistir de mezclas de fibras naturales o sintéticas , e.~ g. mezclas de celulosa y poliéster, poliacrilonitrilo, poliamida o lana. El pretratamiento de tales fibras con los productos de policondensación básicos mejora su teñibilidad y hace el teñido más exhaustivo, el postratamiento mejora la solidez en mojado de los tintes e impresiones y más específicamente la solidez a la transpiración, al agua y al lavado.

Los productos de policondensación básicos y sus sales son también agentes fijadores útiles - para teñidos aniónicos en papel, cartón y agentes no tejidos. El tratamiento con tales agentes fijadores resulta en una mejor retención del tinte en fibras o substratos, proporcionando alto rendimiento en color y agua estancada transparente. Además, las propiedades de sangrado rápido de tales teñidos son superiores a aquéllas de teñidos sin fijación. En comparación a los agentes fijadores de la técnica anterior, las ventajas de los agentes fijadores de acuerdo a la invención son los matices brillosos de el teñido (menos influencia en el matiz de los teñidos, y mejor luz rápida (menos efecto negativo en este parámetro) .

Los agentes fijadores de acuerdo a la invención, cuando se aplica en el papel, son también útiles "para mejorar el coloreado de dos fracciones promotoras con los teñidos aniónicos y catiónicos (e.g. teñidos catiónicos directos), y para mejorar el color producido con teñidos catiónicos directos donde las materias primas recicladas son usadas si existen cantidades grandes de cargas o finalmente presente.

Para el tratamiento de substratos con los agentes fijadores -ole acuerdo a la invención los substratos son tratados con soluciones acuosas de los productos de policondensación básicos o, preferiblemente , sus sales con ácidos orgánicos o inorgánicos. Las cantidades de los productos de policondensación o sus sales pueden variar en rangos amplios. En general, las cantidades de 0.1 a 4% en peso, preferiblemente de 0.5 a 3% en peso, basado en el peso del substrato, son adecuadas para obtener el efecto deseado .

El tratamiento es realizado sumergiendo las fibras textiles antes o después del proceso del teñido en tratamientos de baños acuosos que contienen productos de policondensación básicos o preferiblemente sus sales con ácidos orgánicos o inorgánicos. Tal tratamiento de teñido o impreso de material de fibra para mejorar la solidez en mojado es típicamente realizado en un proceso de agotamiento que consiste en colocar los materiales en suspensión de 20 a 30 minutos en un baño acuoso ~ que contiene el producto de policondensación básico a valores de pH de e.g. 4 a 8 preferiblemente de 5.5 a 6.5 a temperaturas de 20 a 70°C Alternativamente el pretratamiento se realiza continuamente y se aplica un baño acuoso para que la impregnación y solidez tome lugar de maneras convencionales.

Si el papel, cartón o agentes no tejidos son tratados con el producto de policondensación básico, el tratamiento se realiza añadiendo el agente fijador unos pocos minutos antes o después de que el tinte del sub.s-trato sea finalizado y es en general suficiente con agitar la mezcla por un periodo corto de tiempo a temperatura ambiente continuando adelante el proceso de hacer-papel.

Los colorantes adecuados para el tinte los cuales son mejorados por el tratamiento con agentes fijadores de acuerdo a la presente invención son referidos como teñidos directos en el Colour Index 3a edición (1971) , vol 2 en páginas 2005 a 2478 y como teñidos ácidos en las páginas 1001 a 1562. Los teñidos reactivo adecuados están descritos en Venkataraman, The Chemistry of Synthetic Dyes, Volumen VI, Reactive Dyes (Academic Press, New York, London 1972) .

En los siguientes ejemplos las partes son partes en peso .

EJEMPLO 1 En un recipiente de reacción de 750 ml, 126 partes de diciandiamida, 103 partes de dietilenotriamina y 48.5 partes de ácido sulfémico se colocan en 100 partes de dietilenglicol- y la mezcla se hace inerte bajo- una atmósfera de nitrógeno. Por más de 2.5 horas con una buena agitación la mezcla es calentada a 150°C y después de agitar por más de- 2.5 horas a 150°C hasta que se obtenga una masa viscosa como miel de la cuál 40 partes de amoniaco s-e separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 135°C, 200 partes de hielo se añaden y el producto básico es neutralizado con 24 partes de ácido sulfúrico.

EJEMPLO 2 En un recipiente de reacción de 750 ml, 92.4 partes de diaciadiamida, 103 partes de dietilenotriamina y 97 partes de ácido sulfámico se colocan en 150 partes de dietilenglicol. Por mas de 2.5 horas, con agitación; la mezcla es calentada a 160°C, y después agitada por mas de 4 horas a 160°C, tiempo durante el cual 34 partes de amoniaco se separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 135°C, 65 partes de hielo se añaden y el producto básico es neutralizado con 16 partes de ácido clorhídrico (36%) .

EJEMPLO 3 En un recipiente de reacción- de 750~ ml, 105 partes de diciandiamida, 100 partes de dietilenotriamina y 12.1 partes de ácido sulfámico se colocan en 100 partes de dietilenglicol. Por más de 2.5 horas, con agitación, la mezcla es calentada a 160°C y después agitada por más de minutos a 160°C tiempo durante el cual 86 partes de amoniaco se separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 135°C, 190 partes de hielo se añaden y el producto básico es neutralizado con 46 partes de ácido sulfúrico.

EJEMPLO 4 En un recipiente de reacción de 750 ml, 92.4 partes de diciandiamida, 103 partes de dietilenotriamina, 48.5 partes de ácido sulfámico y 1.4 partes de cloruro de zinc se colocan en 100 partes de dietilenglicol. Por más de 2.5 horas con agitación, la mezcla es calentada a 150°C y después se agita por más de 2.5 horas a 150°C tiempo durante el cuál 38 partes de amoniaco se separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 135°C, 150 partes de hielo se añaden y el producto básico es neutralizado con 28 partes de ácido sulfúrico.

EJEMPLO 5 En un recipiente de reacción de 750 ml, 105 partes de diciandiamida, 103 partes de dietilenotriamina, 24.2 partes de ácido sulfámico se colocan én 150 partes de dietilenglicol. Por más de 3 horas, la mezcla es calentada a 150°C y después se agita por más de 5 horas a 150°C, tiempo durante el cuál 40 partes de amoniaco se separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 135°C, 150 partes de nielo se añaden y el producto básico- es neutralizado con 31 partes de ácido acético helado.

EJEMPLO 6 Por el mismo proceso usado en los ejemplos previos, 105 partes de -díciandiamida, 103 partes de dietilenotriamina y 48.5 partes - de ácido -sulfámico- se colocan en 200 partes de dietilenglicol. Por más de 2 horas, la mezcla es calentada a 150°C y después agitada por más de 7 horas a 150°c tiempo durante el cuál- 40 partes de amoniaco se separan por destilación. Después de enfriar la mezcla a 120°C es diluida con 300 partes de agua y el producto básico es neutralizado^ con 18 jpartes de ácido acético glacial.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN EJEMPLO A 100 partes de algodón se tiñen con 1.35% en peso de colorante C.l. Amarillo directo 162 (forma comercial) que corresponden a intensidad estándar 1/1. Inmediatamente después del tinte y el proceso de enjuague, las fibras de algodón son tratadas durante 20 minutos a 40°C en un baño que contiene 3 partes de producto de acuerdo al ejemplo 1 en 997 partes de agua blanda. Después de eliminar el baño las fibras de algodón se enjuagan una vez con agua dulce. Un tinte amarillo con excelente solidez en mojado (agua y lavado) es obtenido. Resultados análogos son obtenidos- con los productos de acuerdo a -los ejemplos del 2 a 6 y con los colorantes de la siguiente tabla usados en algodón o celulosa regenerada. Las cantidades indicadas en porcentajes en peso corresponden en todos los casos a intensidad estándar 1/1.

TABLA EJEMPLO B El postratamiento de los teñidos de acuerdo al ejemplo A pueden también realizarse como sigue: El substrato seco se sumerge en una solucidn acuosa de 40 g/1 de productos de acuerdo a los ejemplos del 1 al 6, el líquido es separado exprimido para obtener una recolección del 80% y el substrato se seca a -12Q°C. Se obtienen teñidos con excelente solidez en mojado (agua y lavado) .

EJEMPLO C Un suministro (suspensión de extracto de fibras de papel) de: 50% de madera de coniferas blanqueada 50% de madera dura blanqueada Se prepara una consistencia al 25% con refinado de 20 grados Schopper-Riegler (ISO 5267/1) .

A esta suspensión de fibra bajo constante agitación , una solucidn de un típico tinte aniónico (en este caso Colour Index Amarillo Directo 148:1) con una concentración de acuerdo a la intensidad final del matiz requerido, por ejemplo intensidad estándar 1/2. Después de 5 minutos el agente fijador del ejemplo 1 se añade. La cantidad añadida depende del resultado final requerido en término de las propiedades de sangrado rápido, el color producido y transparencia del agua estancada. En este caso se añade 3% en peso de fibra. Después se agita un minuto más,- la suspensión de fibra del tinte se diluye a una consistencia del 1%. Una hoja de papel que es producida a partir de- una suspensión usando un método típico, en este caso un molde de mano es usado, pero el matiz de la hoja mecánica es igualmente bueno (ISO 5269/1 o ISO 5269/2).

La hoja es entonces colocada en papel filtro y presionada entre fieltros a una presión de 10 toneladas (por m2) por dos minutos. El papel es entonces retirado y secado en una cama plana secada a 90°C por 10 minutos-. El agua estancada de teñido se colecta y compara con el agua estancada de un teñido no fijado. El matiz e intensidad del papel es comparado con otra hoja la cuál ha sido preparada por el mismo tinte y un agente fijador tradicional (Cartafix F líquido) . El color de la -hoja preparada con la nueva química se nota que-- es significativamente más brilloso y la solidez a la luz es mejor. Las propiedades de sangrado rápido también se notan por tener mejoras comparadas con un teñido no fijado y el agua estancada es mucho mas transparente que para el teñido no fijado. Métodos típicos de medición de los parámetros descritos anteriormente son: Método de sangrado rápido EN 646 : 1994 Clasificación ~de agua estancada EN 20105^A103: *1992 Solidez a la luz EN 2010-5-B02: 1992 Diferencia de color BS 6923: 1988 Resultados análogos son obtenidos con los productos de acuerdo a los ejemplos 2 al 6.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Los productos de policondensacidn básicos caracterizados porque son obtenidos por la reacción de: A) Una amina de fórmula (I) En que A es una cadena de alquileno opcionalmente interrumpida por un heteroátomo, y R--R4 son independientemente seleccionados de hidrógeno, alquil opcionalmente sustituido por OH, CN o alcoxi C1-4, siempre que al menos uno de R_ a R es hidrógeno, con B) cianamida, sus derivados o polímeros en proporción molar de A:B = 2:1 a 1:2, En presencia de C) 0.1 a 0.7 moles de ácido sulfámico, o sus sales7 por mol de B, a temperaturas de 80 a 180°C, Y sus sales solubles en agua obtenidas por neutralización con ácidos orgánicos e inorgánicos usados en la técnica de teñido.

2. Productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque en la proporción molar de A:B es 1:1 a 1:1.15.

3. Productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque en que una amina de fórmula (I) es usada como componente A, en que A es una cadena de alquileno C2-C20 opcionalménte interrumpida por O, S, NH, o N-C_-C-alquil o sustituida por OH, y R_-R4 son independientemente hidrógeno o Cj._C4-alquil, siempre que al menos uno de R; a R4 es hidrógeno.

4. Productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque la dietilenotriamina es usada como componente A.

5. Los productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque-- la diciandiamida es usada como componente -B.

6. Los productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque el ácido sulfamico libre es usado como componente C.

7. Los productos de la pol ¡condensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque son obtenidos por la reacción a temperaturas de 130-160°C ~y/o en la presencia del grupo hidroxi que contiene solventes- con punto de ebullición arriba de 180°-C.

8. El uso de productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque son usados como aditivos en procesos de teñido.

9. El uso de productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 como pretratamiento o agente fijador para teñido de colorantes permanentes o materiales de fibra celulosa.

10. El uso de productos de policondensación de conformidad con la reivindicación 1 caracterizados porque son usados como agentes fijadores para teñido de colorantes permanentes en papel, cartón y géneros no-tejidos.