NL7907427A - Toepassing van quaternaire etheraminen als vezelprepa- reermiddelen. - Google Patents

Description

% 4 Ιίν 83Τ9

Ecechst Akfciengesellschaft Frankfort a/d Main Bondsrepubliek Duitsland

Toepassing van quaternaire etheraminen als vezelprepareermiddelen.

De toepassing van quatemaire ammoniumverbindingen bij bet prepareren van vezels is algemeen bekend. De produkten dienen bij - de vezelvervaardiging als antistatica met glijdend effect. Bin chemisme is in Lindner, Tenside - Textilhilfsmittel - Waschrohstoff, deel II, blz. l6l6-l625, uitvoerig beschreven. Quatemaire ammonium-verbindingen met lange vetresten kunnen naast toereikende antista-tische eigenschappen aan, de vezel ook een weekmakend effect verlenen* Daarbij is het echter een probleem, dat een gunstig weekmakend effect bij voorkeur door pasteuze "quats” wordt bereikt, terwijl de vloeibare "quats", zoals b.v. tetramethylammoniummethosulfaat, een zuiver antistatisch effect zonder enig weekmakend effect verlenen. De praktijk verlangt echter juist bij de vezelvervaardiging en ook bij de verdere verwerking in de spinnerij quaternaire ammoniumverbindingen met hoge antistatische eigenschappen, die gelijktijdig een goed weekmakend effect vertonen en zich goed laten hanteren. Daarbij wordt aan gietbare verbindingen gedacht, die gemakkelijk in water oplossen en in waterige verdunning geen verdikkingen Cgelfasen) vormen.

Sr werd nu gevonden, dat als antistatica met zeer gc.ed weekmakend effect quatemaire etheraminen met de formule 1 van het formuleblad bij de--vezelpreparering kunnen worden gebruikt, waarbij een al of niet verzadigde alkylgroep met 12-2 h· koolstofatcmen, X en Y waterstof of methyl, waarbij X en Y echter niet gelijktijdig methyl voorstellen, n 1-5, R2 en R^ alkyl met l-k koolstofatomen, en A een methylsulfaat-, chloride- of dimetho- of diëthofosfaatanion voorstellen.

Deze verbindingen met de formule 1 zijn uit het Offenlegungs-schrift 2.628.157 bekend. Zij worden bereid door quatemering van secundaire etheraminen met de formule 2 van het formuleblad, met gebruikelijke alkyIeringsmiddelen, zoals alkylhalogeniden, alkylzwa- 790 7 4 27 j ·< 2 velzuuresters of alkylfosfaten bij aanwezigheid van alkali. De reactie-voorwaarden kunnen daarbij binnen ruime grenzen variëren.

De omzetting wordt bij voorkeur bij verhoogde temperaturen van 30-l60°C in oplosmiddelen als water, alcoholen, zoals ethanol of iso-5 propanol, aromatische koolwaterstoffen, zoals tolueen of xyleen, of in· polaire aprotische oplosmiddelen, zoals dimethylformamide en bij aanwezigheid van alkali, zoals natriumhydroxide, natriumcarbonaat of natriumbicarbonaat uitgevoerd; men. kan echter ook bij kamertemperatuur of zonder oplosmiddel werken.. Ter bereiding van wat betreft de 10 kleur onberispelijke, produkten is het gunstig, deze reactie onder een atmosfeer van een. beschermend gas als stikstof, uit te voeren.

De secundaire etheraminen, met de formule 2 zijn. uit. Offenlegungs- schrift 2.555*895 bekend. Ze worden bereid door oxalkylaten met de.

formule 3, waarin R , X, Y en n. de boven weergegeven betekenis bezit- 15 ten, in de vloeistoffase met ammoniak en waterstof bij aanwezigheid van hydrogeneer-dehydrogeneer-katalysatoren, liefst nikkel- en cobalt-.

katalysatoren, met een gas snelheid, van. tenminste. 10 1/kg oxalkylaat x h bij een temperatuur van 150-250°C en een druk van 0,5-l»5 ato cm te zetten en het reactiewater met de gasstrocm af te voeren.

20 Bij de verzadigde en onverzadigde alcoholen., die aan de oxy- alkylderivaten met de formule 3 ten grondslag liggen, en die in de verbindingen met de formule 1 de rest R*1 vormen, kan het cm zodanige gaan, die een primaire, secundaire of ook een tertiaire alcoholgroep in het molecuul bevatten. De alkylrest kan recht of vertakt zijn en 25 is afgeleid van een passende alcohol, zoals laurylalcohol, ιξοί tridecylalcohol, oleylalcohol, stearylalcohol; voorts komen in aanmerking mengsels van deze alcoholen, in het bijzonder die, die bij de hydrogenatie van natuurlijke vetzuren, of hun esters ontstaan, zoals talgvetalcoholen, palmvetalcoholen en kokosvetalcoholen. Verdere 30 alcoholen, waarvan de rest R."* kan worden afgeleid,zijn die, die bij technische processen ontstaan, zoals bij het Ziegler-procëdë (etheen-opbouw-procédé), dat verzadigde, primaire alcoholen met rechte koolstofketen tot ca. 2k koolstofatcmen oplevert, en volgens de verschillende oxoprocessen, die min of meer vertakte alcoholen op-35 leveren. De oxalkyleengroep - (0 — CHX - CHy)^- is bij voorkeur afgeleid 79 07 4 27 3 · van ethyleen- of van propyleenoxide en wordt door een ’omzetting van de bovengenoemde alcoholen met ethyleen- en/of propyleenoxide ingevoerd. Daarbij kunnen ook mengsels van ethyleenoxide en propyleen-oxide worden gebruikt, of men kan achtereenvolgens met ethyleenoxide 5 en propyleenoxide laten reageren.

De quatemaire etheraminen zijn. met water goed mengbaar. Ze verlenen de daarmee uitgeruste natieve en synthetische vezels, zoals PA, PES, polyalkenen, maar ook cellulosevezels voortreffelijke anti-statische eigenschappen naast een goed weekmakend effect en een goed 10 glijgedfag..

De produkten worden· bij de vezelvervaardiging op filamenten na het uitspinnen, cp stapelvezels bij het uitspinnen, .strekken of voor het snijden, resp. converteren, in een hoeveelheid van 0,01-1, bij voorkeur 0,1-0,!$, aangebracht. Dit aanbrengen kan door danpelen, 15 sproeien, rakelen, spuiten of andere processen plaatsvinden. De quater— naire etheraminen kunnen daarbij op zichzelf of in canbinatié met andere prepareermiddelen, zoals minerale- of esteroliën, emulgatoren, zoals geoxethyleerde vetalcoholen of geoxethyleerde nonylfenolen, draadsluitmiddelen, zoals geoxethyleerde wonderolie, siliconolies 20 e.d. worden aangebracht.

De quatemaire etheraminen met de formule 1 kunnen als zuivere produkten met 100$ actieve stof worden toegepast, hetgeen gunstig kan zijn, wanneer de produkten vloeibaar zijn. Meestal worden echter preparaten van 20 tot 30$ in water gebruikt, die gietbare pasta's vormen. 25 De toepassing als vloeistofpreparaat vindt dan plaats uit waterige oplossingen, die 5-150 g/1 droge stof bevatten.

Voorbeeld I: lOO dln van een secundaire etheramine met een molecuulgewicht 787 met 1,78 $ basisch reagerende stikstof- die men door aminolyse 30 van een rechte C^^^-alcohol met 2 mol ethyleenoxide verkreeg, werden met 30,3 dln natriumhydroxide en ho dln water in een laboratorium- autoclaaf van 2 1 op 70-80°C verwarmd, waarbij methylchloride tot een o druk van 5 kg/cm werd opgedrukt. ïTadat geen methylchloride meer door het reactiemengsel werd opgenanen ,werdbelucht en het produkt afge-35 vuld, dat overeenkwam met de formule ! van het formuleblad, waarin 790 7427 b R een alkylgroep met 20-22 koolstofatomen voorstelde.

•De quatemisatiegraad "bedroeg 98$, waarbij 2$ vrij amine en ammoniumchloride aanwezig was. Dit produkt was in water emulgeerbaar. Een l$’s waterige oplossing daarvan had een pH van U-5.

5 Voorbeeld II: 200 dln van secundair etheramine met molgewicht 952» "bereid door aminolyse van een rechte C^g^gg-alcohol, die met telkens 1 mol ethyleen- en propyleencxide was omgezet , werden als in voorbeeld I beschreven, in 100 dln tolueen onder een toeslag van Uo dln natrium-10 carbonaat met tweemaal telkens lU,5 dln dimethylsulfaat gequater- niseerd. Men verkreeg hierbij een produkt met de. formule 5 in een 99%1 s opbrengst. De quatemiseringsgraad bedroeg 92$.

Het gehalte aan. basisch reagerende stikstof in het uitgangsmateriaal bedroeg 1,^7$· 15 Voorbeeld. III:

Als in voorbeeld I beschreven werden 100 dln. van een secundair etheramine met molgewicht 615, verkregen door een aminolyse van een met. een mol ethyleenoxide omgezette stearylalcohol, in 100 dln tolueen onder een toeslag van bo dln natriumcarbonaat met tweemaal 20 telkens 27,5 dln diëthylsulfaat gequaterniseerd. Men verkreeg in een 98$’s opbrengst een produkt, dat geen. basisch reagerende stikstof bevatte en overeenkwam met de formule 6. Het gehalte aan basisch reagerende stikstof van het uitgangsmateriaal.bedroeg 2,27$·

Overeenkomstig de voorbeelden I-III werden de verbindingen met 25 de formule 7 gesynthetiseerd waarin de symbolen de volgende betekenis .

' hadden. ,’ R1 X Y1 Y2 n: IVa C2Q/22 H klM H CH3 CH3 k 30 IV b C20/22 H bl/b5 H H CH3 2

Voorbeeld V:

De in de voorbeelden I-IVb -weergegeven, onderhavige quats werden vergeleken met de volgende quats: V condens at ieprodukt uit 1 mol stearinezuur + 1 mol triëthyleen-35 tetramine, geperquaterniseerd met dimethylsulfaat (50$'s pasta); 790 7 4 27

V

*· 5 en VI) dodecy 1-dimethyl-benzylammoniumchloride (50%'s in isoprcpanol).

I. De produkten werden uit een. 10|’s waterige oplossing door een galet op PA 6-vezels (dtex 220 f Uo) met een laagje van 0,7 % W.S- aange-5 hracht en hij 120°C gedroogd. De aldus geprepareerde draden werden enerzijds op hun greep en hun weekheid, anderzijds op hun glijwrij-ving volgens Offenlegungsschrift 2.1*16.1*30 onderzocht. De hecht-wrijving (statische wrijving, draad-draad-wrijving) werd eveneens (als maat voor de openingsgewilligheid) bepaald- (Offenlegungsschrift 10 2JH6.U30).

Voorbeeld gil j wrijving hechtwrijving greep I 0,225-0,300 k zeer zacht II 0,250-0,330 3 ZaCht _ _ zeer zacht UI 0,220-0,290 2 15 IVa 0,270-0,350 k Zacht I7b 0,260-0,320 h zacht V (vergel.) 0,390-0,510 6 ^erig’ Zacht VI (vergel.) 0,1*20-0,530 20 rUV* hard ’

Slechts de onderhavige et her amine -quats vertonen dus zowel 20 een zachte greep, verbanden met een lage glij- erL hechtwrijving.

, 1 790 74 27

Claims (5)

1. Toepassing van quaternaire etheraminen met de formule 1 van het''formuleblad, waarbij een verzadigde of onverzadigde alkyl-groep met 12-2k koolstofatomen, X en Y waterstof of methyl, waarbij X en Y echter niet beide methyl voorstellen, n een. getal van 1-5,

5 Eg en E^ alkyl met 1-U koolstofatomen en A een methosulfaat-, chloride-, dimetho- of triëthoxyfosfaatanion voorstellen, als prepareeimiddel bij de vervaardiging en verdere verwerking van natieve en synthetische vezels of draden.

2. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ge-10 perquaterniseerde etheraminen met de formule 1 in een hoeveelheid van 0,01-1, liefst. 0,1-0,.!$ op de vezels worden aangebracht.

3. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de quater-naire etheraminen in zuivere vorm of uit 20-30# 's oplossingen, die bij toepassing op. 5-150 g/l droge stof worden verdund, worden 15 toegepast. U. Toepassing volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de quater-naire etheraminen in combinatie met andere prepareermiddelen worden gebruikt. 1 790 74 27 J_ 1_ R - (OCH - CH) /2 * Y

1 I ! n \ ©X i II x Y ^ N X A R1 - (0 - CH - CH)n / ^ R, , NH / 3 R - (0 - CH - CH) / R. - (OCH - CH) J I n II x y x y R1 - (0 - CH - CH) - OH L •II X Y R-OCH2CH2OCH2CH2 ch3 \©/ ,., N Cl1 ; x \ R-OCH2CH2OCH2CH2 CH3 5 — CH, I 3 R-0-C,H.-0-CH--CH CH, 2 4 2 \ 3 Ns>X 0 N . -CH,SO, w / \ 33 R-0-C,H -0-CH,-CH CH, 2 4 2 j 3 CH3 C18H37”°~CH2~CH2 C2H4 \©/ © N <C2H40)S03 C18H37-°-CH2-CH2/ X C2H4 ... _I R1 * '°9H - f’n n CH, I L \ Θ / 3 0 X Y1 N s CH-SO w / \ R, - (OCH - CH)/ CH, 1. i2 X Y HOEf/rlET ΛΚΤίΕ^ΠΕΕΕίΙ SCHAFT 790 74 27