DE1907402C3 - Verfahren zur Herstellung phos phorhaltiger Polyepoxyde und deren Verwendung zur Textilveredlung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung phos phorhaltiger Polyepoxyde und deren Verwendung zur TextilveredlungInfo
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Description
3 . 4
erfolgt nach herkömmlichen Methoden wie Tauchen, 362 g (1 Mol) des Produktes (I) werden nach Zugabe
Klotzen, Aufsprühen usw. Nach Entfernung der über- von 1,8 g Bortrifluoridätheratlösung 40°/uig auf 70
schüssigen Flüssigkeit z. B. durch Abquetschen ist es aufgewärmt und im Verlaufe von 1 Stunde mit 277,5 g
zweckmäßig, das Behandlungsgul in einem Arbeits- (3 Mol) 3-Chlor-l,2-epoxypropan versetzt. Man rührt
gang zu trocknen z. B. während etwa 15 Minuten bei 5 den Ansatz noch 30 Minuten durch und /-vakuiert
140 C oder bei niedriger Temperatur zu trocknen und hierauf auf 140 bis 145 mm Hg. Ein Abdestillieren von
bei höherer Temperatur z. B. 5 Minuten bei 150 C nicht umgesetztem 3-Chlor-l,2-epoxypropan wird
auszuhärten. hierbei nicht beobachtet, und man läßt erkalten. Der
Die aus den erfindungsgemäß hergestellten Poly- erhaltene Polychlorhydrinäther (11) stellt eine schwachepoxyden
und den Polyglykoldiaminen auf hydro- ίο bräunliche, viskose Flüssigkeit dar.
phobem Fasermaterial erhaltenen hitzestabilen Ober- Zu 64 g (0,1) Mol des gemäß vorstehender Vorschrift
flächenfilme zeigen eine sehr gute antistatische Wir- erhaltenen Chlorhydrinäthers (II) werden unter Rühren
kung. Zudem ergibt sich noch der große Vorteil, daß und Kühlen bei 10 bis 12 innert etwa 30 Minuten
die nach dem erfindungsgemäßen Verführen behandelte 40 g Natriumhydroxydlösung 30°/„ig zugetropft. NachWare
einerseits weniger zu Anschmutzung neigt als 15 dem das Reaktionsgemisch bei ca. \0 noch 2 Stunden
nidi·, behandelte Ware und andererseits durch die durchgerührt wurden ist, wird vom ausgeschiedenen
Behandlung auch die Wiede-rentfernung des Schmutzes Salz abfiltriert. Man erhält 87 g eines nahezu farblosen,
beim Waschen erleichtert wird. schwach trüben Produktes (III), das pro Mol berech-
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile netes mittleres Molekulargewicht (530 g) 1,5 Epoxy-
Gewichtsteile und Prozente Gewichtsprozente: die 20 gruppen aufweist.
Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben · B e i s ρ i e 1 3
Beispiel 1 17gg Diphosphorsäure werden nach Zugabe von
490 g (5 Mol) wasserfreie Orthophosphorsäure wer- 1,8 g Bortrifluoridätheratlösung 40°'0ig unter Einleiten
den in einem Vierhalskolben, der mit Rührer, Thermo- 25 von Stickstoff auf 98 bis 100 erhitzt. Nach Erreichung
meter, Rückflußkühler und Einleitungsrohr für Äthy- dieser Temperatur wird die Stickstoffzufuhr unter-
lenoxyd und Stickstoff versehen ist, unter Einleiten von brachen und so lange gasförmiges Äthylenoxyd einge-
Stickstoff geschmolzen und Hei 50 4,9 g Bortrifluorid- leitet, bis an die Diphosphorsäure total 660 g (15 Mol)
ätheratlösung 40° „ig zugegeben. Dann wird auf 90 Äthylenoxyd angelagert sind, was nach etwa 24 Stun-
aufgewärmt, die Stickstoffzufuhr unterbrochen und 30 den der Fall ist.
gasförmiges Äthylenoxyd eingeleitet. Nach etwa Der erhaltene Diphosphorsäurepolyglykolester (1)
48 Stunden haben sich total 2200 g (50 Mol) Äthylen- stellt eine leicht bräunliche, viskose Flüssigkeit dar
oxyd mit der Phosphorsäure umgesetzt, worauf kein und weist eine Säurezahl von K,l auf.
weiteres Äthylenoxyd mehr angelagert und das 167,5 g (0,2 Mol) des Diphosphorsäurepolyglykol-
Reaktionsgefäß mit Stickstoff gespült wird. 35 esters (I) werden nach Zugabe von 1,7 g Bortrifluorid-
Man erhält 2690 g eines leicht bräunlichen, viskosen ätheratlösung bei 32 innert 1 Stunde unter Rühren m>\
Produktes (I), das eine Säurezahl von 8,7 aufweist. 74 g (0,8 Mol) 3-Chlor-l,2-epoxypropan versetzt. Man
1076 g (2MoI) des Produktes (I) werden bei etwa rührt noch 2 Stunden bei 31 bis 34 durch und er-
30 mit 10,7 g Bortrifluoridätheratlösung 40°/0ig ver- wärmt schließlich noch 1 Stunde auf 60 . Dann wird
setzt und dazu unter Rühren innert 1 Stunde 555 g 40 das Reaktionsgefäß auf 13 bis 14 mm evakuiert, wobei
(6 Mol) Epichlorhydrin zugetropft. Man rührt an- noch etwa 2 ml Destillat übergehen. Man erhält 233 g
schließend noch 2 Stunden bei 30 bis 35 , erwärmt Polychlorhydrinäther (II) als leicht bräunliche, viskose
hierauf auf 60°, rührt 1 Stunde nach, vermindert dann Flüssigkeit; durch Zr^abe von 1,4 ml wäßriger Na-
den Druck auf 15 bis 20 mm Hg, wobei eine geringe triumhydroxydlösung 30° „ig wird das Produkt auf
Menge nicht umgesetztes 3-Chlor-l,2-epoxypropan 45 pH 7 eingestellt.
abdestilliert, läßt erkalten und entlastet. Man erhält so 117,5 g (0,1 Mol) des gemäß vorsteht ndem Verfahren
1596 g Polychlorhydrinäther (II) als leicht bräunliche, erhaltenen Chlorhydrinäthers (II) werden auf 8 bis 10
viskose Flüssigkeit mit rund 2,75 Mol Chlorhydrin- abgekühlt und innert 1 Stunde unter Rühren 46 g
ätherresten pro MoI Ausgangsprodukt. (0,345 Mol) Natriumhydroxydlösung 30°'oig zuge-
399 g (0,5 Mol) der Verbindung (II) werden in 50 tropft. Dann läßt man die Temperatur des Reaktions-250
ml Dioxan gelöst und in die Lösung bei 18 bis 20° gemisches innert 2 Stunden auf 25 bis 30' ansteigen,
unter Rühren portionsweise 66 g (1,65 Mol) pulveri- rührt noch 1 Stunde bei dieser Temperatur durch und
siertes Natriumhydroxyd dazugegeben. Dann rührt filtriert hierauf vom ausgeschiedenen Natriumchlorid
man noch 5 Stunden nach, filtriert und dampft unter ab. Man erhält das Polyepoxyd (III) in Form einer
Vakuum bei 30 bis 40^ ein. Man erhält 335 g des 55 hochkonzentrierten, bräunlichen, wäßrigen Lösung
Epoxyds (III) als klare, schwachgelbliche viskose mit 1,98 Äquivalenten Epoxygruppen pro Mol beFlüssigkeit
mit 1,9 Epoxygruppen pro Mol berechnetes rechnetes mittleres Molekulargewicht,
mittleres Molekulargewicht.
Beispiel 6o Anwendungsbeispiele
294 g (3 Mol) kristallisierte Phosphorsäure werden A. Es wird ein Imprägnierbad hergestellt, das pro
nach Zusatz von 1,5 g Bortrifluoridätheratlösung Liter 10,5 Teile der gemäß Beispiel 1 erhaltenen Ver-40%ig
geschmolzen und bei 100'mit Äthylenoxyd um- bindung (III) und 22,5 Teile der gemäß nachstehengesetzt.
Nach 15 Stunden sind 792 g (18 Mol) Äthylen- dem Verfahren erhältlichen Polyglykoldiaminlösung
oxyd angelagert. Manerhältsol084geincsProduktes(I) 65 enthält. Man stellt vorerst aus 600 g Polyäthylenglykol
als schwachbräunliche, viskose Flüssigkeit, das pro mit einem mittleren Molekulargewicht von 600 nach
Mol mittleres Molekulargewicht noch 0,58 MoI Base Zufügen von 6 g Zinntetrachlorid durch Einwirkenzur
Neutralisation benötigt. ' lassen von 185 g (2 Mol) 3-Chlor-l,2-epoxypropan bei
70 bis 72' den Bi£chlorhydrinäther her. Dieser wird
sodann nach Evakuieren auf 145 bis 150 mm und nach Lösen in 790 ml Wasser von 8 bis 10" durch Zutropfen
von 254 g 30°/0iger Natriumhydro-iydlösung in das
Epoxyd und anschließend durch Zufügen von 272 g 25°/„iger Ammoniaklösung in das Polyglykoldiamin
übergeführt. Der Überschuß an Ammoniak wird sodann durch Evakuieren bei 70 entfernt und das Produkt
durch Zugabe von Wasser auf einen Aktivstoffgehalt \Polyglykoldiamin) von 50% eingestellt.
Mit diesem Imprägnierbad wird bei einem Flottenverhältnis von ca. 1: 50 bei 20 bis 25° ein Gewebe aus
Polyesterfasermaterial foulardiert und auf 110 bis 120°/,, abgequetscht. Nach dem Trocknen während
15 Minuten bei 140 erhält man ein Gewebe, das wasch bestand ige antistatische Effekte aufweist. Außerdem
wird durch die Behandlung die Anschmutzbarkeit des Gewebes herabgesetzt und die Entfernung des
Schmutzes daraus erleichtert.
Ähnliche antistatische Effekte werden auch erhalten, wenn an Stelle von Polyestergeweben solche aus Polyacrylnitril-,
Polyamid- oder Polyolefin mit der erwähnten lmprägnierlösupg behandelt werden.
B. Vorgewaschenes Gewebe aus Polyesterfasermaterial wird auf dem Foulard in einem Imprägnierbad
im Flottenverhältnis von 1: 50 behandelt, das im Liter 17,5 g des gemäß Beispiel 2 erhältlichen PoIyepoxyds
(Hl) und 30 g der im Anwendungsbeispiel A erwähnten Polyglykoldiaminlösung enthält. Das Gewebe
wird auf eine Gewichtszunahme von etwa 120°/0
abgequetscht und dann auf dem Spannrahmen 15 Minuten bei 135 bis 140' getrocknet.
Das so behandelte Gewebe zeigt einen sehr guten antistatischen Effekt, der auch nach mehreren Waschen
mit z. B. 5 g/Liter Seife und 2 g/Liter wasserfreies Natriumcarbonat während 30 Minuten bei 60° erhalten
bleibt. Zudem kann bei dem behandelten Gewebe gegenüber einem nicht behandelten eine wesentlich
verbesserte Schmutzauswaschbarkeit festgestellt werden.
C. Vorgewaschenes Gewebe aus Polyesterfasermaterial wird bei einem Flottenverhältnis von 1:50
bei 20' mit einer wäßrigen Lösung behandelt, die im Liter 22.5 g des nach Beispiel 3 erhältlichen Produktes
(HI) und 30 g der im Anwendungsbeispiei A erwähnten Polyglykoldiaminlösung enthält. Man
quetscht auf etwa 120 % ab, trocknet das Gewebe 10 bis 15 Minuten bei 140°.
Das so behandelte Gewebe weist einen sehr guten waschbeständigen antistatischen Effekt und schmutzabweisende
Eigenschaften auf.
Ähnliche Effekte werden auch erhalten, wenn man an Stelle der erwähnten 22,5 g an Polyepoxydverbindung
6,4 g des im Herstellungsbeispiel 2 angeführten Polyglykolchlorhydrinäthers(ll) verwendet bei gleichzeitigem
Zusatz von 3,7 ml 30°/oiger wäßriger Nati iumhydroxydlösung
und im übrigen wie oben beschrieben verfährt.
Vergleichsbeispiel
Es wurde entsprechend Anwendungsbeispiel C vorgegangen,
wobei Polyestergewebe mit 50 g Antistatikum je Liter angewendet wurden (Versuch a). In
den Versuchen (b) und (c) wurden gleiche Mengen von entsprechenden Handelsprodukten verwendet. Es wur-
den folgende Ergebnisse erhalten:
| Probe 30 |
Halbwertzeit in Sekunden nach einmal Waschen |
Griff der behan delten Ware |
An schmut zung |
| a) Gemäß Erfindung b) Handels- 35 produkt 1*) c) Handels produkt 2**) |
0,2 0,2 1,2 |
weich weniger weich weniger weich |
gering mäßig stark |
♦) Polyglykolätherpolyamin
♦*) Epoxidharz
♦*) Epoxidharz
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung phosphorhaltiger tetrachlor'se tischen 20 und 70 C. Auf ein Mol des
Poiyepoxyde der allgemeinen Formel 5 v^rz"|S^ha,tigen polyglykolesters werden mindestens
X Γ (OCHXH2)„OCH.CH - CH2] 2 bis etwa 6 Mol Epihalogenhydrin, z. B. 3-Chlor-.
' 1 ^-epo.vypropan, angewendet. -,,..-.
I O J«, '"Di'e Dehydrohalogenierung der Chlorhyurmather
α PnnCvHpn eeschieht durch Zugabe von Alkali
worin X den Rest der Ortho-, Di- oder Polyphos- xo zu de" fP^^f^-umhydroxyd; wobei zweckphorsäure
bedeutet, η für eine ganze Zahl steht und wie Natrium- oder Kanu y y ^ ^
ι» eine ganze Zahl von 2 bis 4 darstellt, wobei nicht >«Β'Κ*^.Τ sowohl in Form einer konzen-
„, eine ganze Zahl von 2 bis 4 darstellt, wobei nicht ™af ύ^Ι sowohl in Form einer konzen-
jedes η gleich sein muß und m mal n 2 bis 40 ist, Das Alkali kann herönsowo Natrium-
d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man in trierten wäßrigen Losung ζ B. als JU^„.gemn«rnmu
ddlög ode raue>Fomvor,^«'vens.ertem
d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß man in trierten wäßrigen Lg ^
an sich bekannter Weise Ortho-, Di- oder Poly- «5 hydroxydlösung ode raue>Fomvor,^
phosphorsäure vorerst mit 2 bis 40 Mol Äthylen- Nainumhydr«^^^
oxyd. hierauf mit 2 bis 6MoI eines Epihalogen- genannten Fall der ^"'°r">. ß D-
hydrins umsetzt und anschließend das Reak.ions- einem nichtwaßngen Losungmittelwieζ BMJoxan
produkt mittels Alkalien dehydrohaiogeniert. gjlöM wird. Als f^^VSuSlSKS
2. Verfahren zur Veredlung von Textilien, da- *° Menge 3-Chlor-l,--epoxyprupan M 5
durch gekennzeichnet, daß man nach Anspruch 1 Alkali erwiesen. h-.ro«ii»llten Polvem»viie
„MUifche P*^* verwende, J* ίΑ^SS, 'S? K 'S
gemeinen wasserlösliche Produkte dar, die pro durch-
25 schnittliches Molekulargewicht 1,1 bis 3 5 Epoxy-
gruppen aufweisen. Sie können wie andere polyfunktionelle
Epoxyverbindungen mit Harten wie beiGegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur spielsweise mit organischen Basen oder-mit Di- oder
ir^°SPhOrhalti8er POlyCPOXyde der all8e- Äf^
^ir^ 3o wÄfve^
meinen π rraei ^ ^ ß jn Kombination m,t geeigneten
^^ ^ ^ ^ ß jn Kombina gg
X Γ (OCH,CH2)„OCH.,CH - CH.l Härtern als Harze oder Klebstoffe einsetzbar, ferner
zur Fixierung von Farbstoffen oder als Hilfsmittel fur
L O J111 dje Textjl% papier-. Leder- oder Kunststoff Industrie
worin X den Rest der Ortho-, Di- oder Polyphosphor- 35 für antistatische, schmutzabweisende und flammsäure
bedeutet, // für eine ganze Zahl steht und m eine hemmende Ausrüstungen. Cn^11 „
ganze Zahl von 2 bis 4 darstellt, wobei nicht jedes η Von Interesse ist besonders auch deren Einsatz in
gleich sein muß und 7» mal n 2 bis 40 ist, das dadurch Kombination mit Polyglykoldiam.nen zur Erzeugung
^kennzeichnet ist. daß man in an sich bekannter von waschbeständigen antistatischen Oberflächen-Weise
Ortho-, Di- oder Polyphosphorsäure vorerst 4° filmen auf synthetischem Fasermaterial, wie z. B. HoIymit
2 bis 40 Mol Äthylenoxyd, hierauf mit 2 bis 6 Mol esterfasern.
eines Ep.halogenhydrins umsetzt und anschließend das Zweckmäßigerweise wird hierzu das Textilmaterial
Reaktionsprodukt mittels Alkalien dehydrohaloge- mit einer Lösung des Polyglykoldiamins und des Polyniert.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur epoxyds bei Raumtemperatur oder erhöhter Tempera-Veredlung
von Textilien, das dadurch gekennzeichnet 45 tür behandelt und bei erhöhter Temperatur getrocKnet.
ist daß man die nach dem vorstehend genannten Ver- Man kann jedoch auch die Polyglykold.amine zufahren
erhältlichen Poiyepoxyde verwendet. sarnmen mit den als Vorstufe zu den Polyepoxyden
Als Alkalien werden bevorzugt Kalium- oder Na- erhältlichen Polychlorhydr.nathern in Gegenwart von
triumhydroxyd verwendet. ■ Alkali auf das Fasermaterial applizieren und die aus-
AIs Ausgangsmaterial sind besonders die Orthophos- 5° gerüstete Ware bei erhöhter Temperatur trocknen, wo-
phorsäure und die Diphosphorsäure (H2PO3)2O ge- bei ebenfalls permanente antistatische Effekte erreicht
eignet werden.
Als' Epihalogenhydrin, das als Halogen Chlor, Die zu verwendenden Polyglykoldiamine sind nach
Brom oder Jod enthalten kann, wird 3-Chlor-l,2-epoxy- bekannten Verfahren herstellbar und werden beispiels-
propan bevorzugt. 55 weise durch Umsetzung von Polyglykolen wie PoIy-
Die Umsetzung der genannten Fhosphorsäuren mit glykol 600 mit wenigstens 2 Mol Epihalogenhydrin in
Äthylenoxyd kann in Gegenwart oder Abwesenheit Gegenwart von sauren Katalysatoren wie BortriHuond
eines Katalysators wie Natriumphosphat oder Bor- und nachfolgender Reaktion mit Alkali und min-
trifluorid bei 20 bis 150c C, vorzugsweise bei 80 bis destens 2 MoI Ammoniak erhalten.
120° C bei Normaldruck oder erhöhtem Druck er- 6o Die Konzentration der Poiyepoxyde und der PoIy-
folgen Die anzulagernde Menge Äthylenoxyd kann glykoldiamine in den Behandlungsbadern kann in
zwischen 2 und 40 Mol pro Mol Phosphorsäure liegen, weiten Grenzen schwanken. Bevorzugt werden jedoch
doch ist im Hinblick auf die Reaktivität und Wasser- Lösungen, die etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent Jer beiden
löslichkeit der Endprodukte die Anlagerung von etwa Reaktionsteilnehmer zusammen enthalten, wobei das
5 bis 15 Mol Äthylenoxyd am zweckmäßigsten. 65 Verhältnis der beiden Reaktionskomponenten vor-
Die Überführung der phosphorhaltigen Polyglykol- zugsweise so gewählt wird, daß pro Epoxygruppe der
ester in die entsprechenden Halogenhydrinäther mit phosphorhaltigen Verbindung 1 bis 3 Aminogruppen
Epihalogenhydriiien erfolgt in an sich bekannter Weise vorliegen. Die Aufbringung der Behandlungsflotte
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