DE2645459B2

DE2645459B2 - Textilfaserpräparationen

Info

Publication number: DE2645459B2
Application number: DE2645459A
Authority: DE
Inventors: Goetz Dr. Koerner; Jaroslav Langner; Hans-Juergen 4650 Gelsenkirchen Patzke; Guenter Dr. Schmidt
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-12-10
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1980-11-06
Also published as: NL161523C; NL7613746A; GB1521309A; DE2645459A1; DE2645459C3; US4064057A; JPS5274100A; FR2334781A1; BE849291A; NL161523B; FR2334781B1; JPS5836109B2

Description

Die Erfindung betrifft Zubereitungen zur Behandlung von Fasern, wobei die Zubereitungen insbesondere für die Präparation von aus der Schmelze gewonnenen synthetischen Fasern, insbesondere Polyesterfasern, geeignet sind.

Polydimethylsiloxane werden in Spinnereien zur Präparation schmelzgesponnener Fasern eingesetzt Dieser Einsatz wird dadurch möglich, daß Polydimethylsiloxane, meist einfach Siliconöle genannt, den damit behandelten Fasern einen niedrigen Reibungskoeffizienten, besonders bei hohen Garnabzugsgeschwindigkeiten, verleihen, wobei dieser Reibungskoeffizient eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweist Außerdem sind Siliconöle außergewöhnlich hitzestabil und weisen einen niedrigen Viskositätstemperaturkoeffizienten auf. 1

Die Präparation schmeizgespooncner Garne direkt nach ihrer Herstellung ermöglicht die anschließenden Verstreckungs- und Texturierprozesse. Die Präparation muß dabei als Gleitmittel und antistatisch wirksam sein. Bei Thermofixierungsprozessen an dem Garn werden Präparationsbestandteile auf die Heizaggregate abgeschleudert und dort lange Zeit thermisch beansprucht Deshalb muß die Präparation thermisch stabil sein. Die abgeschleuderte Präparation soll möglichst nicht vergelen, vergilben und verdampfen, wobei am wichtigsten ist, daß keine Vergeltung stattfindet Gleichzeitig sollen die Präparationsbestandteile untereinander möglichst gut verträglich sein. Das ist besonders dann problematisch, wenn es um die Verträglichkeit zwischen den vor allem für die antistatische Wirksamkeit «> verantwortlichen polaren, tensidischen Bestandteilen und den hauptsächlich für die Gleiteigenschaften verantwortlichen unpolaren MethylsiL'conölen geht

Die Verträglichkeit der Methylsiliconöle läßt sich verbessern, wenn man die Methylgruppen teilweise durch längerkettige Alkylgruppen ersetzt Die resultierenden öle sind dann aber nicht mehr ausreichend thermisch stabil. Der Viskositätstemperaturkoeffizient solcher modifizierter Methylsiliconöle steigt außerdem stark an.

Auch der teilweise Ersatz von Methylgruppen durch Phenylgruppen führt zu Produkten mit höherem Viskositätstemperaturkoeffizienten, deren Gleiteigenschaften verschlechtert sind.

Überraschenderweise erweisen sich bestimmte aryloxysubstituierte Siliconöle gegenüber den bisher eingesetzten ölen des Standes iäer Technik als fortschrittliche und überlegene Schmelzspinnpräparationskomponenten. Die Verträglichkeit dieser aryloxysubstituierten Siliconöle ist überraschend verbessert. Diese aryloxysubstituierten Siliconöle sind thermisch außerordentlich stabil und verleihen Schmelzspinnpräparationen ausgezeichnete Gleiteigenschaften. Außerdem handelt es sich bei diesen aryloxysubstituierten Siliconölen um eine sehr leicht und relativ preiswert herstellbare Stoffgruppe.

Die Erfindung betrifft somit eine Textilfaserpräparation, insbesondere Schmelzspinnpräparation, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als wirksame Komponente aus 1—99Gew.-% Verbindungen der allgemeinen Formel

R¹ —0—M„—

CH₃
Si-O-

R⁴

Si*—ΟΙ O

R²—Si —CH₃ M_a O —R¹ CH₃
Si-O-

CH₃

Si-M_n-O-R¹

R²

R¹ ein Mono-, Di- oder Trialkylphenylrest ist, wobei die Summe der in Form der Alkylreste gebundenen Kohilenstoffatome pro Phenylrest mindestens 6 und höchstens 12 beträgt, und bzw. oder der Trimethylsilylrest ist,

R² ein Alkylrest mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, wobei die Kohlenstoffkette von der Gruppierung

Il —o—c—

oder
O

— C —O —

unterbrochen sein kann und/oder der Rest

55 Trialkylphenylrest ist, wobei die Summe der in Form der Alkylreste gebundenen Kohlenstoffatome pro Phenylrest mindestens 6 und höchstens 12 beträgt, und bzw. oder der Rest

-CH-C₆H₅
CH₃

ist,

R⁴ ein Alkylrest mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen und bzw. oder

60 — O

bedeutet.

CH₃

Si —O —

R²

M_n-O-R¹

M ein Alkylenrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist,
die Indices

η einen beliebigen Wert von 2,5 bis 15,
m einen Wert von 0 bis 5 und
a einen Wert von 0 oder 1 haben,

und das durchschnittliche Molekül 5—30 Si-Atome, von denen höchstens 20 Mol-% Si^#-Atome sind, und 0,5 bis 10 Mono-, Di- oder Trialkylphenylreste enthält
neben 99—1 Gew.-% an sich bekannten Präparationsbestandteilen besteht

Die Formel stellt eine mittlere Durchschnittsformel eines Polymergemisches dar.

Vorzugsweise bedeutet dabei R¹ einen Octyl-, Dodecyl- oder Nonylphenylrest, wobei unter diesen Resten der Nonylphenylrest besonders bevorzugt ist. Die Octyl-, Dodecyl- und Nonylphenylreste werden in die Siloxane eingeführt, indem als Ausgangsmaterialien die auf dem Markt befindlichen Octyl-, Dodecyl- bzw. Nonylphenole verwendet werden, welche durch Umsetzung von Phenol mit Diisobutylen, Tetrapropylen bzw. Tripropylen gewonnen werden. Der Rest R¹ kann jedoch auch innerhalb dieser Definition die Bedeutung einer 2,6-Di-iso-propylphenyl-, 2,6-Di-iso-butylphenyl- bzw. 2,6-Di-tert-butylphenyl-Gruppe haben.

Vorzugsweise hat R² die Bedeutung eitu-s Methylrestes. Weitere Beispiele geeigneter Reste sind:

C2H5—, C3H7—, C10H21—,
C₁₂H₂₅-, —(CH₂)₃OAc,

(Ac = gesättigter aliphatischer Acylrest mit
1 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B.

CH₃C-

il

oder
C₈H₁₇C- \

—(CH₂),₀C— O — CH₃

C₆H₅-CH-

m hat einen Wert von 0 bis 5, jedoch vorzugsweise 0.1 η diesem Fall handelt es sich um lineare siliciumorganische Verbindungen.

π hat einen Wert von 2,5 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10.
a hat einen Wert von 0 oder 1, vorzugsweise ist a=0. In diesem Fall ist der alkylierte Phenylrest oder der Trimethylsilylrest über Sauerstoff an das benachbarte Siliciumatom gebunden.

Vorzugsweise enthalten die siliciumorganischen Verbindungen 10 — 20 Si-Atome und 2 Alkylphenylreste.

Beispiele erfindungsgemäß verwendbarer, hinsichtlich ihrer Eigenschaften in der Behandlung von Fasern besonders bevorzugter siliciumorganischer Verbindungen sind:

R⁵—O —

CH₃

Si-O-

CH₃

R⁵

R - C,H_{2/ +}

wobei der Substituent C_rH_2r+
para-Stellung befindet

r = 8bisl2

η = vorzugsweise 5 bis 10

1— sich hauptsächlich in

R⁵—O —

CH₃

Si —O —

CH₃

Si* —O — O CH₃-Si-CH₃

■ "

CH>

Si —O —

CH₃

R⁵

R⁵ = wie oben

η = 2,5 bis 9,66, vorzugsweise 4 bis 8

m — Ibis 5

wobei pro Molekül 10 bis 30 Si-Atome enthalten sind, jedoch pro Molekül nicht mehr als 20 Mol-% der Si-Atome aus Si*-Atomen bestehen.

(CHj)₃-Si-O-

26 45	459	"cHj I	8
CHj		I Si—O —
Si —Ο ι		M.	Si-(CHj)₃
I CHj	h	I O
		R⁵

R⁵ = wie oben

b = 2,5 bis 27,5

c = 0,5 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5

M = -CH₂CH₂-bzw.-CH₂CH₂CH₂-

a = 0oder !,vorzugsweise0

Die Viskosität der beschriebenen aryloxysubstituierten Siliconöle liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 10OcP (20⁰C). Die relativ niedrige Viskosität ist Voraussetzung für eine schnelle Spreitung der Präparationen.

Die Herstellung der in erfindungsgemäßen Präparationen verwendbaren siliciumorganischen Verbindungen gelingt in an sich bekannter Weise. Die erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen, bei welchen die Mono-, Di- oderTrialkylphenylreste über SiOC-Bindungen an das Siloxanmolekül angeknüpft sind, lassen sich durch eine Vielzahl von bekannten Verfahren herstellen. Die Verbindungen sind in einfacher Weise durch Umsetzung der entsprechenden Mono-, Di- oder Trialkylphenole mit äquilibrierten Chlorsiioxanen bzw. Chlorsiloxanylsulfaten unter Verwendung geeigneter Säureakzeptoren gemäß US-PS 31 15 512 herstellbar. Ein anderes Herstellungsverfahren besteht in der Umsetzung der entsprechenden Mono-, Di- oder Trialkylphenole mit äquilibrierten Si H-Bindungen enthaltenden Siloxanen, wobei die Verknüpfung unter Abspaltung von Wasserstoff erfolgt. Hierbei ist die Mitverwendung geeigneter Katalysatoren, wie Sn-Octoat, sinnvoll. Verfahren dieser Art sind in der GB-PS 9 54 041 gezeigt mit der Abweichung, daß dort Polyäthermonoole und nicht Alkylphenole als Reaktionspartner verwendet werden.

Die siliciumorganischen Verbindungen, bei welchen die Mono-, Di- oder Trialkylphenylreste über SiC-Bindungen an das Siloxanmolekül angeknüpft sind, lassen sich vor allem auf zwei bekannten Wegen herstellen:

a) Durch Anlagerung der entsprechenden Allyl- bzw. Vinyläther der Mono-, Di- oder Trialkylphenole an äquilibrierte SiH-Bindungen enthaltende Siloxane unter Verwendung von Pt-Katalysatoren, wie H₂PtCl₆, nach dem Schema:

-SiH

20

ill

Diese Reaktion ist für die Herstellung sogenannter organofunktioneller Siloxane sehr geläufig. Als Beispiel für eine solche Addition von ungesättigten Äthern an SiH-Gruppen enthaltende Siloxane sei hier die Addition an alkenylgruppenhaltige PoIyäther genannt, welche in der US-PS 28 68 824 beschrieben ist.

b) Durch Umsetzung von Siloxanen mit -SiCH₂-Halogen-Gruppen mit den entsprechenden Mono-, Di- oder Trialkylphenolen in Gegenwart von Säureakzeptoren. Dabei entstehen nach dem Schema:

—SiCH,- Halogen + H

— H Halogen

-Si-CH

C_rH,,_M

r = wie bereits definiert

mono-, di- oder trialkylphenoxy-substituierte Siloxane, welche über eine CH>-Gruppe verbunden sind. Ein solches Verfahren ist in der Monografie von W. Noil »Chemie und Technologie der Silicone«, Verlag Chemie. 1968, auf Seite 321 beschrieben, wobei dort als nichterfindungsgemäße phenolische Komponente 4.4'-Dihydroxvdiphenylpropan eingesetzt wird.

Wie oben ausgeführt, sind Gegenstand der Erfindung Präparationen, welche die aryloxysubstituierien Siliconöle als Wirkstoffe in Mengen von 1-99Gew.-% enthalten (im folgenden als Substanzen der Gruppe A bezeichnet), neben 99—1 Gew.-% an sich bekannter Präparationsbestandteile.

Beispiele solcher an sich bekannter Präparationsbestandteile sind solche Substanzen, die ebenfalls unpolar sind und die Gleiteigenschaften auch bei sehr hohen Garnabzugsgeschwindigkeiten nicht beeinträchtigen (Gruppe B). Zu dieser Gruppe B gehören z. B. die

bo sogenannten Esteröle, wie etwa Fettsäureester von Polyolen. Solche Verbindungen sind z. B. Trimethylolpropantripelargonat oder Pentaerythrittetrapelargonat oder Ester von Monoolen, -wie Stearinsäurehexadecylester, Stearinsäurebutylester oder Oleyloleat Als Esteröle kann man auch Dialkylphthalate bezeichnen, wobei insbesondere solche Dialkylphthalate von Interesse sind, welche sich von verzweigten sekundären und primären Alkoholen ableiten. Auch Esteröle, die sich

von aliphatischen Dicarbonsäuren ableiten, sind verwendbar. Preislich günstigere unpolare Präparationsbestandteile sind Mineralöle bzw. flüssige oligomere Polyolefine; solche Präparationsbestandteile sind aber den Esterölen hinsichtlich ihrer thermischen Stabilität unterlegen. Als im wesentlichen unpolare Bestandteile sind auch hydrophobe Polypropylenglykole zu bezeichnen, welche aber gegenüber den Esterölen ebenfalls bezüglich ihrer thermischen Belastbarkeit Nachteile aufweisen. Die Viskositäten (bei 20⁰C) der unpolaren bzw. schwachpolaren öle dieser Gruppe B liegen in der Regel zwischen 5 und 100 cP, vorzugsweise 10 bis 60 cP.

Schmelzspinnpräparationen enthalten meist noch Verbindungen, die man je nach ihrer mehr oder weniger ausgeprägten Polarität in Verbindungen der Gruppe C und Gruppe D aufteilen kann.

Die mäßig polaren, nichtionischen Komponenten der Gruppe C haben u. a. die Aufgabe, eine mittlere antistatische Wirkung zu entfalten und gegebenenfalls die Verträglichkeit der unpolaren Anteile (Gruppe B) mit den stark polaren, ionischen Bestandteilen (Gruppe D) zu verbessern. Letztere Bestandteile sind besonders als hochwirksame Antistatika gebräuchlich. Typische Vertreter nichtionischer Präparationsbestandteile sind wasserlösliche oder wasserdispergierbare Äthylenoxid-Addukte an Fettsäuren, Fettalkohole, Fettamine oder Fettsäureamide, wobei die flüssigen niederviskosen Vertreter dieser Gruppe bevorzugt sind. Besonders geeignet ist

C₁₂H₂₅N(CH₂CH₂OH)₂

wobei der Ci₂H₂S-ReSt eine entsprechende Mischung aus CeHi7-, CioH₂i-, Ci₂H₂S-, CmH₂S-, C16H33- und CieH37-Resten darstellt. Dabei können die OH-Gruppen vollständig oder teilweise verestert oder veräthert sein. Geeignet sind auch Äthylenoxid-Addukte an Polyolester von Fettsäuren, wie Glycerin bzw. Sorbitester, z. B. Sorbitmonooleat oder Glycerintrioleat Besonders thermostabile, nichtionische Präparationsanteile stellen Äthylenoxid-Addukte an Alkylphenole, wie z. B. Nonylphenol, dar.

Die stark polaren Präparationsanteile der Gruppe D, welche aus ionische Gruppen aufweisenden, meist flüssigen organischen Tensiden bestehen, können anionisch, amphoter oder kationisch sein. Diese Verbindungen haben vor allem als hochwirksame antistatisch wirkende Zusätze Bedeutung erlangt Typische Anionentenside dieser Gruppe sind Alkalisalze von Alkylphosphaten bzw. Alkylphosphonaten, z. B. Na-Octyl-l'/₂-PhosphaL Daneben sind auch sulfurierte Mineralöle bzw. Fettalkoholsulfate bzw. Alkylpolyäthersulfate verwendbar. Auch Alkalisalze von gegebenenfalls ungesättigten höheren Fettsäuren gehören in diese Gruppe. Weitere Vertreter dieser Gruppe sind Alkalisalze von Alkylbenzolsulfonaten. Typische Amphotenside dieser Gruppe sind die tensidischen Betaine. Besondere Bedeutung haben als Schmelzspinnpräparationsanteile die kationischen Tenside erlangt, wie insbesondere Alkyltrimethylammoniumsulfate, z. B. Kokostrimethylammoniummethosulfat Besonders geeignetist

CH₂CH₂-OH
CuH₂₅-N-CH₂CH₂-OH

Br⁸

wobei der Ci₂H₂₅-ReSt sich aus Cg-, Ci₀-, C₎₂, Ci₄-,

C|₈-Ante:len als statistisches Mittel ergibt. Dabei können die OH-Gruppen teilweise oder vollständig veräthert oder verestert sein. Aufgrund der geringen thermischen Stabilität der stark polaren, ionische Gruppen aufweisenden Komponenten der Gruppe D und ihrer schlechten Verträglichkeit nimmt man von diesen Verbindungen nur die jeweils erforderliche Minimalmenge. Antistatisch wirksame Verbindungen der Gruppen C und D sind zusammenfassend beschrieben von W. Biedermann, »Plaste und Kautschuk«, 16, 8-15 (1969) sowie von L R. Kumar in Silk, Rayon Ind., India 12,315-333(1969).

Die Erfindung betrifft deshalb insbesondere Präparationen, welche aus

1 — 99 Gew.-% siliciumorganischen, obenbeschriebenen Verbindungen (Gruppe A),

0 —80Gew.-% unpolaren bzw. sch wachpolaren ölen (Gruppe B),

0 —4OGew.-°/o nichtionischen Verbindungen (Gruppe C) und

0 — 20 Gew.-°/o ionogenen Tensiden (Gruppe D)

bestehen, wobei von C und D zusammen mindestens 1 Gew.-% anwesend sein muß. Dabei sind Präparationen besonders bevorzugt, welche aus

10 — 95 Gew.-% der siliciumorganischen, obenbeschriebenen Verbindungen(Gruppe A),

0 —80Gew.-% unpolaren bzw. schwachpolaren Ölen (Gruppe B),

O-4OGew.-°/o nichtionischen Verbindungen (Gruppe C) und

0—15 Gew.-% ionogenen Tensiden (Gruppe D)

bestehen.

« Eine weitere besonders bevorzugte Präparation ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 80-95 Gew.-% eines Siloxans der Formel

H₁₉C₉-If V-O-

-C9H19

CH₃

Si —O —

CH₃

und 5 — 20 Gew.-% einer Verbindung der Formel
R-N-(CH₂CH₂OH)₂

wobei R ein Alkylrest mit 8—18, insbesondere 12 C-Atomen ist,

besteht

Je nach Applikationsform können diese Substanzen in dem oben beschriebenen Gemisch unverdünnt oder verdünnt in Form von Lösungen, wobei als Lösungsmittel vorzugsweise Kohlenwasserstoffe geeignet sind, oder in Form von Emulsionen angewendet werden, wobei im Falle der Emulsionen noch geeignete, -dem Fachmann geläufige Emulgatoren mitverwendet werden können. Darüber hinaus können diesen Präparationen entsprechend dem Stand der Technik noch übliche

ω andere Zusätze, wie z. B. Oxydätfcrasirihibitoren, wie z. B. Phenole (z. B. Dikresylpropan) oder Natriumhypophosphit, zugesetzt werden.

Aufgrund der guten Verträglichkeit der aryloxysubstituierten Siliconöle lassen sich im Rahmen der gezeigten Zusammensetzungen vor allem auch lösungsnittelfreie Schmelzspinnpräparationen herstellen, welche selbstemulgierend sind und deshalb leicht auswaschbar und gut verträglich. Solche lösungsmittelfreien

100%-Präparationen sind gegenüber Lösungen und Emulsionen bezüglich der Umweltbelastung fortschrittlich.

Die erfindungsgemäßen Präparationen zeichnen sich gegenüber den Zubereitungen des Standes der Technik mit üblichen Siliconölen durch verringerte Vergelungs- und Vergilbungsanfälligkeit beim langzeitigen Erhitzen von 200° C und darüber aus. Die erfindungsgemäßen Präparationen sind außerdem verträglicher mit nachfolgend eingesetzten Textilhilfsmitteln wie Schlichten. Sie sind außerdem leichter auswaschbar und besonders fortschrittlich bei solchen Verfahren verwendbar, die mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten bzw. bei denen die Heizaggregate besonders hohe Temperaturen aufweisen (Spinn-Streeken, Spinn-Sireck-Texturieren).

In den folgenden Beispielen wird die nicht beanspruchte Herstellung der siliciumorganischen Verbindungen sowie deren Eigenschaften bzw. der mit ihnen hergestellten Präparationen bei der Faserbehandlung beschrieben:

Beispiel A
(Herstellverfahren 1)

112,2 g (0,5 1 Äquivalente) Nonylphenol werden mit 996 ml Toluol versetzt. Danach werden unter Rühren zur azeotropen Trocknung des Nonylphenols 200 ml Toluol abdestilliert Der Kolbeninhalt wird auf 50° C gebracht und mit 2863 g (0,50 Äquivalente) eines Chlorsiloxanylsulfates der idealisierten mittleren Durchschnittsformel

Cl-

CH₃

Si —O —

CH₃

_ 13.7

CH₃

Si — Cl

CH₃

wobei ein Teil des Cl durch

SO₄

ersetzt ist, versetzt.

Anschließend wird 30 Minuten bei 5O⁰C gerührt Danach wird bei gleicher Temperatur bis zur alkalischen Reaktion Ammoniak eingeleitet Es wird danach weitere 30 Minuten unter schwacher N H₃-Abdeckung gerührt und anschließend auf <30°C abgekühlt Nun erfolgt eine Zwischenfiltration über eine mit einer Filterschicht aus Cellulosefasern belegten Presse. Das blanke Filtrat wird wieder eingesetzt und der Kolben evakuiert Es wird umer kräftigem Rühren das gesamte, bis zu einer Sumpftemperatur von 100⁰C übergehende Destillat abgenommen. Wenn kiin Destillat mehr

anfällt, wird noch Ui. Stunde bei der Sumpftemperatur von 100⁰C im Vakuum (20 mm Hg) gerührt. Danach wird der Kolbeninhalt durch Kühlen auf ca. 30° C gebracht und anschließend belüftet. Über eine Filterschicht aus Cellulosefasern wird erneut filtriert. Das so hergestellte blanke Produkt hat eine Viskosität (bei 20° C) von 44,8 cP.

Beispiel B
(Herstellverfahren 2)

130 g (0,50 Äquivalente) Nonylphenolallylather werden vorgelegt und danach auf eine Temperatur von 120°C erhitzt. (Die Herstellung des Nonylphenolallyläthers erfolgt in an sich bekannter Weise, indem Nonylphenol mit Allylchlorid unter Verwendung von Kaliumhydroxid als Säureacceptor allyliert wird. Siedepunkt des Nonylphenolallyläthers gleich 135° C (1,5 mm Hg). Unter Rühren werden bei dieser Tempera-

2(i tür 7,25 mgPyridin · C₂H₄ · PtO₂(I4,5 mg Pt-Katalysator pro Mol Nonylphenolallyläther) zugesetzt. Danach erfolgt, zunächst nur mit geringer Geschwindigkeit, das Zutropfen von 308 g (0,50 Äquivalente) eines Siloxans der mittleren Durchschnittformel

H —

CH₃

Si-O —
CH₃

15.8

CH₃

Si-H

CH₃

J5 Erst wenn die Reaktion angesprungen ist (sichtbar durch Ansteigen der Sumpftemperatur), wird die Zutropfgeschwindigkeit so gesteigert, daß innerhalb von 2 Stunden das Zutropfen beendet ist Danach wird 1 Stunde bei 120⁰C Badtemperatur gerührt und anschließend abgekühlt Es entsteht ein schwach braun gefärbtes, klares Produkt mit einer Viskosität (20⁰C) von 152 CP.

Beispiel C
⁴ ' (Herstellverfahren 3)

HOg (0,50 Äquivalente) Nonylphenol werden mit 375 ml Toluol versetzt Danach werden unter Rühren zur azeotropen Trocknung des Nonylphenols 125 ml Toluol abdestilliert Der Kolbeninhalt wird auf 90° C gebracht und mit 0,95 g Sn-Octoat versetzt Danach werden bei 95° C Innentemperatur innerhalb von 2 Stunden 143 g (0,50 Äquivalente) eines Siloxans der mittleren Duchschnittsformel

CH₃

CHj—Si—O-CH,

CH₃
Si—O-CH₃

CH₃
Si—O-H

CH₃

Si—CH₃

CH₃

zugetropft Hierbei setzt starke Wasserstoffentwicklung ein. Nach Beendigung der Siloxanzugabe wird innerhalb 20 Min. die Badtemperatur bis auf 140⁰C gesteigert. Es wird nun 5 Stunden bei kräftigem Rühren unter Rückfluß gehalten.
Anschließend wird das gesamte, bis zu einer

Sumpftemperatur von 140°C unter H2O Vakuum eine Filterschicht aus Cellulosefasern wird danach die

übergehende Destillat abgenommen. Wenn kein Destil- Filtration vorgenommen. Es entsteht ein schwach gelb

lat mehr anfällt, wird noch V2 Stunde bei der gefärbtes, klares Produkt.

Sumpftemperatur von 140°C im Vakuum (20 mm Hg) Die Beschreibung zu der folgenden Tabelle befindet

gerührt. Danach wird der Kolbeninhalt durch Kühlen > sich im Anschluß an die Tabellen.

auf ca. 30°C gebracht und anschließend belüftet. Über

Nr.

l'cnliicry- lhrillclra- pclureoniit	-	Il	-cn.- -	-	-	— und
Mclhyl- siliconöl. 25 el"	-	C₄I I, -(	C₃II*	-		— und
	(CII₁I₁-Si-		CIl,-	O
	(CII₁),-Si —	(I		- c' \ o-icil·)
			« CH, 1 C₁₃I
		(I	8 cn,
		(I
		2 cn,

7	tei-hn. WcilS- Ol (5°i:i (Marke: Risella (i IX llcrslellei: Shell \(il	Nonylphcnyl-
8		Nnnylphcnyl-
		Niinylphcnyl-
IO		Dndccylphcnrl-
Il		2.6-ni-lcrl,- butylphcnyl
12		2.6-Di-scc- butylphcnyl
13		Nonylphcnyl
14		Nonylphcnyl- K
15		(CH₁),-Si —
16		Nonylphcnyl-

(I cn,—

ο cn,—

ti cn,—

(I CH,-

ο cn,—

CIl,-

IClI₃),-

17

18 Mischung
aus I und 8: (1:1)

19 Mischung 6 und 8;
(1:1)

Nonylphcnyl-

(I	cn,—
1	cn,—
(I
0
	K)ClI, — und 4 Nonylphcnoxy-
	10 CII,-
0
2 CII₁-C
10CH,- 2 CH₁-
— und
O
\ 0-(CH₃)-
— und

CIl,-

Zahl der	Viskosi	lU-rsliMI-
Si-	tät	vcrl'ahrcn
Alomc/	(20 C".
Mol	in cl'l

- 8(1.(1

>I5 25.(1

7.2 0 14.4 16.(1

5.11 Il 12.5 1(,.(I

5.(1 (I 12.0 23.7

('.(I	0	12.0	4(1.7	1
7.35	0	14.7	44.S	1
').()	0	18.0	45.5	1
7.75	(I	15.5	(ils	1
7.75	(I	15.5	43.')	I

7.75 0

6.0 0

15.5

12.0

6.0 0 12.0

41.Ί

6.4	T	27.6	61.0
X.4	(I	16.x	15:
7.0	0	16.0	33M

156

57.(1

64.6

41.0

	Gehalt an flüch	15	26 45 459	Weißöl 5⁰E	16	Viskositäts	Gleitwirkung bei hohen
	tigen Bestand	Vergelungs-			temperatur	Garnabzugsgeschwindig
Nr.	teilen (3 g Ein	zei: \|h)		Pentaerythrit- tetrapelargonat	koeffizient	keiten (Polyestergarn;
	waage; Metall- schale Φ 5,2 cm; 16h bei 200 C-	bei 200 C	Verträglichkeit (25 Gew.-% Wirk		Viskosität bei 80 C	100 m/min.) gemessen wurde der Reibungs koeffizient μ (Faser/ Metall) für μ= 03-0,24:
	*twit UCI £.\J\J* V- ^** Umluft)		stoff, 75 Gew.-%		Viskosität	gut; für u=>0,24: mäßig
	in Gew.-%		bzw. Esteröl)	_		mäßig
	22,3		Weißöl 5°E	• nicht mischbar		gut
	32,6	24		klar	bei 20 C.	gut
1	-	>500		klar	0,85	gut
2	-	< 16	klar	klar	0,65	gut
3	-	< 8	nichi mischbai	klar	0,66	mäßig
4	>95,0	< 8	klar	klar	-	gut
5	25,1	< 8	klar	klar	-	gut
6	22,0	280	klar	klar	-	gut
7	19,5	280	-	trübe	0,77	gut
8	21,6	328	klar	trübe	0,76	gut
9	26,5	144	klar	trübe	0,74	gut
10	30,0	456	klar	trübe	-	gut
11	29,8	>500	kiar	trübe	-	gut
12	14,5	216	klar	klar	-	gut
13	26,0	144	klar	klar	-	gut
14	31,6	40	klar	klar	-	gut
15	26,6	40	klar	klar	-	gut
16	22,3	40	klar	klar	-	gut
17	58,6	40*)	klar		-
18		280	klar		-
19	klar	-
	klar

*) Viel geringere Vergilbung als bei Vergleichsbeispicl 1.

In der obigen Tabelle sind unter den Nummern 1 bis 6 nichterfindungsgemäße Verbindungen des Standes der Technik den unter den Nummern 7 bis 17 aufgeführten erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen und den unter den Nummern 18 und 19 aufgeführten erfindungsgemäßen Präparationen, die jedoch noch keine polaren Anteile enthalten, gegenübergestellt.

Die unter den Nummern 3, 4, 5 sowie 7 bis 17 aufgeführten Verbindungen lassen sich durch unsere im Anspruch 1 dieser Anmeldung wiedergegebene Formel beschreiben, wobei jedoch nur die Verbindungen 7 bis 17 die Bedingungen des Anspruchs 1 in bezug auf diese Formel erfüllen.

Die nichterfindungsgemäßen Faserbehandlungsmittel, die unter den Nummern 1 und 3 bis 6 aufgeführt sind, vergelen bei 200° C für Praxiserfordernisse zu schnell. Das unter 2 aufgeführte Methylsiliconöl ist zwar ausreichend vergelungsbeständig, jedoch aufgrund seiner Unverträglichkeit mit anderen Komponenten nicht verwendbar. Auch in der Gleitwirkung und hinsichtlich des Viskositätstemperaturkoeffizienten sind die erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen den heute besonders häufig eingesetzten »Esterölen«, wie t>o Pentaerythrittetrapelargonat, deutlich überlegen. Die unter 18 und 19 aufgeführten erfindungsgemäßen Mischungen zeigen außerdem, daß die Vergelungszeit nicht etwa — wie zu erwarten — durch den schwächeren Partner in der Mischung bestimmt wird, sondern in überraschender Weise weit über das Niveau des schwächeren Partners angehoben wird. Die also einen stabilisierenden Effekt auf andere Bestandteile von Faserbehandlungsmitteln aus. Die unter den Nummern 10 bis 14 aufgeführten erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen sind zwar mit Pentaerythrittetrapelargonat nicht klar mischbar, es kommt jedoch hier nicht wie beim unter 2 aufgeführten Methylsiliconöl zu einer sofortigen Phasenseparation. Relativ stabile Dispersionen sind jedoch als Faserbehandlungsmittel durchaus verwendbar.

Analysen der unter 3 aufgeführten nichterfindungsgemäßen Verbindung im Vergleich zu erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen vor und nach der thermischen Belastung zeigen außerdem, daß der Alkoxyrest der nichterfindungsgemäßen Verbindung 3 beim thermischen Belasten abgespalten wird (Hydrolyse), während die Mono-, Di- oder Trialkylphenoxireste auch dann nicht abgespalten werden, wenn sie über SiOC-Bindungen an das Siloxangerüst geknüpft sind.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen zeigen bei der Belastung bei 200⁰C außerdem eine viel geringere Vergilbungstendenz als Produkte des Standes der Technik (z. B. solche Verbindungen, wie unter 1 und 6 aufgeführt).

Der Test, mit dem der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bestimmt worden ist, entspricht einem üblicherweise durchgeführten Verfahren. Ein sehr ähnliches Verfahren ist z. B. in der US-PS 35 78 594 auf Spalte 15, Absatz 1, Reihe 4, beschrieben.

Von besonderer Bedeutung für die Wirksamkeit von Siloxankomponenten in Faserbehandlungsmitteln, vor

Cl !IIIUUllgag^ii

Verbindungen üben a!!em im Hinblick auf eine Verbesserung der Gleitwir-

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kung, ist die Frage, ob die verwendeten Siloxane in der Abmischung oberflächenaktiv sind. Es wurden deshalb erfindungsgemäß verwendbare Verbindungen in Mengen von jeweils 1% zu einem Mineralöl (Weißöl 5° Engler) hinzugefügt und die Oberflächenspannung gemessea Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Verbindungs-Nr.	Oberflächen
	spannung
	(dyn/cm)
2 (unmodifiziertes	23,4
Methylsiliconöl; zu
1 % nur trübe
mischbar)
7	24,2
8	24,7
9	24,6
Weißöl 5° Engler,	27,2
ohne Zusatz

Aus den gemessenen Werten ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäß verwendbaren Verbindungen trotz ihrer stark verbesserten Verträglichkeit die Oberflächenspannung des benutzten Mineralöls fast genauso weit heruntersetzen, wie unmodifiziertes Methylsiliconöl, welches im Mineralöl auch bei l%igem Zusatz nur trübe Ateaischungeu ergibt

Als Schmelzspinnpräparationen sind nur solche Mischungen verwendbar, die einen gewissen Prozentsatz antistatisch wirksamer Komponenten enthalten. Als eine solche Komponente ist z. B. ein« Verbindung der Formel

R-N-(CH₂CK₂OH)₂

(R=CgHi? bis Ci₈H₃7. im Durchschnitt=C₎₂H_?i) verwendbar. Aus 95Gew.-% des erfindungsgemäß verwendbaren modifizierten Siliconöls, das in der Tabelle unter Nr. 7 aufgeführt wird, und 5Gew.-% obigen nichtionogenen Antistatikums entsteht eine klare Mischung mit einer Viskosität von 56,5 cP (20⁰C) und einem für unvermisehte nichtionogene Tenside typischen antistatischen Niveau. Dagegen ist ein reines Siliconöl mit diesem Antistatikum nicht abmischbar. Eine analoge Mischung aus 95 Gew.-% obigen Antistatikums ist zwar klar, jedoch weist eine solche Mischung eine Vergelungszeit von 24 Stunden (bei 200⁰C) auf, während die obige erfindungsgemäße Mischung aus 95Gew.-% des modifizierten Siliconöls (Nr. 7 der Tabelle) und 5 Gew.-% des obigen Antistatikums eine Vergelungszeit von > 200 Stunden (bei 200° C) besitzt

Claims

Patentansprüche:

1. Textilfaserpräparation, insbesondere Schmelzspinnpräparation, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wirksame Komponente aus 1-99 Gew.-% Verbindungen der allgemeinen Formel

'_O — M„—

CHj

Si-O-

R⁴

Si*—O —

• A ■

R²—Si—CH₃

■ ι

M. Q-R¹ CH₃
Si-O-

CH₃

Si-M_n-O-R¹
R'

R¹ ein Mono-, Di- oder Trialkylphenylrest ist, wobei die Summe der in Form der Alkylreste gebundenen Kohlenstoffatome pro Phenylrest mindestens 6 und höchstens 12 beträgt, und bzw. oder der Trimethylsilylrest ist,

Il —o—c—

oder
O

Il —c—o—

unterbrochen sein kann und/oder der Rest Ma-O —R³ ist, wobei R³ ein Mono-, Di- oder Trialkylphenylresi ist, wobei die Summe der in Form der Alkylreste gebundenen Kohlenstoffatome pro Phenylrest mindestens 6 und höchstens 12 beträgt, und bzw. oder der Rest

-CH-C₆H₅
CH₃

ein Alkylrest mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen und bzw. oder v,

40

— O —

bedeutet,

CH₃
Si — O-R²

M„—O —R¹

60 M ein Alkylenrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen ist, die Indices

und das durchschnittliche Molekül 5-30 Si-Atome, von denen höchstens 20 Mol-% Si*-Atome sind, und 0,5 bis 10 Mono-, Di- oder Trialkylphenylreste enthält

neben 99 -1 Gew.-% an sich bekannten Präparationsbesiandteilen, besteht.

2. Präparation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der in ihr enthaltenen siliciumorganischen Verbindung R⁴ ein Methylrest ist.

3. Präparation nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der in ihr enthaltenen siliciumorganischen Verbindung das durchschnittliche Molekül 2 Mono-, Di- oder Trialkylphenylreste enthält.

4. Präparation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 8j —95 Gew.-% eines Siloxans der Formel

H₁₉C

O-

CH₃

Si-O-

CH₃

C9H19

und 5 — 20 Gew.-% einer Verbindung der Formel
R-N-(CH₂CH₂OH)₂

wobei R ein Alkylrest mit 8—18, insbesondere 12 C-Atomen ist,

besteht.

5. Präparation nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Lösungsmittel gelöst oder einer nicht lösenden Flüssigkeit emulgiert vorliegt.