DE2906490C2

DE2906490C2 -

Info

Publication number: DE2906490C2
Application number: DE2906490A
Authority: DE
Inventors: David Richard Middlesbrough Cleveland Gb Joy
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1990-07-26
Also published as: FI790623A; SE7901449L; BE874348A; JPS54122207A; CA1125958A; DE2906490A1; DK73879A; NO153063C; IT7920446A0; IT1112019B; NO790393L; SE445364B; FR2418220B1; NO153063B; AU523133B2; ZA79485B; AU4415079A; US4214998A; FR2418220A1; CH640283A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Weichspülmittelkonzentrat für Textilien gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und die Verwendung des Weichspülmittelkonzentrates als Weichspülmittel in Form einer Dispersion in Wasser.

Die Verwendung von quartären Ammoniumderivaten langkettiger Amine zur Formulierung von Mitteln für die Behandlung von Textilien, z. B. von Weichspülmitteln, ist bekannt, jedoch war es schwierig, die Mittel in einer leicht zu handhabenden Form zu formulieren, und solche Mittel haben im allgemeinen die Form von dicken oder halbflüssigen Pasten.

Aus der DE-OS 25 00 111 ist ein Weichspülmittel für Textilien bekannt, das eine im wesentlichen wasserunlösliche quartäre Ammoniumverbindung enthält, wobei zwei der an ein Stickstoffatom gebundenen Gruppen jeweils Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 25 C-Atomen sind, wobei diese zwei Gruppen insgesamt wenigstens 22 C-Atome enthalten, und wobei die anderen zwei an ein Stickstoffatom gebundenen Gruppen jeweils Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen sind. Das Weichspülmittel enthält ferner einen Alkylalkohol und eine nichtionogene oberflächenaktive Substanz mit einer lipophilen Kohlenwasserstoffgruppe sowie ein wasserlösliches flüssiges Trägermedium. An das Stickstoffatom der quartären Ammoniumverbindung sind vorzugsweise zwei Kohlenwasserstoffgruppen mit 18 bzw. 16 C-Atomen gebunden. Quartäre Ammoniumverbindungen mit solchen langkettigen Gruppen neigen zu einer hohen Viskosität oder sind sogar fest. Weichspülmittelformulierungen, die solche Verbindungen enthalten, müssen auf höhere Temperaturen, etwa auf 60°C, erwärmt werden, um eine stabile Dispersion in Wasser zu bilden.

Aus der GB-PS 14 51 998 ist ein Weichspülmittel für Textilien bekannt, das eine quartäre Ammoniumverbindung enthält, an deren Stickstoffatom entweder zwei sekundäre Alkylgruppen mit 10 bis 25 C-Atomen und zwei Alkylgruppen mit 1 bis 4 C-Atomen oder eine sekundäre Alkylgruppe mit 10 bis 25 C-Atomen und drei Alkylgruppen mit 1 bis 4 C-Atomen gebunden sind. Die sekundären Alkylgruppen haben vorzugsweise 16 bis 20 C-Atome, während solche mit 14 oder 15 C-Atomen weniger bevorzugt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Weichspülmittelkonzentrate für Textilien gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu verbessern, daß sie leicht handbar sind und nicht auf höhere Temperaturen erwärmt werden müssen, um eine stabile Dispersion in Wasser zu bilden.

Diese Aufgabe wird durch ein Weichspülmittelkonzentrat mit den im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Verwendung des erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrats als Weichspülmittel in Form einer Dispersion des Konzentrats in Wasser, die 1 bis 20 Masse-% und vorzugsweise 1 bis 4 Masse-% des Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen enthält.

R₁ und R₂ bestehen vorzugsweise zu etwa 50 Masse-% aus in 2-Stellung alkylverzweigten Ketten, und R₃ und R₄ sind vorzugsweise Methylgruppen.

Die Gemische von quartären Ammoniumverbindungen können hergestellt werden, indem man ein geeignetes Quaternisierungsmittel R₄X entweder mit einem sekundären Amin R₁R₂NH oder mit einem tertiären Amin R₁R₂R₃N, worin R₁, R₂, R₃, R₄ und X die im Patentanspruch 1 angegebene Bedeutung haben, umsetzt. Das sekundäre Amin R₁R₂NH kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, z. B. (a) durch Erhitzen des entsprechenden primären Amins mit einem geeigneten Katalysator zwecks Eliminierung von Ammoniak, (b) durch Alkylierung eines primären Amins mit einer äquimolaren Menge eines Alkohols oder eines Aldehyds oder (c) durch Alkylierung von Ammoniak mit zwei molaren Äquivalenten eines Alkohols oder eines Aldehyds. Das tertiäre Amin R₁R₂R₃N kann hergestellt werden, indem man z. B. (a) ein sekundäres Amin mit Methanol oder Formaldehyd alkyliert oder (b) ein kurzkettiges primäres Amin, z. B. Monoethylamin, mit einem Alkylierungsmittel, z. B. mit einem Alkohol, einem Aldehyd, einem Alkoholsulfat oder einem Alkylhalogenid, alkyliert.

Eine besonders geeignete Quelle von primärem Amin für die Verwendung bei der Herstellung des sekundären Amins ist ein Gemisch von Aminen, R₁NH₂ und R₂NH₂, bei dem R₁ und R₂ die im Patentanspruch 1 angegebene Bedeutung haben, das aus 65 bis 75% C₁₃-Aminen und aus 35 bis 25% C₁₅-Aminen besteht, wobei sich die prozentualen Anteile auf die Gesamtmenge der langkettigen Alkylgruppen beziehen, und worin R₁ und R₂ zu 40 bis 55 Masse-% aus geraden und zu 60 bis 45 Masse-% aus in 2-Stellung alkylverzweigten Ketten bestehen, wobei die Alkylgruppen in 2-Stellung überwiegend Methylgruppen sind. Ein solches Gemisch von Aminen ist im Handel erhältlich.

Die erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrate liefern in hohem Maße effektive Weichspülmittel für Textilien. Die erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrate sind frei fließende Flüssigkeiten. Isopropanol wird als Lösungsmittel am meisten bevorzugt. Die bevorzugten Konzentrationen des Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen (nachstehend als "Gemisch" bezeichnet) hängen in einem gewissen Maße von der Löslichkeit in dem jeweils als Lösungsmittel eingesetzten Alkohol und von der Viskosität des erhaltenen Produkts ab, man erzielt jedoch im allgemeinen in wirtschaftlicher Hinsicht einen deutlichen Vorteil, wenn man ein Weichspülmittelkonzentrat herstellt, dessen Konzentration an dem Gemisch so hoch wie möglich ist. Es ist unwahrscheinlich, daß Lösungen, die weniger als 50 Masse-% des Gemisches enthalten, günstig bzw. vorteilhaft sind. Weichspülmittelkonzentrate, in denen das Gemisch in einer Menge in der Größenordnung von 70 bis 75 Masse-% in Isopropanol enthalten ist, lassen sich leicht herstellen, und es wird angenommen, daß, falls erwünscht, Weichspülmittelkonzentrate hergestellt werden können, die bis zu 80 bis 85 Masse-% des Gemisches enthalten. Die erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrate sind auch in kaltem Wasser leicht dispergierbar, wodurch man stabile Dispersionen erhält, die z. B. 1 bis 20 Masse-%, vorzugweise 4 bis 10 Masse-%, des Gemisches enthalten können und die unter Zugabe von einem oder mehreren geeigneten Zusatzstoffen, die üblicherweise auf diesem Gebiet eingesetzt werden, z. B. eines Farbstoffs, eines Duftstoffs, eines optischen Aufhellers und einer nichtionogenen oberflächenaktiven Substanz formuliert werden können. Die auf diese Weise formulierten Dispersionen sind als Weichspülmittel besonders wertvoll und verleihen einem Gewebe bzw. einem textilen Stoff eine Weichheit bzw. einen weichen Griff, die mindestens so gut sind, wie die Weichheit bzw. der weiche Griff, die durch bekannte Weichspülmittel verliehen werden. Außerdem haben Gewebe bzw. textile Stoffe, die mit Weichspülmitteln behandelt wurden, in denen die erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrate eingemischt sind, im Vergleich mit Geweben bzw. textilen Stoffen, die mit nach dem Stand der Technik bekannten Weichspülmitteln behandelt wurden, überlegene Wiederbenetzungseigenschaften.

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentrate werden synthetischen Geweben bzw. synthetischen textilen Stoffen, z. B. aus Polyamid oder Polyethylenterephthalat, auch antistatische Eigenschaften verliehen.

Synthesebeispiel 1 eines Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen

Durch Erhitzen eines im Handel erhältlichen Gemischs von Aminen mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung mit einem 50 bis 55 Masse-% Nickel auf Kieselgur enthaltenden Katalysator wurde ein Gemisch von sekundären Aminen hergestellt.


Masse-%
n-Tridecylamin
36
2-Methyldodecylamin	30
andere C₁₃-Amine	3
n-Pentadecylamin	11
2-Methyltetradecylamin	16
andere C₁₅-Amine	4

32 g des Gemischs von sekundären Aminen wurden bei 123°C unter einem Manometerdruck von 17,9 bis 20,7 bar 5 h lang mit 22 g Methylchlorid, 9 g Isopropanol und 16,8 g Natriumhydrogencarbonat umgesetzt. Nach Filtrieren und Kühlen erhielt man ein 6,8% Amine, 0,3% Hydrochloride und 72,0% eines Gemisches quartärer Ammoniumverbindungen enthaltendes Produkt in Form einer dunklen, strohfarbenen, beweglichen Flüssigkeit.

Synthesebeispiel 2 eines Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen

Durch Alkylierung eines im Handel erhältlichen Gemischs von Aminen mit der im Synthesebeispiel 1 angegebenen Zusammensetzung mit einer Mischung von C₁₃- und C₁₅-Aldehyden mit der Zusammensetzung:


Masse-%
n-Tridecanal
35
2-Methyldodecanal	30
andere C₁₃-Aldehyde	4
n-Pentadecanal	14
2-Methyltetradecanal	14
andere C₁₅-Aldehyde	4

wurde ein Gemisch von sekundären Aminen hergestellt.

(Die vorstehende Analyse der Mischung von Aldehyden zeigt die Zusammensetzung der aktiven Bestandteile in der Mischung relativ zueinander. Kleine Mengen von anderen Verbindungen, z. B. Kohlenwasserstoffe und C₁₃- bis C₁₅-Alkohole, können auch vorhanden sein.)

51,6 g des Gemischs von sekundären Aminen wurden bei 124°C unter einem Ma nometerdruck von 26,2 bis 31,7 bar 5 h lang mit 43 g Methylchlorid, 135 g Isopropanol und 25,5 g Natriumhydrogencarbonat umgesetzt. Nach Kühlen und Filtrieren erhielt man ein 1,3% Amine, 2,4% Aminhydrochloride und 74,0% eines Gemisches quartärer Ammoniumverbindungen enthaltendes Produkt in Form einer strohfarbenen, beweglichen Flüssigkeit.

Herstellung von Weichspülmittelformulierungen

8 g einer 72%igen Lösung des wie in Synthesebeispiel 1 beschrieben hergestellten Produkts in Isopropanol wurden kalt mit einem Gemisch aus 0,0003 g eines blauen Säurefarbstoffs, 0,2 g einer nichtiogonen oberflächenaktiven Substanz, 0,1 g eines optischen Aufhellers, 0,15 g eines Duftstoffs mit Lavendelduft und 91,5 g Wasser verrührt. Die erhaltene Weichspülmittelformulierung war eine stabile Dispersion.

Es wurden zwei ähnliche Weichspülmittelformulierungen hergestellt, bei denen das Produkt von Synthesebeispiel 1 durch identische Mengen von (1) Ditalgfettalkyldimethylammoniumchlorid mit hydrierten Talgfettalkylgruppen (nachstehend als "QAV 1" bezeichnet) bzw. (2) 1-Talgfettalkylamidoethyl-2-talgfettalkyl-3- methylimidazoliniummethosulfat (nachstehend als "QAV 2" bezeichnet) ersetzt wurde.

Es war notwendig, die QAV 1 enthaltende Weichspülmittelformulierung auf etwa 60°C zu erwärmen, um eine stabile Dispersion in Wasser zu erhalten.

Test der Weichspülmittelformulierungen (a) Behandlung

Proben von Frottee- bzw. Frottiergewebe wurden in einer bekannten Waschmittelformulierung gewaschen, gründlich mit Wasser gespült und dann in Wasser eingetaucht, in dem die jeweils getestete Weichspülmittelformulierung in einer Menge enthalten war, die, bezogen auf die Masse der Gewebeprobe, 0,2 Masse-% des aktiven Bestandteils, d. h. der quartären Ammoniumverbindung, ent sprach. Dieses Verfahren wurde wiederholt, bis in jedem Fall 6 Behandlungen durchgeführt worden waren.

(b) Bewertung der Weichheit bzw. des weichen Griffs

Als Teil von miteinander ausgeglichenen, unvollständig gepaarten Vergleichstesten, bei denen andere im Versuchsstadium befindliche Weichspülmittelformulierungen beteiligt waren, wurden Tests durchgeführt, bei denen eine Gruppe von 14 Sachverständigen jeweils anhand von Paaren von behandelten Geweben beurteilen mußte, welches Gewebe den weichsten Griff hatte. Folgende Bewertungen wurden abgegeben:

Verwendete quartäre Ammoniumverbindung
Häufigkeit, mit der geurteilt wurde, daß die Probe weicher sei als die damit verglichene andere Probe
Keine\|3 ½
QAV 1	20
QAV 2	5 ½
Produkt von Synthesebeispiel 1	19

(½ zeigt an, daß der Sachverständige zwischen den Proben keinen Unterschied finden konnte.)

(c) Wiederbenetzbarkeitstest

Proben (etwa 25 cm × 4 cm) des behandelten Frottee- bzw. Frottiergewebes wurden senkrecht aufgehängt, so daß die unteren 3 cm in eine wäßrige Lösung (0,18 Masse-/Volumen-%) eines roten Säurefarbstoffs eintauchten. Die Strecke, über die die Farbstofffront in 30 min auf dem Gewebe hochwanderte, wurde gemessen. Man erhielt folgende Ergebnisse:

Verwendete quartäre Ammoniumverbindung
Wanderungsstrecke (cm)
Keine
18
QAV 1	17
QAV 2	15
Produkt von Synthesebeispiel 1	18

Diese Tests machen deutlich, daß aus erfindungsgemäßen Weichspülmittelkonzentraten Weichspülmittel mit ausgezeichneten Weichspül- und Wiederbenetzbarkeits-Eigenschaften formuliert werden können. Außerdem zeigen diese Tests, daß aus Gemischen von quartären Ammoniumverbindungen mit langkettigen, 13 und 15 C-Atome enthaltenden Alkylgruppen, die einen beträchtlichen Anteil von Verzweigungen aufweisen, sehr wirksame Weichspülmittel formuliert werden können, was im Gegensatz dazu steht, daß nach dem Stand der Technik Weichspülmittel, in denen quartäre Ammoniumverbindungen mit langkettigen, mindestens 16, z. B. 16 bis 18, C-Atome aufweisenden, vorzugsweise eher geradkettigen als verzweigten Alkylgruppen enthalten sind, in einem gewissen Maße bevorzugt werden, weil man der Ansicht ist, daß dies die besseren Weichspülmittel seien.

Claims

1. Weichspülmittelkonzentrat für Textilien, bestehend aus einer Lösung von wenigstens 50 Masse-% eines Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen mit der allgemeinen Formel worin X ein Anion für quartäre Ammoniumverbindungen, z. B. Chlorid, Bromid, Iodid oder Methylsulfat, ist; R₁ und R₂, die innerhalb eines Moleküls gleich oder verschieden sein können, langkettige Alkylgruppen sind und R₃ und R₄, die innerhalb eines Moleküls gleich oder verschieden sein können, kurzkettige Alkylgruppen mit jeweils 1 bis 4 C-Atomen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß R₁ und R₂ Alkylgruppen mit 13 und 15 C-Atomen sind, die aus 65 bis 75% C₁₃-Gruppen und 35 bis 25% C₁₅-Gruppen bestehen, wobei sich die prozentualen Anteile auf die Gesamtmenge der langkettigen Alkylgruppen bestehen, und
daß R₁ und R₂ zu 40 bis 55 Masse-% aus geraden und zu 60 bis 45 Masse-% aus in 2-Stellung alkylverzweigten Ketten bestehen, wobei die Alkylgruppen in 2-Stellung überwiegend Methylgruppen sind, in einem Alkohol der Reihe Methanol, Ethanol, Propanole und Butanole, vorzugsweise in Isopropanol.

2. Weichspülmittelkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens 70 Masse-% des Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen in dem alkoholischen Lösungsmittel enthält.

3. Verwendung des Weichspülmittelkonzentrats nach Anspruch 1 oder 2 als Weichspülmittel in Form einer Dispersion des Konzentrats in Wasser, die 1 bis 20 Masse-% und vorzugsweise 1 bis 4 Masse-% des Gemisches von quartären Ammoniumverbindungen enthält.