WO1995021880A1 - Amphiphile polyester, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in waschmitteln - Google Patents

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WO1995021880A1
WO1995021880A1 PCT/EP1995/000300 EP9500300W WO9521880A1 WO 1995021880 A1 WO1995021880 A1 WO 1995021880A1 EP 9500300 W EP9500300 W EP 9500300W WO 9521880 A1 WO9521880 A1 WO 9521880A1
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polyesters
aliphatic
acid
acids
aromatic
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PCT/EP1995/000300
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Dieter Boeckh
Hans-Ulrich JÄGER
Gunnar Schornick
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Basf Aktiengesellschaft
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C11D3/3715—Polyesters or polycarbonates
    • 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
    • C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/66—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08G63/66—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups
    • C08G63/668—Polyesters containing oxygen in the form of ether groups derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/672—Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Definitions

  • the invention relates to amphiphilic polyesters, processes for their preparation and their use as additives for detergents and laundry aftertreatment agents.
  • US Pat. No. 3,557,039 discloses stable aqueous dispersions of polymers which can be prepared by condensing terephthalic acid or dimethyl terephthalate with ethylene glycol and polyethylene glycol with an average molecular weight of 1000 to 4000.
  • the molar ratio of ethylene terephthalate to polyethylene glycol terephthalate units is 2: 1 to 6: 1.
  • the dispersions are used to treat the surfaces of polyester articles.
  • polyester condensates of polyvalent aromatic carboxylic acids with dihydric alcohols and one-sided C 1 -C 4 -closed polyethers are known which promote the detachment of dirt from polyester fabrics.
  • These polyesters have hydrophilic end groups, which are mentioned in the applications mentioned as a prerequisite for the dirt-removing properties of the polyesters.
  • Amphiphilic polyesters from aliphatic polybasic carboxylic acids and / or monohydroxymonocarboxylic acids with polyethylene glycol are described for example in Polymer Bulletin, Volume 17, 499-506 (1987).
  • polyesters are used as graying inhibitors and dirt-releasing additive to powdery and liquid detergents.
  • the object of the present invention is to provide new substances and detergent additives.
  • the amphiphilic polyesters are obtained by first by polycondensation
  • amphiphilic polyesters described above are used as additives for detergents, other detergent additives and laundry aftertreatment agents.
  • amphiphilic polyesters with ester units composed of (a) polyalkylene glycols and aliphatic dicarboxylic acids and / or monohydroxymonocarboxylic acids (hereinafter referred to as “aliphatic block”) and (b) aromatic dicarboxylic acids and polyhydric alcohols (hereinafter referred to as "aromatic block”) have detergent-promoting properties in washing liquors and have a very good biodegradability.
  • the aliphatic blocks (a) are produced by polycondensation of polyalkylene glycols with a molecular weight of 500 to 7,500 with aliphatic dicarboxylic acids and / or monohydroxymonocarboxylic acids by known processes.
  • the polycondensation is carried out, for example, at temperatures of at least 120, preferably in the temperature range from 150 to 260 ° C. in the presence of customary polycondensation or transesterification catalysts.
  • the reactants are condensed in an inert gas atmosphere, it being possible, if appropriate, to work in the presence of further additives, such as antioxidants.
  • Such methods are e.g. known from the above-mentioned US-A-3 557 039.
  • catalysts All compounds described for this purpose in the literature are suitable as catalysts. If the free polycarboxylic acids or the anhydrides are used in the condensation, p-toluenesulfonic acid is the preferred catalyst. If dicarboxylic acid dialkyl esters or polycarboxylic acid esters are used, the customary transesterification catalysts, such as zinc acetate, mixtures of calcium acetate and antimony oxide or tetraalkoxy titanates, such as titanium tetraisobutanolate or titanium tetraisopropanolate, are used.
  • the customary transesterification catalysts such as zinc acetate, mixtures of calcium acetate and antimony oxide or tetraalkoxy titanates, such as titanium tetraisobutanolate or titanium tetraisopropanolate.
  • catalysts are, for example, carbonates, acetates and / or C 1 -C 4 alkoxylates of lithium, sodium, magnesium, cobalt, manganese, vanadium, titanium and tin and tin oxides.
  • the catalysts are generally used in amounts of 20 to 5,000, preferably 50 to 2,000 ppm, based on the components used in the condensation.
  • the condensation can be carried out in the presence of antioxidants, for example substituted phenols, such as, for example, 2,5-ditertiary butylphenol, 2-methylcyclohexyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-ditertiary butyl-4-methylphenol, pyrogallol , phosphoric acid or other anti-oxidants commonly used for this purpose.
  • antioxidants for example substituted phenols, such as, for example, 2,5-ditertiary butylphenol, 2-methylcyclohexyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-ditertiary butyl-4-methylphenol, pyrogallol , phosphoric acid or other anti-oxidants commonly used for this purpose.
  • antioxidants for example substituted phenols, such as, for example, 2,5-ditertiary butylphenol, 2-methylcyclohexyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-ditertiary butyl-4-methylphenol, pyrogallo
  • They are preferably derived from ethylene oxide, propylene oxide, n-butylene oxide or isobutylene oxide and are prepared, for example, by adding the alkylene oxides to dihydric alcohols.
  • propylene oxide can be completely or partially replaced by a butylene oxide.
  • polyalkylene oxides which are obtainable by adding a mixed gas of at least two alkylene oxides to a dihydric alcohol, can also be used as polyalkylene glycols in the preparation of the aliphatic blocks (a).
  • Preferably used as polyalkylene glycols are ethylene glycol, propylene glycol and block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
  • Suitable aliphatic dicarboxylic acids include e.g. 2 to 10 carbon atoms. Examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and citraconic acid. They can either be used individually or in a mixture, e.g. Mixtures of oxalic acid and succinic acid or of succinic acid and adipic acid can be used in the production of the aliphatic blocks.
  • the aliphatic blocks of the amphiphilic polyesters can optionally also be prepared in the presence of monohydroxymonocarboxylic acids.
  • monohydroxymonocarboxylic acids are used instead of the aliphatic dicarboxylic acids.
  • the monohydroxy monocarboxylic acids are also aliphatic carboxylic acids. Examples include glycolic acid, lactic acid, ⁇ -hydroxystearic acid and ⁇ -hydroxycaproic acid. They can be used individually or as a mixture in the production of the aliphatic blocks.
  • the aliphatic blocks are preferably produced by polycondensation of polyethylene glycol with succinic acid or adipic acid. In this preferred variant, the polycondensation can optionally also be carried out in the presence of ⁇ -hydroxycaproic acid and / or lactic acid.
  • the aromatic block (b) of the amphiphilic polyesters can be obtained, for example, by polycondensation of aromatic dicarboxylic acids with aliphatic polyhydric alcohols. The polycondensation is carried out according to the same methods that are used to produce the aliphatic blocks (a).
  • the molar masses (weight average) of the aromatic blocks (b) are usually about 192 to 5,000, preferably about 384 to 1,500.
  • aromatic dicarboxylic acids examples include terephthalic acid, phthalic acid and sulfoisophthalic acid. Preference is given to using terephthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid.
  • the dicarboxylic acids can optionally also be used in a mixture with one another.
  • Suitable aliphatic polyhydric alcohols are e.g. Ethylene glycol, propylene glycol 1,2, propylene glycol 1,3, butanediol 1,4, butanediol 2,3, pentanediols, glycerol, pentaerythritol, oligoglycerols with molecular weights up to 363 and addition products from 1 to 5 moles of ethylene oxide and / or propylene oxide to 1 mole of the above-mentioned at least dihydric alcohols. Examples of such addition products are ethylene diglycol and propylene diglycol.
  • addition products of 1 to 4 mol of ethylene oxide to pentaerythritol addition products of 1 to 3 mol of ethylene oxide to 1 mol of glycerol, addition products of 1 to 3 mol of propylene oxide to 1 mol of glycerol and addition products of 1 to 5 mol of ethylene oxide and / or propylene oxide in 1 mol of oligoglycerol with 2 to 5 condensed glycerol units.
  • Polybasic alcohols which are preferably used are ethylene glycol, propylene glycol and diethylene glycol. Dipropylene glycol, butanediol-1, 4, glycerin and pentaerythritol. Mixtures of polyhydric alcohols can of course also be used in the production of the aromatic blocks (b).
  • the amphiphilic polyesters have molar masses (weight average) from 1,500 to 25,000, preferably from 2,500 to 7,500.
  • the ratio of the ester units (a): (b) in the amphiphilic polyesters is 5: 1 to 1: 2 , preferably 3: 1 to 1: 1.
  • composition of the detergent and cleaning agent formulations can be very different.
  • Detergent and cleaning agent formulations usually contain 2 to 50% by weight of surfactants and optionally builders. This information applies to both liquid and powder detergents. Washing and
  • detergents and cleaning agents that are common in Europe, the United States and Japan can be found, for example, in Chemical and Engn. News, volume 67, 35 (1989). Further information on the composition of detergents and cleaning agents can be found in WO-A-90/13581 and Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Verlag Chemie, Weinheim 1983, 4th edition, pages 63-160.
  • the detergents can optionally also contain a bleach, e.g. Sodium perborate, which, if used, can be present in the detergent formulation in amounts of up to 30% by weight.
  • the detergents and cleaning agents can optionally contain other conventional additives, e.g. Complexing agents, opacifiers, optical brighteners, enzymes, perfume oils, color transfer inhibitors, graying inhibitors and / or bleach activators.
  • the percentages in the examples are percentages by weight.
  • the polymers according to the invention are characterized by determining the OH number and the acid number. These key figures were determined using standard methods, e.g. described by E. Müller, Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, Volume 14/2, pp. 17/18.
  • the molecular weights were determined by gel permeation chromatography (solvent tetrahydrofuran, column material PI gel - manufacturer: Polymer Laboratories, GB - elution rate 0.8 ml / min, temperature 35 ° C.). Narrowly distributed polystyrene was used as the standard. Detection was carried out with a UV detector at 254 nm.
  • a light beige solid product was obtained, which had a molecular weight 15 (weight average) of 4100.
  • Example 1 was repeated with the change that 1.13 g of 20 para-toluenesulfonic acid, 1.13 g of phosphorous acid (50% strength), 186 g of ethylene glycol and 265.6 g of terephthalic acid were used.
  • Example 1 was repeated with the change that 1.13 g of para-toluenesulfonic acid, 1.35 g of phosphorous acid (50% strength), 30 260.4 g of ethylene glycol and 398.4 g of terephthalic acid were used.
  • a light beige solid product with a molecular weight (weight average) of 14,700 was obtained.
  • Example 3 was repeated with the change " that in the end the condensation phase was shortened to 1 hour.
  • a light beige solid product with a molecular weight (weight average) of 10 200 was obtained.
  • a light beige hard solid product was obtained which had a molecular weight (weight average) of 8,400.
  • Example 1 In the apparatus described in Example 1, 466.1 g of dimethyl terephthalate, 429.0 g of ethylene glycol and 0.90 g of tetra-butyl-o-titanate were precondensed at 150 to 180 ° C. within 2 hours with methanol being distilled off, and then excess was removed in vacuo Distilled ethylene glycol. The pressure was released with inert gas and 900 g of polyethylene glycol with a molecular weight of 1,500 (number average) and 132 g of succinic anhydride were added, and the condensation was initially carried out under normal pressure with a gradual increase in temperature from 180 ° C. to 245 ° C. Vacuum was applied from an acid number of 23 and condensed at 1 mbar for 4 hours.
  • a light brown solid product with a molecular weight (weight average) of 6,800 was obtained.
  • Example 5 was repeated with the change that 600 g of polyethylene glycol of molecular weight 4,000 (number average) with 33.0 g of succinic anhydride, 1.05 g of para-toluenesulfonic acid, 2.13 g of phosphorous acid (50% strength), 169 g Ethylene glycol and 265.6 g of terephthalic acid were condensed. A light brown solid product with a molecular weight (weight average) of 12,400 was obtained.
  • Example 5 was repeated with the change that 600 g of polyethylene glycol of molecular weight 4,000 (number average) with 33.0 g of succinic anhydride, 1.19 g of para-toluenesulfonic acid, 2.38 g of phosphorous acid (50%), 192, 6 g of ethylene glycol and 348.6 g of 10 terephthalic acid were condensed.
  • Example 1 In the apparatus described in Example 1, 600 g of polyethylene glycol with a molecular weight of 1,500 (number average), 128.6 g of adipic acid, 1.39 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate and 1.39 g were used
  • a light beige hard solid product was obtained which had a molecular weight (weight average) of 9,700. 35
  • Example 9 was repeated with the change that 1.18 g of para-toluenesulfonic acid, 1.18 g of phosphorous acid (50% strength), 186 g of 40 ethylene glycol and 265.6 g of terephthalic acid were used.
  • a colorless solid product with a molecular weight (weight average) of 4,300 was obtained.
  • Example 6 was repeated with the change that 192.7 g of adipic acid were used instead of succinic anhydride.
  • the dirt-removing properties of the polymers were determined in the wash test.
  • the fabric was prewashed three times (Table 1 contains the washing conditions) and the reflectance (measuring device: Data color 2000) was determined (R 1 ).
  • Table 2 contains the composition of the test detergents used.
  • the detergent formulations given in Table 2 contained 1% of a polycondensate according to Example 11.

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Abstract

Amphiphile Polyester, die (a) Ester-Einheiten aus Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 und aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren und (b) Ester-Einheiten aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen enthalten und Molmassen von 1 500 bis 25 000 haben, Verfahren zur Herstellung der amphiphilen Polyester durch Polykondensation, wobei man zunächst (a) aliphatische Polyester von Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 mit aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren und anschließend in dem so erhaltenen aliphatischen Polyester (b) aromatische Polyester aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen herstellt, die Reihenfolge der Polykondensation umkehrt oder oligomere aromatische Polyester (b) mit oligomeren aliphatischen Polyestern (a) kondensiert und Verwendung der amphiphilen Polyester als Zusatz zu Waschmitteln, anderen Waschmitteladditiven und Wäschenachbehandlungsmitteln.

Description

A phiphile Polyester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in Waschmitteln
Beschreibung
Die Erfindung betrifft amphiphile Polyester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Zusatz zu Waschmitteln und Wäschenachbehandlungsmitteln.
Aus der US-A-3 557 039 sind stabile wäßrige Dispersionen von Polymerisaten bekannt, die durch Kondensation von Terephthalsäure oder Dimethylterephthalat mit Ethylenglykol und Polyethylenglykol eines durchschnittlichen Molekulargewichts von 1000 bis 4000 herstellbar sind. Das molare Verhältnis von Ethylenterephthalat- zu Polyethylenglykolterephthalat-Einheiten beträgt 2:1 bis 6:1. Die Dispersionen werden zur Behandlung der Oberflächen von Poly¬ esterartikeln verwendet.
Aus der GB-Al 154 730 ist bekannt, daß beim Waschen von Textilgut die Wiederablagerung von Schmutz auf dem Textilgut dadurch ver¬ ringert werden kann, daß man zur Waschflotte, die ein Detergens enthält, Polykondensate zusetzt, die entweder sich wiederholende Ester- oder A ideinheiten enthalten. Bei diesen Zusätzen handelt es sich beispielsweise um Kondensationsprodukte, die aus der obengenannten US-PS 3 557 039 bekannt sind und die durch Konden¬ sation von Dimethylterephthalat, Ethylenglykol und Polyethylen¬ glykol eines Molekulargewichts von 1500 erhältlich sind.
Aus den EP-Anmeldungen 185 427, 241 984, 241 985 und 272 033 sind Polyesterkondensate von mehrwertigen aromatischen Carbonsäuren mit zweiwertigen Alkoholen und einseitig Cι-C4-verschlossenen Polyethern bekannt, die die Schmutzablösung von Polyestergeweben fördern. Diese Polyester besitzen hydrophile Endgruppen, die in den genannten Anmeldungen als Voraussetzung für die schmutzab¬ lösenden Eigenschaften der Polyester genannt werden.
Amphiphile Polyester aus aliphatischen mehrbasischen Carbonsäuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren mit Polyethylenglykol werden beispielsweise in Polymer Bulletin, Band 17, 499 - 506 (1987) beschrieben.
Aus der US-A-5 142 020 sind amphiphile Polyester bekannt, die erhältlich sind durch Kondensation von
(a) Carbonsäuren mit mindestens 2 Carboxylgruppen, deren Estern, Anhydriden oder Mischungen, (b) mindestens zweiwertigen Alkoholen und/oder Additionsprodukten von 1 bis 5 mol mindestens eines Alkylenoxids mit 2 oder
3 C-Atomen an 1 mol eines mindestens zweiwertigen Alkohols oder Mischungen und
(c) wasserlöslichen Anlagerungsprodukten von 5 bis 80 mol min¬ destens eines Alkylenoxids an 1 mol Cβ- bis C -Alkohole, Cβ- bis Ciβ-Alkylphenole oder Cβ- bis C 4-Alkylamine
im Molverhältnis (a) : (b) : (c) von 100: (25 bis 2500) : (5 bis 110) bei Temperaturen von mindestens 120°C bis zu Molekulargewichten (Gewichtsmittel) von 2000 bis 50000. Die Polyester werden als vergrauTingsinhibierender und schmutzablösungsfördernder Zusatz zu pulverför igen und flüssigen Waschmitteln verwendet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Stoffe und Waschmitteladditive zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit amphiphilen Poly- estern, die
(a) Ester-Einheiten aus Polyalkylenglykolen einer Molmasse von
500 bis 7 500 und aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Mono¬ hydroxymonocarbonsäuren und
(b) Ester-Einheiten aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehr¬ wertigen Alkoholen
enthalten und Molmassen von 1 500 bis 25 000 haben.
Die amphiphilen Polyester werden dadurch erhalten, daß man zunächst durch Polykondensation
(a) aliphatische Polyester von Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 mit aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder
Monohydroxymonocarbonsäuren und anschließend in dem so erhaltenen aliphatischen Polyester
(b) aromatische Polyester aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen
herstellt, die Reihenfolge der Polykondensation umkehrt oder oligomere aromatische Polyester (b) mit oligomeren aliphatischen Polyestern (a) kondensiert. Die oben beschriebenen amphiphilen Polyester werden als Zusatz zu Waschmitteln, anderen Waschmitteladditiven und Wäschenachbe¬ handlungsmitteln verwendet.
Die amphiphilen Polyester mit Ester-Einheiten aus (a) Poly¬ alkylenglykolen und aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Mono¬ hydroxymonocarbonsäuren (im folgenden "aliphatischer Block" genannt) und (b) aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen (im folgenden "aromatischer Block" genannt) haben in Waschflotten schmutzablösungsfördernde Eigenschaften und besitzen eine sehr gute biologische Abbaubarkeit.
Die aliphatischen Blöcke (a) werden durch Polykondensation von Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 mit ali- phatischen Dicarbonsäuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren nach bekannten Verfahren hergestellt. Die Polykondensation wird beispielsweise bei Temperaturen von mindestens 120, vorzugsweise in dem Temperaturbereich von 150 bis 260°C in Gegenwart üblicher Polykondensations- oder Umesterungskatalysatoren durchgeführt. In der Regel kondensiert man die Reaktionsteilnehmer in einer Inertgasatmosphäre, wobei man gegebenenfalls noch in Gegenwart weiterer Zusätze, wie Antioxydantien, arbeiten kann. Solche Ver¬ fahren sind z.B. aus der eingangs genannten US-A-3 557 039 bekannt.
Als Katalysatoren eignen sich sämtliche in der Literatur dafür beschriebenen Verbindungen. Verwendet man bei der Kondensation die freien Polycarbonsäuren oder die Anhydride, so ist p-Toluol- sulfonsäure der bevorzugte Katalysator. Wenn man Dicarbonsäure- dialkylester oder Polycarbonsäureester einsetzt, so verwendet man die üblichen Umesterungskatalysatoren, wie beispielsweise Zink- acetat, Mischungen aus Calciumacetat und Antimonoxid oder Te- traalkoxytitanate, wie Titantetraisobutanolat oder Titantetraiso- propanolat. Andere, vorzugsweise eingesetzte Katalysatoren sind beispielsweise Carbonate, Acetate und/oder Cι-C4-Alkoxylate von Lithium, Natrium, Magnesium, Kobalt, Mangan, Vanadin, Titan und Zinn sowie Zinnoxide. Die Katalysatoren werden im allgemeinen in Mengen von 20 bis 5 000, vorzugsweise 50 bis 2 000 ppm, bezogen auf die bei der Kondensation eingesetzten Komponenten, verwendet.
Die Kondensation kann in Gegenwart von Antioxidantien durchge¬ führt werden, z.B. von substituierten Phenolen, wie beispiels¬ weise 2,5-Ditertiärbutylphenol, 2-Methylcyclohexyl-4,6-dimethyl- phenol, 2, 6-Ditertiärbutyl-4-methylphenol, Pyrogallol, phosphori- ger Säure oder anderer üblicherweise hierfür verwendeten Anti¬ oxidantien. Diese Verbindungen verhindern Verfärbungen der Poly¬ ester durch Oxidation während der Kondensation. Zur Herstellung der aliphatischen Blöcke (a) geeignete Poly- alkylenglykole haben Molmassen (Zahlenmittel) von 500 bis 7 500, vorzugsweise 1 000 bis 4 500. Die Polyalkylenglykole sind wasser¬ löslich. Sie leiten sich vorzugsweise von Ethylenoxid, Propylen- oxid, n-Butylenoxid oder Isobutylenoxid ab und werden z.B. durch Addition der Alkylenoxide an zweiwertige Alkohole hergestellt. Dabei kann man so vorgehen, daß man beispielsweise nur Ethylen¬ oxid oder Propylenoxid an einen zweiwertigen Alkohol, wie Ethylenglykol oder Propylenglykol, anlagert oder man stellt Blockcopolymerisate her, indem man zunächst Ethylenoxid und da¬ nach Propylenoxid an einen zweiwertigen Alkohol addiert oder die Addition in umgekehrter Reihenfolge vornimmt. Bei der Herstellung der Polyalkylenglykole kann z.B. Propylenoxid ganz oder teilweise durch ein Butylenoxid ersetzt werden. Auch statistisch aufgebaute Polyalkylenoxide, die durch Anlagerung eines Mischgases von mindestens zwei Alkylenoxiden an einen zweiwertigen Alkohol er¬ hältlich sind, können als Polyalkylenglykole bei der Herstellung der aliphatischen Blöcke (a) eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet man als Polyalkylenglykole Ethylenglykol, Propylen- ' glykol und Blockcopolymerisate aus Ethylenoxid und Propylenoxid.
Geeignete aliphatische Dicarbonsäuren'enthalten z.B. 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Beispiele hierfür sind Oxalsäure, Malon- säure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure und Citraconsäure. Sie können entweder einzeln oder in Mischung, z.B. Gemische aus Oxalsäure und Bernsteinsäure oder aus Bernsteinsäure und Adipinsäure bei der Herstellung der aliphatischen Blöcke eingesetzt werden.
Die Herstellung der aliphatischen Blöcke der amphiphilen Poly¬ ester kann gegebenenfalls noch zusätzlich in Gegenwart von Mono¬ hydroxymonocarbonsäuren vorgenommen werden. Eine weitere Variante besteht darin, daß man Monohydroxymonocarbonsäuren anstelle der aliphatischen Dicarbonsäuren einsetzt. Bei den Monohydroxy- monocarbonsäuren handelt es sich ebenfalls um aliphatische Carbonsäuren. Beispiele hierfür sind Glykolsäure, Milchsäure, ω-Hydroxystearinsäure und ω-Hydroxycapronsäure. Sie können einzeln oder in Mischung bei der Herstellung der aliphatischen Blöcke eingesetzt werden.
Die aliphatischen Blöcke werden vorzugsweise durch Polykondensa¬ tion von Polyethylenglykol mit Bernsteinsäure oder Adipinsäure hergestellt. Bei dieser bevorzugten Variante kann die Polykonden¬ sation gegebenenfalls noch zusätzlich in Gegenwart von ω-Hydroxy- capronsäure und/oder Milchsäure durchgeführt werden. Der aromatische Block (b) der amphiphilen Polyester ist bei¬ spielsweise durch Polykondensation von aromatischen Dicarbon¬ säuren mit aliphatischen mehrwertigen Alkoholen erhältlich. Die Polykondensation wird nach den gleichen Verfahren durchgeführt, die auch zur Herstellung der aliphatischen Blöcke (a) angewendet werden. Die Molmassen (Gewichtsmittel) der aromatischen Blöcke (b) betragen üblicherweise ca. 192 bis 5 000, vorzugsweise ca. 384 bis 1 500.
Als aromatische Dicarbonsäuren kommen beispielsweise Terephthal- säure, Phthalsäure und Sulfoisophthalsäure in Betracht. Vorzugs¬ weise setzt man Terephthalsäure als aromatische Dicarbonsäure ein. Die Dicarbonsäuren können gegebenenfalls auch in Mischung untereinander eingesetzt werden.
Geeignete aliphatische mehrwertige Alkohole sind z.B. Ethylen¬ glykol, Propylenglykol-1,2, Propylenglykol-1,3, Butandiol-1, 4, Butandiol-2,3, Pentandiole, Glycerin, Pentaerythrit, Oligo- glycerine mit Molekulargewichten bis zu 363 sowie Additions- produkte von 1 bis 5 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an 1 mol der obengenannten mindestens zweiwertigen Alkohole. Beispiele für solche Additionsprodukte sind Ethylendiglykol und Propylendiglykol. Von Interesse sind auch die Additionsprodukte von 1 bis 4 mol Ethylenoxid an Pentaerythrit, Additionsprodukte von 1 bis 3 mol Ethylenoxid an 1 mol Glycerin, Additionsprodukte von 1 bis 3 mol Propylenoxid an 1 mol Glycerin und Additions¬ produkte von 1 bis 5 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an 1 mol Oligoglycerin mit 2 bis 5 einkondensierten Glycerin- einheiten.
Bevorzugt eingesetzte mehrbasische Alkohole sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol. Dipropylenglykol, Butandiol-1, 4, Glycerin und Pentaerythrit. Man kann selbstverständlich auch Mischungen mehrwertiger Alkohole bei der Herstellung, der aroma- tischen Blöcke (b) einsetzen.
Die amphiphilen Polyester haben Molmassen (Gewichtsmittel) von 1 500 bis 25 000, vorzugsweise von 2 500 bis 7 500. Das Verhält¬ nis der Ester-Einheiten (a) : (b) beträgt in den amphiphilen Polyestern 5 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 3 : 1 bis 1 : 1.
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0002
Die Zusammensetzung der Wasch- und Reinigungsmittelformulierungen kann sehr unterschiedlich sein. Wasch- und Reinigungsmittel¬ formulierungen enthalten üblicherweise 2 bis 50 Gew.-% Tenside und gegebenenfalls Builder. Diese Angaben gelten sowohl für flüssige als auch für pulverförmige Waschmittel. Wasch- und
Reinigungsmittelformulierungen, die in Europa, in den USA und in Japan gebräuchlich sind, findet man beispielsweise in Chemical und Engn. News, Band 67, 35 (1989) tabellarisch dargestellt. Weitere Angaben über die Zusammensetzung von Wasch- und Reini- gungsmitteln können der WO-A-90/13581 sowie Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim 1983, 4. Auflage, Seiten 63-160, entnommen werden. Die Waschmittel können gegebe¬ nenfalls noch ein Bleichmittel enthalten, z.B. Natriumperborat, das im Fall seines Einsatzes in Mengen bis zu 30 Gew.-% in der Waschmittelformulierung enthalten sein kann. Die Wasch- und Reinigungsmittel können gegebenenfalls weitere übliche Zusätze enthalten, z.B. Komplexbildner, Trübungsmittel, optische Auf¬ heller, Enzyme, Parfümöle, Farbübertragungsinhibitoren, Ver- grauungsinhibitoren und/oder Bleichaktivatoren.
Die Prozentangaben in den Beispielen sind Gewichtsprozent. Die erfindungsemäßen Polymere werden durch die Bestimmung der OH-Zahl und der Säurezahl charakterisiert. Die Bestimmung dieser Kenn¬ zahlen erfolgte nach Standardmethoden, z.B. beschrieben bei E. Müller, Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1963, Band 14/2, S. 17/18.
Die Bestimmung der Molmassen erfolgte durch Gelpermeations- chromatographie (Lösemittel Tetrahydrofuran, Säulenmaterial PI -Gel - Hersteller: Polymer Laboratories, GB - Elutionsgeschwin- digkeit 0,8 ml/min, Temperatur 35°C) . Als Standard wurde engver¬ teiltes Polystyrol verwendet. Detektion erfolgte mit UV-Detektor bei 254 nm.
Beispiele
Beispiel 1
In einer für die Durchführung von Polykondensationen geeigneten Apparatur, die beheizbar war, mit einem Rührer, einer Vorrichtung für das Arbeiten unter Stickstoffatmosphäre und einer Destilla¬ tionsbrücke versehen war, wurden 600 g Polyethylenglykol einer Molmasse von 1 500 (Zahlenmittel) und 88,0 g Bernsteinsäure¬ anhydrid vorgelegt und nach Zusatz von 0,86 g p-Toluolsulfon- säure-Monohydrat und 0,86 g 50 %iger wäßriger phosphoriger Säure unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre 2 Stunden auf eine Temperatur von 180°C erhitzt. Zu diesem Vorprodukt wurden anschließend 127 g Ethylenglykol und 132,8 g Terephthalsäure gegeben und das Reaktionsgemisch im Stickstoffström stufenweise auf 245°C aufgeheizt. Über eine Kolonne wurde das bei der Polykondensation entstehende Wasser 5 zusammen mit flüchtigen Anteilen abdestilliert. Nach einer
Kondensationsdauer von 3 Stunden und von 4 Stunden wurden jeweils weitere 10 g Ethylenglykol zugegeben. Nach 5 Stunden wurde die Kolonne entfernt und soviel Wasser abdestilliert, bis das Poly- kondensat eine Säurezahl von 2 aufwies. Nach 8,5 stündiger 10 Kondensation wurde überschüssiges Ethylenglykol im Vakuum abdestilliert und 1,5 Stunden bei 1 mbar und einer Temperatur von 245°C weiterkondensiert.
Man erhielt ein hellbeiges Festprodukt, das eine Molmasse 15 (Gewichtsmittel) von 4100 hatte.
Beispiel 2
Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Änderung, daß 1,13 g 20 para-Toluolsulfonsäure, 1,13 g phosphorige Säure (50 %ig) , 186 g Ethylenglykol und 265,6 g Terephthalsäure eingesetzt wurden.
Man erhielt ein hellbeiges Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 17 800. 25
Beispiel 3
Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Änderung, daß 1,13 g para-Toluolsulfonsäure, 1,35 g phosphorige Säure (50 %ig) , 30 260,4 g Ethylenglykol und 398,4 g Terephthalsäure eingesetzt wurden.
Man erhielt ein hellbeiges Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 14 700.
35
Beispiel 4
Das Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Änderung," daß die Kondensationsphase am Ende auf 1 Stunden verkürzt wurde.
40
Man erhielt ein hellbeiges Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 10 200.
45 Beispiel 5
In der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurden 750 g Poly¬ ethylenglykol eines Molekulargewichts von 4 000 (Zahlenmittel) , 41,3 g Bernsteinsäureanhydrid, 1,0 g p-Toluolsulfonsäure-Mono- hydrat und 1,0 g 50 %ige wäßrige phosphorige Säure gemischt und unter einer Stickstoffatmosphäre 2 Stunden bei einer Temperatur von 245°C kondensiert. Zu diesem Vorprodukt gab man dann 87,3 g Ethylenglykol und 124,5 g Terephthalsäure zu und kondensierte die Mischung bei der angegebenen Temperatur weiter, wobei man über eine Kolonne flüchtige Anteile abdestillierte. Nach einer Kondensationszeit von 5 Stunden wurde die Kolonne entfernt und die Destillation so lange fortgesetzt, bis das Polykondensations- produkt eine Säurezahl von 3,5 hatte. Nach einer Kondensations- dauer von 6 Stunden und von 8 Stunden fügte man jeweils weitere 10 g Ethylenglykol zu. Nach insgesamt 10,5 Stunden wurde das überschüssige Ethylenglykol abdestilliert und 1,5 Stunden bei 1 mbar und 245°C weiterkondensiert.
Man erhielt ein hellbeiges hartes Festprodukt, das eine Molmasse (Gewichtsmittel) von 8 400 hatte.
Beispiel 6
In der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurden 466,1 g Dimethylterephthalat, 429,0 g Ethylenglykol und 0,90 g Tetra- butyl-o-titanat bei 150 bis 180°C innerhalb 2 Stunden unter Abdestillieren von Methanol vorkondensiert und anschließend im Vakuum überschüssiges Ethylenglykol abdestilliert. Man entspannte mit Inertgas und setzte 900 g Polyethylenglykol der Molmasse 1 500 (Zahlenmittel) und 132 g Bernsteinsäureanhydrid zu und kondensierte zunächst bei Normaldruck unter stufenweiser Anhebung der Temperatur von 180°C auf 245°C. Ab einer Säurezahl von 23 wurde Vakuum angelegt und 4 Stunden bei 1 mbar auskondensiert.
Man erhielt ein hellbraunes Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 6 800.
Beispiel 7
Beispiel 5 wurde wiederholt mit der Änderung, daß 600 g Poly¬ ethylenglykol der Molmasse 4 000 (Zahlenmittel) mit 33,0 g Bernsteinsäureanhydrid, 1,05 g para-Toluolsulfonsäure, 2,13 g phosphorige Säure (50 %ig) , 169 g Ethylenglykol und 265,6 g Terephthalsäure kondensiert wurden. Man erhielt ein hellbraunes Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 12 400.
Beispiel 8 5
Beispiel 5 wurde wiederholt mit der Änderung, daß 600 g Poly¬ ethylenglykol der Molmasse 4 000 (Zahlenmittel) mit 33,0 g Bernsteinsäureanhydrid, 1,19 g para-Toluolsulfonsäure, 2,38 g phosphorige Säure (50 %ig) , 192,6 g Ethylenglykol und 348,6 g 10 Terephthalsäure kondensiert wurden.
Man erhielt ein hellbraunes Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 13 100.
15 Beispiel 9
In der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurden 600 g Poly¬ ethylenglykol vom Molekulargewicht 1 500 (Zahlenmittel), 128,6 g Adipinsäure, 1,39 g p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat und 1,39 g
20 50 %ige wäßrige phosphorige Säure gemischt und im Stickstoffström unter Abdestillieren des bei der Kondensation entstehenden Wassers 2 Stunden auf eine Temperatur von 180°C erhitzt. Zu diesem Vorprodukt gab man dann 160,4 g Ethylenglykol und 398,4 g Terephthalsäure und führte die Kondensation bei einer Temperatur
25 von 2 5°C fort. Die flüchtigen Anteile wurden über eine Kolonne abdestilliert. Nach 5 Stunden entfernte man die Kolonne und kondensierte das Reaktionsgemisch unter Abdestillieren von Wasser solange, bis es eine Säurezahl von 3,5 hatte, wobei man nach 6 und nach 8 Stunden jeweils 10 g Diethylenglykol zugab. Nach einer
30 Kondensationszeit von 10,5 Stunden wurde das überschüssige Diethylenglykol im Vakuum abdestilliert.
Man erhielt ein hellbeiges hartes Festprodukt, das eine Molmasse (Gewichtsmittel) von 9 700 hatte. 35
Beispiel 10
Beispiel 9 wurde wiederholt mit der Änderung, daß 1,18 g para- Toluolsulfonsäure, 1,18 g phosphorige Säure (50 %ig) , 186 g 40 Ethylenglykol und 265,6 g Terephthalsäure eingesetzt wurden.
Man erhielt ein farbloses Festprodukt mit eine Molmasse (Gewichtsmittel) von 4 300.
45 Beispiel 11
Beispiel 6 wurde wiederholt mit der Änderung, daß anstelle von Bernsteinsäureanhydrid 192,7 g Adipinsäure eingesetzt wurden.
Man erhielt ein hellbraunes Festprodukt mit einer Molmasse (Gewichtsmittel) von 8 400.
Die schmutzablösenden Eigenschaften der Polymeren wurden im Waschtest ermittelt. Hierzu wurde 3 mal vorgewaschen (Tabelle 1 enthält die Waschbedingungen) und die Remission (Meßgerät: Data color 2000) der Testgewebe bestimmt (R1) . Mit gebrauchtem Motoröl wurde angeschmutzt, 24 Stunden einwirken lassen und die Remission bestimmt (R2) . Danach wurde nochmals gewaschen und die Remission (R3) gemessen. Die Schmutzablösung S in % wurde nach der Formel S=(R3-R2)/ (Ri-R2)*i00 berechnet.
Tabelle 1: Waschbedingungen
Figure imgf000014_0001
Die Tabelle 2 enthält die Zusammensetzung der verwendeten Test¬ waschmittel. Die in Tabelle 2 angegebenen Waschmittelformu¬ lierungen enthielten 1 % eines Polykondensates nach Beispiel 11.
Tabelle 2: Waschmittelformulierungen
Zusammensetzung %
ω
Figure imgf000015_0002
l) Copolymerisat aus 70 % Acrylsäure und 30 % Maleinsäure, Molekulargewicht 60 000,
Figure imgf000015_0001
2\ Tetraacetylethylendiamin
Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß in allen Fällen eine Schmutzentfernung (S) von über 80 % erfolgt, wenn Polymer ein¬ gesetzt wird.
Tabelle 3: Schmutzablösung
R1- =
Figure imgf000016_0001
Die Wirksamkeit von Polymeren wurde auch in einem Markenwasch¬ mittel geprüft. Hierzu wurde Persil® color der Firma Henkel KGaA verwendet. Die Prüfbedingungen wurden entsprechend den Angaben in Tabelle 1 gewählt. Tabelle 4 enthält die jeweils getesteten amphiphilen Blockcopolyester sowie die Ergebnisse für die Schmutzentfernung. Die Mengen Polymer beziehen sich auf die eingesetzte Menge Waschmittel. Die Waschergebnisse in Tabelle 4 zeigen, daß mit den nach den Beispielen 1 bis 11 hergestellten Polymeren die Schmutzentfernung deutlich verbessert wird.
Tabelle 4: Schmutzentfernung in einem Markenwaschmittel
Figure imgf000017_0001

Claims

Patentansprüche
1. Amphiphile Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß sie Blöcke. aus
(a) Ester-Einheiten aus Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 und aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren und
(b) Ester-Einheiten aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehr¬ wertigen Alkoholen
enthalten und Molmassen von 1 500 bis 25 000 haben.
2. Amphiphile Polyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Ester-Einheiten (a) : (b)
5 : 1 bis 1 : 2 beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung der amphiphilen Polyester nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst durch Polykondensation
(a) aliphatische Polyester von Polyalkylenglykolen einer Molmasse von 500 bis 7 500 mit aliphatischen Dicarbon¬ säuren und/oder Monohydroxymonocarbonsäuren und an¬ schließend in dem so erhaltenen aliphatischen Polyester
(b) aromatische Polyester aus aromatischen Dicarbonsäuren und mehrwertigen Alkoholen
herstellt, die Reihenfolge der Polykondensation umkehrt oder oligomere aromatische Polyester (b) mit oligomeren aliphati¬ schen Polyestern (a) kondensiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von (a) : (b) 3 : 1 bis 1 : 1 beträgt.
5. Verwendung der amphiphilen Polyester nach Anspruch 1 oder 2 als Zusatz zu Waschmitteln, anderen Waschmitteladditiven und
Wäschenachbehandlungsmitteln.
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