DE1619040B2

DE1619040B2 - Netzmittel für alkalische Bäder

Info

Publication number: DE1619040B2
Application number: DE1619040A
Authority: DE
Inventors: Claus Dr. 6078 Neu-Isenburg Beermann; Hubert 6231 Schwalbach Kiesling; Franz Dr. 6000 Frankfurt Landauer; Karl Heinz Dr. 6238 Hofheim Lebkuecher; Martin Dr. 6242 Kronberg Reuter
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-02-02
Filing date: 1967-02-02
Publication date: 1974-01-24
Also published as: FR1554186A; NL6801208A; CH492819A; CH146168A4; US3893937A; GB1211116A; US3730903A; BE710271A; DE1619040A1

Description

amin, das mit 2 bis 2,5 Mol Äthylenoxyd umgesetzt wurde.

Als gegebenenfalls zuzusetzende Phosphorsäureester werden solche von Alkoholen mittleren Molekulargewichts mit etwa 4 bis 8 Kohlenstoffatomen bevorzugt, z. B. Trioktylphosphat,- insbesondere das Tributylphosphat und Triisobutylphosphat.

Das Gewichts-Verhältnis der Alkylsulfonate zu den Alkyldialkanolaminen soll 1: 0,3 bis 1: 5, Vorzugsweise 1:0,8 bis 1:2" betragen. Der Zusatz an Phosphorsäureester soll 1 bis 15%, bezogen auf die Summe der Sulfonate und Alkyldialkanolamine, vorzugsweise 2 bis 6 %, betragen.

Die erfindungsgemäßen Netzmittelmischungen sind sowohl in verdünnten als auch in hochkonzentrierten Alkalilaugen, wie sie z. B. zum Mercerisieren oder Laugieren von Cellulosefasergeweben eingesetzt werden, auch in der Kälte löslich.

B e i s ρ i e 1 1

Sulfochlorierung: In 54 g eines nach einem Molekularsiebverfahren gewonnenen geradkettigen Alkans vom mittleren Molekulargewicht 216 werden bei 5O⁰C unter Bestrahlung mit UV-Licht in 10 Stunden 120 g Schwefeldioxyd und 91 g Chlor eingeleitet. Nach dem Ausblasen enthält das dickölige Sulfochlorid 17,9% verseifbares Chlor. Die Ausbeute beträgt 128 g. Es wurden bei der Analyse gefunden: S: 15,1%, Cl: 28,3 %, d. h., das Produkt entspricht der Formel atomen besteht und das etwa 77 % WAS enthält) werden in 53 g Wasser gelöst. Dazu werden dann 37,5 g Isobutyldiäthanolamin und 8 g Triisobutylphosphat, gegeben. Die Lösung enthält dann 50 % netzaktive Substanz. Die Netzwerte dieses Vergleichs-Versuchs werden in der folgenden Tabelle 1 verglichen mit den Lösungen A und B gemäß der Erfindung. -Weiterhin wird noch das Isobutyldiäthanolamin mitgeprüft. .

Die Netzwertbestimmung wird in einer Flotte von 300 g Natriumhydroxyd nach DIN 53901 durchgeführt. Bei Verwendung von 5 g aktiver Substanz/l ergeben sich die in Tabelle 1 angeführten Netzzeiten.

Ζη 158 g einer 33,4 %igen Natronlauge läßt man bei 50 bis 70⁰C 116 g obigen Sulfochlorids zutropfen. Anschließend wird nach 1 Stunde bei 60 bis 70°C nachgerührt, abgekühlt und dann von ausgeschiedenem Kochsalz abgesaugt. Die klare wäßrige Lösung ist dann 46,3 %ig an SuIf onat.

Einstellung von Mercerisiernetzmitteln
Lösung A

Zu 40 g der Sulfonatlösung werden unter Rühren 16,7 g Isobutyldiäthanolamin und 1,4 g Triisobutyl-Λ phosphat gegeben. Man erhält 58 g einer klaren Lösung mit einem Gehalt von 61 % an netzaktiver Substanz.

An Stelle des Isobutyldiäthanolamins kann mit gleichem Erfolg auch die gleiche Menge eines Umsetzungsproduktes von Isobutylamin mit 2,3 Mol Äthylenoxyd verwendet werden.

Lösung B

Zu 40 g Sulfonatlösung aus obiger Verseifung gibt man noch unter Rühren 16,7 g Isobutyldiäthanolamin sowie 1,6 g Tributylphosphat und 5,5 g n-Butanol. Man erhält 63 g einer klären Lösung, die 55 % netzaktive Substanz enthält.

Eine ebenfalls gute Netzmittelmischung wird erhalten, wenn man an Stelle des Isobutyldiäthanolamins die gleiche Menge n-Butyldiäthanolamin verwendet.

Vergleichsversuch zu Lösung A und B
Losung C

43 g eines handelsüblichen Alkylmonosulfonates (dessen Kohlenstoffkette aus etwa 16 Kohlenstoff-

Tabelle 1

Netzzeit (in see) Lösung A 46

Lösung B 60

Alkanpolysulfonat
(aus Beispiel 1) >300

Losung C >300

Isobutyldiäthanolamin 74

Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße Kombination überraschend gute Netzwerte besitzt.

B e 1 s ρ 1 e 1 2

„ ²³⁰J ^e™f LeichtbenzinsulfocMorids, das nach dem Reed-Verfahren durch SutfOdorierung eines Leicht^be^^ms (™m Siedebereich 30 bis 80 C und einem

^un<J f* .¹⁶'⁹% Schwefel und 20,9% Chjor enthalt

^und ^ ^etw?; *^uf *^{ΐηε Kett} _t ^{e v}.^{on 6 K}°^hle°^si°J; atomen eine SO₂Cl-Gruppe aufweist, wurde bei 50

^ ⁶⁰°^C.ⁱⁿ ?™ ^L?^su.ⁿS ^vo _c ^{n 10}/ S Ätznatron in 11 Wasser im Verlauf einer Stunde zugetropft. Nach einstündigem Nachrühren war die Reaktion beendet. ^Die Jfsung enthält nach Abffltrieren von wenig harzi-S^en Verunreinigungen 30 % SuIf onat.

Einstellung der Mercerisiermittellösung

<-~ .Losung Ό)

70,5 g der obigen Leichtbenzinsulfonatlösung (enthaltend 21,2 g Sulfonat) werden unter Rühren mit 37,5 g Butyldiäthanolamin, 26 g Wasser und 8 g Triisobutylphosphat gemischt. Die klare Lösung enthält dann 42 % netzaktive Substanz.

Diese Mercerisiernetzmitteleinstellung ist in Mer-

cerisierflotten von 300 g Natriumhydroxyd/l klar löslieh. Das Leichtbenzinsulfonat allein (d. h. ohne Zusätze) rahmt in diesen Flotten nach sehr kurzer Zeit auf, ist also unbrauchbar.

In der folgenden Tabelle 2 werden die Schrumpf werte der erfindungsgemäßen Produkte aus Beispiel 1 (= Lösungen A und B) und Beispiel 2 (= Lösung D) verglichen mit

1. Alkanpolysulfonat aus Beispiel 1,

2. einem Gemisch von handelsüblichem Alkylmonosulfonat mit Isobutyldiäthanolamin (Lösung C).

Der Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß bei guter Löslichkeit der Produkte in den stark alkalischen Flotten durch die erfindungsgemäße Kombination überraschend gute Schrumpfwerte erhalten werden.

' " ■■ ' Tabelle 2

Schrumpfwerte, gemessen in Flotten von 300 g Natriumhydroxy/1 nach der Methode, angegeben im Praktikum der Textilveredlung, Otto M e e c h e 1 s, S. 24, (1949), Springer-Verlag

Berlin-Göttingen-Heidelberg

g WAS/1

30 see Schrumpf (in % bei 150⁰Q nach
sec j 120 see | 180 see

240 see

Lösung A 2

■ . .. 5

Lösung B 2

■ 3

Lösung D 2,5

■ ' 5

Alkanpolysulfonat 5 ■

(gem. Beispiel 1)

Lösung C 5

3,4 6,8 9,6 4,6 8,0 9,4 6,0 8,6 1,6

9,4
12,0
12,8
10,8
11,6

11,8
13,8
13,8
12,6
13,4
13,6
12,8
12,4
8,4

11,4

13,0
14,4
14,2
13,4
13,6
13,8
13,0
13,0
11,2

13,8 14,6 14,4 13,6 13,6 13,8 13,2 13,5 13,2

Claims

1 2 '

Mercerisiermittel zugesetzt werden, wie beispiels-

Patentanspruch: ■ weise Äthylenoxyd-Kondensationsprodukte oder Kre

sole. Falls es wünschenswert erscheint, können außer-

Verwendung einer Mischung, bestehend aus dem noch an sich bekannte Hilfsmittel, wie z. B. nie-

5 dere Alkohole, hinzugefügt werden.

a) Alkylsulfonsäuren oder deren Alkalisalzen, Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der Alkyldie auf höchstens 7 Kohlenstoffatome eine sulfonsäuren, die auf höchstens 7 Kohlenstoffatome Sulfonsäuregruppe aufweisen, eine Sulfonsäuregruppe enthalten sollen, eignen sich

b) niederen Alkyl-dialkanolaminen und gegebe- gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie z.B. nenfalls ^{10 em} Leichtbenzin vom Siedebereich 30 bis 80 C oder

aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe

c) Phosphorsäureestern von Alkoholen mittleren mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, die verzweigt sein Molekulargewichts, die auch teilweise ver- können. Besonders vorteilhaft sind aber geradkettige seift sein können, als schaumarme Netzmittel Kohlenwasserstoffe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, für Mercerisier- und Laugierbäder. 15 wie sie z. B. durch Molekularsiebtrennverfahren erhalten wurden. Molekularsiebe sind z. B. bestimmte synthetische Zeolithe, deren Kristallgitter Zwischenräume definierter Abmessungen haben, welche ihrer-

' ■ · seits über Poren einer bestimmten Weite zugänglich

so sind. Diese Poren lassen z. B. eine innere Adsorption

von η-Paraffinen unter Ausschluß nicht normaler Komponenten zu. In einer separaten Stufe werden dann die η-Paraffine desorbiert und gesammelt. Man kann die η-Paraffine auch nach dem sogenannten

Es ist bereits aus der deutschen Auslegeschrift 35 Harnstoffverfahren abtrennen.

1014 067 bekannt, daß man als Netzmittel für Mer- Das vorstehend erwähnte Molekularsieb-Verfahren

cerisier- und Laugjerbäder höhermolekulare aliphati- wird z. B. beschrieben in der Veröffentlichung von sehe Sulfonsäuren, die mehr als eine Sulfonsäuregruppe J. J. Griesmer, H. B. Rhodes und K. K i y opro Molekül enthalten, verwendet. Aus der deutschen η a g a, »Erdöl und Kohle, Erdgas, Petrochemie«, Patentschrift 955 857 ist ferner bekannt, daß man für 30 13. Jahrgang (1960), S. 650, in der Veröffentlichung Mercerisierlaugen als Netzmittel Gemische von Alkyl- von CH. K. H e r s h, »Molekular Sieves«, New York . sulfonaten mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen im Alkyl- 1961, und in den Zeitschriften »Ind. Engng. Chem.«, rest und Alkylsulfate, deren Alkylrest 10 bis 16 Koh- 54 (1962), Nr. 5, S. 13, und »Erdöl und Kohle«, 12, lenstoffatome enthält, verwenden kann. Als Hilfslö- (1959), S. 406. Das Harnstoff-Verfahren wird erläutert sungsmittel können dabei zur Verbesserung der Lös- 35 in einem Aufsatz von E. Weingärtner in der lichkeit der Sulfonate in den Mercerisierlaugen außer- Zeitschrift »Erdöl und Kohle, Erdgas, Petrochemie« dem noch geringe Mengen an aliphatischen Alkoholen, 14 (1961), S. 910.

Aminen, Alkylolaminen, Ätheralkoholen oder Naph- Gemäß der Erfindung werden in die niederen

thensäuren zugesetzt werden. Kohlenwasserstoffe, wie z. B. ein Leichtbenzin mit

Es wurde nun gefunden, daß man als sehr wirksame 40 einem mittleren Molekulargewicht von etwa 60, min- und auch in der Kälte klar lösliche Netzmittel für den destens eine Sulfogruppe und in die höheren Kohlen-Einsatz in-alkalischen Bädem, wie sie beim Merceri- Wasserstoffe, wie beispielsweise ein n-Paraffinöl vom sieren öder Laugieren angewandt werden, Gemische mittleren Molekulargewicht 215, mindestens 2 SuI-von a) aliphatischen Sulfonsäuren, die im Durch- fonsäuregruppen eingeführt. Die sulfonsäuren Alkalischnitt auf höchstens 7 Kohlenstoffatome eine Sulfon- 45 salze werden aus diesen Kohlenwasserstoffen vorteilsäuregruppe enthalten, oder deren Alkalisalze und b) haft durch SuIfochlorierung nach dem Reed-Verfahren niederen Alkyl-dialkanolaminen verwendet. Vorteil- und anschließender alkalischer Verseifung hergestellt, haft setzt man diesem Gemisch noch c) gegebenenfalls aber auch das Thioharnstoffverfahren von Sprague teilweise verseifte Phosphorsäureester aliphatischer und Johnson oder die Methode von Johnson Alkohole mittleren Molekulargewichts als Schaum- so und Douglas sowie die Oxydation von Alkyldämpfer.zü.' . ' sulfiden mit Chlor können angewandt werden. (Vgl.

Es war überraschend und nicht vorauszusehen, daß F. A s i η g e r, »Chemie und Technologie der Parafder Zusatz der Alkyl-dialkanolamine zu den genann- finkohlenstoffe« [1956] Berlin, S. 395, 423 und 424.) ten AJkylsuifosäuren oder deren Alkalisalzen zu der- Auch andere Methoden der Einführung von Sulfonartig wirksamen, klar löslichen Netzmitteln führt. Die 55 säuregruppen wie die Sulfoxydation können Vertechnischen Vorteile der erfindungsgemäßen Netz- Wendung finden.

mittel-Mischungen ergeben sich z. B. aus den weiter Die niederen Alkyldialkanolamine entsprechen der

unten angeführten Tabellen. allgemeinen Formel

Besonders günstig für die technische Verwendung

der erfindungsgemäßen Mischungen wirken sich dabei 60 R — N [(C_nH₂JiO)JnH]₂

die stark verbesserten Schrumpfwerte aus. Bei Mitverwendung der Phosphorsäureester lassen sich prak- in der R einen Alkylrest mit 2 bis 5 Kohlenstofftisch schaumfreie Mercerisierbäder erhalten. Dies atomen und m und η 2 bis 3 bedeuten. Die Alkylstellt einen besonderen Vorteil beim Arbeiten auf dialkanolamine sollen vorzugsweise wasserlöslich sein. Garnmercerisiermaschinen dar. Den unter Verwendung 65 Es können beispielsweise verwendet werden das n-Proder erfindungsgemäßen Mischungen hergestellten Mer- pyl-diäthanolamin, Isoamyldiäthanolamin, Äthyl-biscerisier- oder Laugierbädern können gegebenenfalls [2-hydroxyisopropyl]-amin, n-Butyl-bis-[2-hydroxynoch andere oberflächenaktive Verbindungen oder propyl]-amin oder bevorzugt Butyl- oder Isobutyl-