DE3501293C2 - - Google Patents
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- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
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Description
Die Erfindung betrifft ein flüssiges Gemisch aus quartären
Ammoniumverbindungen und eine wäßrige Lösung, enthaltend
dieses Gemisch. Das Gemisch ist als antistatisches
Mittel für verschiedene synthetische Fasern, Garne
und Textilerzeugnisse geeignet.
Es ist bekannt, daß es bei verschiedenen Arbeitsgängen
zur Verarbeitung synthetischer Fasern notwendig ist, eine
Appretur aufzubringen. Derartige Appreturen machen die
synthetischen Fasern gleitfähig und verleihen ihnen andere
günstige Eigenschaften. Beispielsweise enthalten Appreturen,
die zum Spinnen oder Strangpressen oder für Abzugs-
bzw. Reckvorgänge bei der Herstellung von schmelzgesponnenen
nichtcellulosischen Fasern, wie Nylon, Polyester
und Polypropylen, und trockengesponnenen Nichtcellulosematerialien,
wie acrylische und modacrylische
Materialien, verwendet werden, typischerweise Gleitmittel,
um die Faser-Metall-Reibung zu modifizieren,
sowie ein antistatisches Mittel, um den Aufbau statischer
Ladungen zu verringern. Emulgatoren und andere Zusätze
können in der Appretur ebenfalls enthalten sein.
Es sind verschiedene kationische antistatische Mittel,
einschließlich Morpholinium-, Imidazolinium- und quartärer
Ammoniumethosulfate zur Formulierung derartiger
Faserappreturen geeignet. Die Brauchbarkeit dieser kationischen,
antistatischen Mittel ist jedoch begrenzt, da
die erhaltenen Lösungen eine relativ hohe Viskosität aufweisen.
H. Robinette, Jr. beschreibt in der US-PS 31 13 956 quartäre
Trialkylethylammoniumethosulfate, die durch Reaktion
von etwa stöchiometrischen Mengen eines langkettigen Trialkylamins,
wie Dimethylsojaamine und Diethylsulfat, in
Anwesenheit von etwa 2 bis 15% Triethanolamin erhalten
werden. Die wäßrigen Lösungen, die unter Verwendung der
quartären Aminprodukte von Robinette, Jr. hergestellt
werden, weisen brauchbare Viskositäten auf; jedoch sind
die "Quats" schwer in Lösung zu bekommen. Die quartären
Trialkylethylammoniumethosulfate von Robinette, Jr. sind
hochviskose wachsartige Materialien, und die bedürfen im
allgemeinen einer Erwärmung bei 71 bis 76,7°C unter
Rühren während längerer Zeiträume, um eine Lösung in
Wasser zu erzielen. Es ist auch nicht möglich, klare,
gießbare wäßrige Lösungen bei Umgebungsbedingungen zu erhalten,
wenn die Konzentration des "Quat" von Robinette,
Jr. mehr als etwa 35% beträgt.
Die DE-OS 18 02 807 offenbart antielektrostatische Polyolefine,
die ein Antielektrostatikum enthalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein flüssiges
Gemisch aus quartären Ammoniumverbindungen zur Verfügung
zu stellen, das gut mit Wasser verträglich ist, ohne zu
Einbußen in den antistatischen Eigenschaften der quartären
Ammoniumverbindungen zu führen, so daß klare, homogene,
stabile Lösungen erhalten werden können, die eine
große Menge, wie 50% oder mehr, der quartären Ammoniumverbindungen
bei Umgebungsbedingungen enthalten, und die
Produkte hellfarbene, gießbare Flüssigkeiten sind.
Diese Aufgabe wird durch ein flüssiges Gemisch aus quartären
Ammoniumverbindungen mit antistatischer Wirkung gelöst,
erhalten durch Quaternisieren eines Gemisches aus Aminen, bestehend
aus 80 bis 99,5 Gew.-% (a) alkoxyliertem Etheramin
der Formel (I)
worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis
20 Kohlenstoffatomen ist, R′ Wasserstoff oder Methyl ist
und x und y ganze Zahlen von 1 bis 20 sind, und 0,5 bis
20% (b) Trialkanolamin der Formel (II)
worin z eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, mit einer im
wesentlichen stöchiometrischen Menge eine Di(C1-4-alkyl)-sulfats.
Quartäre Ammoniumverbindungen, die besonders günstige
antistatische Eigenschaften aufweisen und zur Formulierung
der Appreturen für Fasern, Garne und Textilmaterialien
bzw. Stoffe oder Gewebe besonders geeignet sind,
werden durch Quaternisieren von Mischungen aus Triethanolamin
und ethoxyliertem Etheramin der
Formel (I), worin R ein aliphatischer Rest mit vorzugsweise
5 bis 19 Kohlenstoffatomen ist, R′ vorzugsweise
Wasserstoff ist und x und y ganze Zahlen sind, wobei vorzugsweise
x+y=2 bis 10. Ethoxylierte Etheramine der
Formel
worin R₁ eine C12-18-Alkylgruppe ist, sind besonders vorteilhaft,
insbesondere wenn sie in einer Menge von 88 bis
92 Gew.-% mit 8 bis 12 Gew.-% Triethanolamin
und quaternisiert mit bis zu 5 Mol-% Überschuß Diethylsulfat
verwendet werden. Wäßrige Lösungen, die bis
zu 50 Gew.-% des vorstehend beschriebenen Gemisches aus
quartären Ammoniumverbindungen
enthalten, werden ebenfalls bereitgestellt.
Die erfindungsgemäß verwendeten alkoxylierten Etheramine
der Formel (I) werden durch Alkoxylieren eines Etheramins
erhalten und entsprechen der allgemeinen Formel (I)
worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis
20 Kohlenstoffatomen ist, R′ Wasserstoff oder Methyl ist
und x und y ganze Zahlen von 1 bis 20 sind.
Vorzugsweise ist R ein aliphatischer Rest, geradkettig
oder verzweigt, mit 5 bis 19 Kohlenstoffatomen, und x und
y sind ganze Zahlen, wobei x+y=2 bis 10. Ethoxylierte
Etheramine, worin R′=H, ergeben besonders vorteilhafte
Ergebnisse.
Die alkoxylierten Etheramine werden erhalten durch Reaktion
des Etheramins mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder
Gemischen davon nach üblichen Verfahren. Der Alkoxylierungsgrad
kann zwar variiert werden; jedoch sollte
ausreichend Ethylenoxid und/oder Propylenoxid vorhanden
sein, um im wesentlichen vollständig mit den beiden
Wasserstoffatomen der Amingruppe zu reagieren. Etheramine
der vorstehenden Arten, die erfindungsgemäß geeignet
sind, sind im Handel erhältlich.
Die erfindungsgemäß verwendeten Trialkanolamine entsprechen
der allgemeinen Formel (II)
worin z eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist. Triethanolamin
(z=2) ist besonders geeignet aufgrund seiner handelsüblichen
Zugänglichkeit und der damit erzielten vorteilhaften
Ergebnisse.
Das Verhältnis von alkoxyliertem Etheramin und Trialkanolamin
kann variiert werden, jedoch werden beste Ergebnisse
erhalten, wenn das Gemisch 80 bis 99,5 Gew.-%
alkoxyliertes Etheramin und 0,5 bis 20 Gew.-% Trialkanolamin
enthält. Besonders geeignete flüssige antistatische
Mittel werden erhalten, wenn das alkoxylierte Etheramin
in einer Menge von 85 bis 99 Gew.-% vorhanden ist und das
Trialkanolamin in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% vorhanden
ist.
Das Gemisch von alkoxyliertem Etheramin/Trialkanolamin
wird mit einer im wesentlichen stöchiometrischen Menge
eines Di-(C1-4-alkyl)-sulfats nach üblichen
Quaternisierungsverfahren quaternisiert. Diethylsulfat
ist ein besonders geeignetes Quaternisierungsmittel aufgrund
seiner guten Verfügbarkeit und der günstigen Ergebnisse,
die mit den quartären Ammoniumverbindungen erhalten
werden. Unter im wesentlichen stöchiometrisch ist zu
verstehen, daß ein molarer Überschuß oder Unterschuß von
bis zu etwa 10% des Quaternisierungsmittels verwendet
wird. In den meisten Fällen ist es bevorzugt, bis zu etwa
5 Mol-% Überschuß des Quaternisierungsmittels einzusetzen.
Besonders geeignete flüssige Gemische werden durch Quaternisieren
unter Verwendung einer im wesentlichen
stöchiometrischen Menge von Diethylsulfat und eines Gemisches,
das aus 8 bis 12% Triethanolamin und 88 bis 92%
eines ethoxylierten Etheramins der Formel
besteht, worin R₁ eine C12-18-Alkylgruppe ist, erhalten.
Die Herstellung dieser antistatischen Produkte kann dargestellt
werden durch die folgende allgemeine Gleichung
worin R₁ wie vorstehend definiert ist.
Produkte des vorstehenden Typs sind relativ dünne, klare
Flüssigkeiten mit kinematischen Viskositäten bei 25°C von
500×10-6 m²/s bis 4000×10-6 m²/s. Die Produkte sind
bei Konzentrationen bis zu etwa 50 Gew.-% mit Wasser gut
verträglich, und wäßrige Lösungen können leicht bei Umgebungsbedingungen
(20°C bis 25°C) durch lediglich einige
Minuten Rühren hergestellt werden. Die erhaltenen wäßrigen
Lösungen sind typischerweise leicht sauer mit einem
pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 6,9.
Wenn höhere Temperaturen zur Herstellung der wäßrigen Lösungen
angewendet werden, so "entspannen" bzw. "flashen" die
antistatischen quartären Gemische im allgemeinen in Wasser
bei geringem Rühren oder ohne Rühren. Die erfindungsgemäßen
Gemische sind auch mit anderen Bestandteilen verträglich,
die typischerweise für die Formulierung von Appreturen für
Fasern, Garne und Textilmaterialien verwendet werden.
Die vorstehend erwähnten günstigen Eigenschaften werden ohne
Beeinträchtigungen der antistatischen Eigenschaften erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Gemische sind besonders leistungsfähig
in ihrer antistatischen Wirkung und entsprechen
der antistatischen Wirkung anderer üblicherweise verwendeter,
handelsüblicher kationischer antistatischer Mittel oder
sind besser als diese. Sie können als antistatischer Bestandteil
in einem formulierten Fasergleitmittel oder als
Oberflächenzusatz (Top-Zusatz), der auf Stoff, Garn, Textilmaterialien
und Teppiche aufgetragen wird, verwendet werden.
Sie sind besonders günstig zur Steuerung der statischen
Eigenschaften beim Spinnen von Garn in Ringsystemen oder
offenendigen Systemen. Sie sind mit anderen kationischen
Materialien und den meisten amphoteren Materialien und
nichtionischen Materialien verträglich und können verwendet
werden, um verschiedene synthetische Materialien, einschließlich
Nylon, Polyester, Polypropylen, Acrylmaterialien
und Modacrylmaterialien, zu behandeln.
Produkte, die durch einfaches Vermischen eines quaternisierten
Trialkanolamins mit einem quaternisierten alkoxylierten
Etheramin in den gleichen Verhältnissen, wie angegeben, erhalten
werden, haben nicht die gleichen Eigenschaften wie
die erfindungsgemäßen Gemische, die durch Quaternisieren
eines Gemisches der Aminkomponenten erhalten werden. Die Gemische
zeigen nicht die verbesserte Fließfähigkeit, die mit
den erfindungsgemäßen Gemischen erhalten wird. Sie sind wesentlich
viskoser und haben
auch nicht die Wasserverträglichkeit, die notwendig ist, um
wirksame antistatische Appreturen für Fasern, Garne und
Textilmaterialien bereitzustellen.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der
Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben in den Beispielen
beziehen sich, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
Ein ethoxyliertes Etheramin wurde hergestellt durch Reaktion
von 2 Mol Ethylenoxid (EO) mit 1 Mol eines Etheramins, das
von gemischten C12-15-Alkoholen stammt, mit der Formel
R-O-CH₂CH₂CH₂NH₂
worin R gemischte C12-15-Alkylreste bedeutet. Für die Reaktion
wurden 1268 g des Etheramins in einen Reaktor aus rostfreiem
Stahl mit 0,8 g 30% H₃PO₂ gefüllt. Der Reaktor wurde
verschlossen, ein Vakuum wurde an das System angelegt, und
das System wurde mehrfach mit Stickstoff gespült, wobei auf
100°C erwärmt wurde. Wenn die Temperatur 100°C erreichte,
wurde an den Reaktor mit Ethylendioxid ein Druck von 1,03
bis 1,38 bar angelegt. Die Reaktionstemperatur wurde bei 95
bis 105°C gehalten, und weiteres Ethylenoxid wurde je nach
Erfordernis zugefügt, um den Druck zu erhalten, bis eine Gesamtmenge
von 383 g Ethylenoxid eingebracht war. Nachdem die
letzte Zugabe von Ethylenoxid im wesentlichen vollständig
umgesetzt war, wurde nicht mehr weiter erwärmt, das Reaktionsgemisch
wurde abgekühlt und aus dem Reaktor entnommen.
Das Polyoxyethylen-(2EO)-C12-15-etheramin enthielt etwa
97,5% tertiäres Amin.
420 g des POE(2)-Etheramins wurden mit
42 g Triethanolamin vereint, und das Gemisch wurde unter
einem leichten Stickstoffstrom auf 80 bis 90°C erwärmt. Diethylsulfat
wurde langsam zu dem Amingemisch unter Rühren
gefügt, wobei die Temperatur bei 80 bis 90°C gehalten wurde.
193 g Diethylsulfat wurden während etwa drei Stunden zugesetzt,
wonach das Reaktionsgemisch zwei weitere Stunden bei
100°C gerührt wurde. Das erhaltene flüssige Produkt enthielt
auf Molbasis etwa 4 Teile des quartären Ethosulfats von
ethoxyliertem (2 EO) C12-15-Etheramins und 1 Teil quartäres
Etholsulfat von Triethanolamin. Das coquaternisierte Produkt
hatte folgende Eigenschaften:
Säurezahl|29,0 | ||
Aminzahl | 9,7 | |
pH (5% Lösung) | 6,0 | |
Rauchpunkt | 118°C | |
Flammpunkt | 199°C | |
Entflammungspunkt | 202°C | |
Viskosität: @ | 25°C | 3262 · 10-6 m²/s |
50°C | 597 · 10-6 m²/s |
Um die Brauchbarkeit der vorstehend hergestellten coquaternisierten
Etheramin/Triethanolamin-Produkte als antistatische
Mittel zu demonstrieren, wurden Proben hergestellt
durch Verdünnen mit Wasser zur Erzielung von Lösungen mit
einer Aktivität von 35%. Die Lösungen wurden ihrerseits mit
Isopropanol verdünnt und auf ein Polyestergarn (150
Denier/36 Einzelfäden) aufgetragen unter Verwendung eines
Applikators. Alle Testgarne wurden mit Isopropanol gespült,
um jeglichen noch vorhandenen Spinn-Finish oder jegliches
Verarbeitungsgleitmittel zu entfernen, bevor das antistatische
Mittel aufgetragen wurde. Nach dem Auftrag wurden die
Garne auf einen Gleichgewichtsfeuchtigkeitsgehalt gebracht
durch Konditionieren während mindestens 24 Std. bei 21,1±1,7°C
und 50±2% relativer Feuchtigkeit, bevor Tests durchgeführt
wurden. Die behandelten Garne wurden dann einem
Statiktest unterworfen, bei dem ein oder mehrere Garnstränge
an die Eingänge
und Ausgänge einer Elektrode geklammert wurden und an den
Eingang eine Spannung von 100 V angelegt wurde. Die beiden
Pole befanden sich in einem Abstand von 10 cm. Die Zeit (in
s), die zur Vernichtung der halben Spannung (50 V) durch das
Garn benötigt wurde, wurde gemessen und als Widerstandshalbwertzeit
angegeben. Die Tests erfolgten in einer Konditionierkammer
bei einer Temperatur und Feuchtigkeit von 21,1°C
bzw. 50%. Die Widerstandshalbwertzeiten (Durchschnitt von
7 Bestimmungen), die für die mit dem coquaternisierten
Etheramin/Triethanolamin behandelten Garne ermittelt wurden,
sind im folgenden aufgeführt:
Die behandelten Garne wurden einen Monat gelagert und erneut
getestet, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden:
Um die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Gemische zu zeigen,
wurde das ethoxylierte Etheramin des Beispiels 1 mit
Diethylsulfat quaternisiert, wobei jedoch für diesen Versuch
das Triethanolamin nicht verwendet wurde. Für die Quaternisierung
wurden 800 g des POE(2) C12-15-Etheramins in einen
Reaktor beschickt und unter Stickstoff auf 60°C erwärmt.
302 g Diethylsulfat wurden dann während 15 Min. zugesetzt,
wobei die Temperatur bei 60 bis 80°C gehalten wurde. Bei
vollständiger Zugabe wurde das Gemisch eine Stunde bei 80°C
gerührt. Das erhaltene quaternäre Ethosulfat des ethoxylierten
(2 EO) C12-15-Etheramins war ein pastenförmiges Gel.
Es wurden wäßrige Lösungen mit einer Aktivität von 35% hergestellt,
wobei das vorstehende Produkt des Beispiels 1 verwendet
wurde. Zur Herstellung der Lösungen wurden der aktive
Bestandteil und das Wasser getrennt auf 65°C erwärmt und
dann unter mäßigem Rühren vereint. Das Produkt von Beispiel
1 "entspannte" sich bei der Vereinigung sofort in dem Wasser
unter Bildung einer klaren homogenen Lösung, wohingegen sich
mit dem wie vorstehend hergestellten Produkt ein Gel bildete.
Es war nötig, die Lösung weitere 83 s zu rühren, wobei
bei 65°C erwärmt wurde, um das Gel aufzulösen. Wenn außerdem
Lösungen mit einer Aktivität von 50% hergesellt wurden und
die Lösungen über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen
wurden, gelierte die 50%ige Lösung, die unter Verwendung
des vorstehend hergestellten Produkts erhalten wurde. Die
unter Verwendung des coquaternisierten Produkts von Beispiel
1 hergestellte 50%ige Lösung blieb klar und fließfähig.
Um die Vielfältigkeit der Erfindung und die Möglichkeit,
brauchbare coquaternisierte Produkte aus propoxylierten
Etheramiden herzustellen, zu zeigen, wurden 825 g Etheramin
mit 365 g Propylenoxid umgesetzt und 200,3 g
des erhaltenen propoxylierten Etheramins mit 20,9 g Triethanolamin
kombiniert, und das Gemisch wurde unter Verwendung
von 86,0 g Diethylsulfat quaternisiert. Die Propoxylierung
und Quaternisierung erfolgten nach dem in Beispiel 1
beschriebenen Verfahren. Die physikalischen Eigenschaften
des coquaternisierten Produkts und die Testergebnisse, die
mit einem Polyestergarn erhalten wurden, das damit behandelt
wurde, sind im folgenden aufgeführt:
Säurezahl|50,0 | ||
Aminzahl | 14,0 | |
pH (5% Lösung) | 5,9 | |
Rauchpunkt | 102°C | |
Flammpunkt | 193°C | |
Entflammungspunkt | 196°C | |
Viskosität: @ | 25°C | 2583 · 10-6 m²/s |
50°C | 461 · 10-6 m²/s |
Um die Möglichkeit höher ethoxylierte Produkte zu bilden,
aufzuzeigen, wurden 4 Mol Etheramin mit 40 Mol Ethylenoxid
bei 95 bis 105°C nach dem vorstehend beschriebenen allgemeinen
Verfahren umgesetzt. Als Katalysator für die Kondensation
wurde eine geringe Menge an H₃PO₂ verwendet. Nachdem
die Ethoxylierung vollständig war, wurde das Gemisch auf
80°C gekühlt, und 1,92 Mol Triethanolamin wurden unter einer
Stickstoffatmosphäre zugesetzt. Das Gemisch wurde 15 Min.
gerührt, evakuiert, und 5,88 Mol Diethylsulfat wurden langsam
eingebracht, wobei die Temperatur bei 80 bis 100°C gehalten
wurde. Als die Quaternisierung vollständig war, wurde
das Produkt gekühlt und entleert. Das erhaltene viskose
flüssige Produkt enthielt etwa 4 Teile quaternäres Ethoxysulfat
von Polyoxyethylen-(10 EO)-etheramin und 1 Teil quaternäres
Ethosulfat von Triethanolamin und wies eine Aminzahl
von 1,51, einen pH-Wert (5% Lösung) von 6,6 und Viskosität
(25°C) von 825×10-6 m²/s auf und war ein wirksames
antistatisches Mittel zur Behandlung von Polyester-, Nylon-
und Polyolefinfasern und -filamenten.
Ein Gemisch von primären Etheraminen der allgemeinen Formel
CH₃(CH₂)xOCH₂CH₂CH₂NH₂, worin etwa 60% der Amine x=13
haben und der Rest der Amine x=11 hat, wurden mit 2 Mol
Ethylenoxid pro Mol Etheramin umgesetzt. Zur Ethoxylierung
wurden 962,5 g des Etheramins in einen Reaktor eingefüllt,
und nach dem Spülen und Erwärmen auf 100°C wurde der Reaktor
mit Ethylenoxid unter Druck gesetzt (Überdruck 1,03 bis
1,72 bar). Es wurden insgesamt 308 g Ethylenoxid beschickt,
wobei die Temperatur bei etwa 95 bis 105°C gehalten wurde.
Wenn im wesentlichen das gesamte Ethylenoxid umgesetzt war,
wurde das Reaktionsgemisch gekühlt und entnommen.
230 g des ethoxylierten Etheramins wurden mit 20 g Triethanolamin
kombiniert, und das Gemisch wurde auf 80 bis 90°C
erwärmt. Dann wurde langsam Diethylsulfat unter Rühren zugesetzt,
wobei die Temperatur aufrechterhalten wurde bis insgesamt
106 g zugesetzt waren. Als die Zugabe vollständig
war, wurde das Gemisch 2 Std. bei 100°C gerührt. Das erhaltene
coquaternisierte Produkt wies folgende Eigenschaften
auf:
Säurezahl|28,4 | ||
Aminzahl | 16,5 | |
pH (5% Lösung) | 6,6 | |
Rauchpunkt | 93°C | |
Flammpunkt | 191°C | |
Entflammungspunkt | 202°C | |
Viskosität: @ | 25°C | 2442-10-6 m²/s |
50°C | 477-10-6 m²/s |
Die Widerstandshalbwertzeit für ein Polyestergarn, das mit
verschiedenen Mengen des coquaternisierten Produkts und
einem handelsüblichen antistatischen Mittel behandelt war,
wurde nach der vorstehend beschriebenen Testverfahrensweise
ermittelt. Das handelsübliche antistatische Mittel war ein
Dimethylsojaamin/Triethanolamindiethylsulfat des Typs, wie
er in der US-PS 31 13 956 beschrieben ist. Die Ergebnisse
sind im folgenden aufgeführt.
Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß die antistatische
Wirksamkeit des erfindungsgemäß hergestellten coquaternisierten
Produkts vergleichbar ist mit der, die mit dem
handelsüblichen antistatischen Mittel erzielt wird. Jedoch
weisen die erfindungsgemäßen Produkte eine wesentlich verbesserte
Löslichkeit auf. Das coquaternisierte Etheramid/
Triethanolamin-Produkt war bei Raumtemperatur in Wasser
leicht löslich, und es wurden stabile homogene
wäßrige Lösungen in allen Konzentrationen erhalten. Die mit
den erfindungsgemäßen Produkten hergestellten wäßrigen
Lösungen wiesen eine ausgezeichnete Lagerbeständigkeit auf
und verblieben homogen, ohne daß sich eine Gelbildung
zeigt, wenn sie längere Zeit unter Umgebungsbedingungen gelagert
wurden. Andererseits war das handelsübliche antistatische
Mittel sehr schlecht löslich. Typischerweise wird,
wenn das handelsübliche antistatische Mittel mit Wasser vereint
wird, ein zähes Gel gebildet, das an dem Rührer klebt
und schwer aufzulösen ist. Es war notwendig, die Lösungen,
die das handelsübliche antistatische Mittel enthielten,
sieben Stunden bei 65°C zu erwärmen, um eine klare homogene
35%-wäßrige Lösung zu erzielen. Es ist noch schwieriger,
eine Lösung zu erzielen, wenn höhere Konzentrationen der
antistatischen Mittel der US-PS 31 13 956 verwendet werden.
Um die Brauchbarkeit der erfindungsgemäßen verbesserten
Produkte zu demonstrieren, wurde ein Polyestergarn, das mit
verschiedenen Mengen des vorstehend hergestellten coquaternisierten
Produkts behandelt worden war, auf die antistatische
Wirkung nach einer dynamischen Testmethode bewertet.
Dabei wurde ein F-Meter zusammen mit einem Volt-Meter verwendet,
und es wurde die Menge des Aufbaus statischer Ladung
(V) gemessen, wenn ein einziger Garnstrang mit konstanter
Geschwindigkeit über einen Metalldorn bewegt wurde. Für
dieses bekannte und vielfach verwendete Testverfahren wurde
die statische Ladung zu fünf festgesetzten Zeitpunkten gemessen
und entfernt. Die Bedingungen und die Ausrüstung für
den Test sind im folgenden aufgeführt: Relative Feuchtigkeit
48%; Temperatur 20°C; Eingangsspannung (T₂) 10 g; Kontaktwinkel
(0) 180°C auf einem polierten Chromdorn. Spannung gemessen
in Intervallen von 12 s bei Garngeschwindigkeiten von
100, 200 und 300 m/min.
Die Werte sind der Durchschnitt von wenigstens drei
Ablesungen.
Claims (13)
1. Flüssiges Gemisch aus quartären Ammoniumverbindungen
mit antistatischer Wirkung, erhalten durch Quaternisieren
eines Gemisches aus Aminen, bestehend aus
80 bis 99,5 Gew.-% (a) alkoxyliertem Etheramin der
Formel (I)
worin R ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis
20 Kohlenstoffatomen ist, R′ Wasserstoff oder Methyl ist
und x und y ganze Zahlen von 1 bis 20 sind, und0,5 bis 20% (b) Trialkanolamin der Formel (II)
worin z eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist,mit einer im wesentlichen stöchiometrischen Menge eine
Di(C1-4-alkyl)-sulfats.
2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es eine kinematische Viskosität bei 25°C von 500×10-6
bis 4000×10-6 m²/s hat.
3. Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trialkanolamin der Formel (II)
Triethanolamin ist.
4. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem alkoxylierten Etheramin der Formel
(I) R ein aliphatischer Rest mit 5 bis 19 Kohlenstoffatomen
ist und x und y ganze Zahlen sind, wobei x+y=2
bis 10.
5. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trialkanolamin der Formel (II) in
einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% vorhanden ist und das
ethoxylierte Etheramin der Formel (I) in einer Menge von
85 bis 99 Gew.-% ist.
6. Gemisch nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das ethoxylierte Etheramin der Formel (I)
die Formel
besitzt, worin R₁ eine C12-18-Alkylgruppe ist, wobei das
Etheramin in einer Menge von 88 bis 92 Gew.-% vorhanden
ist und das Trialkanolamin der Formel (II) in einer Menge
von 8 bis 12 Gew.-% vorhanden ist.
7. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß es mit Diethylsulfat quaternisiert
ist.
8. Gemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Überschuß von bis zu etwa 5 Mol-% Diethylsulfat zur
Quaternisierung verwendet wurde.
9. Wäßrige Lösung, enthaltend ein Gemisch aus quartären
Ammoniumverbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Wäßrige Lösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen pH-Wert von 5,5 bis 6,9 besitzt.
11. Wäßrige Lösung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die quartären Ammoniumverbindungen
mit einem Überschuß von bis zu 5 Mol-% Diethylsulfat
quaternisiert sind und das Amingemisch aus 85 bis 99 Gew.-%
ethoxyliertem Etheramin der Formel
worin R₁ eine C12-18-Alkylgruppe ist, und 1 bis 15 Gew.-%
Triethanolamin der Formel (II) besteht.
12. Wäßrige Lösung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 50 Gew.-% des
Gemisches aus quartären Ammoniumverbindungen enthält.
13. Verwendung der wäßrigen Lösung nach einem der
Ansprüche 9 bis 12 als antistatisches Mittel.
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US06/571,038 US4540521A (en) | 1984-01-16 | 1984-01-16 | Liquid quaternary ammonium antistatic compositions |
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Families Citing this family (19)
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