DE1911328A1

DE1911328A1 - Monocarbonsaeureester von Polyaetheralkoholen

Info

Publication number: DE1911328A1
Application number: DE19691911328
Authority: DE
Inventors: Rudolph Dr Hans; Langmann Dr Werner
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-03-06
Filing date: 1969-03-06
Publication date: 1970-10-01

Description

Monocarbonsäureester von Polyätheralkoholen Gegenstand der Erfindung sind Monocarbonsäureester von Polyätheralkoholen der Formel in der R eine Methyl- oder Äthylgruppe, X Wasserstoff oder die Gruppierung -(CH2-CH2-O)n-H, m eine Zahl von 5 - 20, vorzugsweise 10 - 15, und n eine Zahl von 2 - 20 bedeuten, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung als Dispergier- und Emulgiermittel.
Die erfindungsgemäßen Monocarbonsäureester werden dadurch erhalten, daß man Polyätherßlkohole der Formel I mit 10 - 22 C-Atome enthaltenden, vorzugsweise 12 - 20 C-Atome enthaltenden, Monocarbonsäuren verestert, wobei man die Mengenverhältnisse zwischen Monocarbonsäuren und den Polyätheralkoholen der Formel I so wählt, daß auf jede OH-Gruppe 0,1 - 1, vorzugsweise 0,4 - 0,8, CarbonsäuremolekU1e entfallen.
Als Vertreter der 10 - 22 C-Atome enthaltenden Monocarbonsäuren seien beispielsweise genannt: gesättigte aliphatische Carbonsäuren, wie Caprinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensåure, ungesättigte aliphatische Carbonsäuren, wie ölsäure, Undecensäure, Ricinolsäure, Ricinensäure, Linolsäure oder Linolensäure, oder Gemische gesättigter und/oder ungesättigter aliphatischer Carbonsäliren', wie sie z. B. bei der Paraffinoxydation und der Oxosynthese anfallen oder wie sie in den durch Verseifung pflanzlicher und tierischer Fette erhaltenen Fettsäuregemischen, z. B. in der Leinölfettsäure, vorliegen, ferner aromatische Carbonsäuren, wie die p-tert.Butyl-benzoesäure oder p-Nonylbenzoesäure.
Die Veresterung kann nach den Ublichen Veresterungsverfahren vorgenommen werden; im vorliegenden Fall hat sich besonders das Veresterungsverfahren bewährt, bei dem Veresterungsmittel und zu veresterndes Produkt am Wasserabscheider, gegebenenfalls unter Zusatz eines Schleppmittels, bis zur vollständigen Veresterung erhitzt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu veresternden Polyätheralkohole -der Formel I kann auf verschiedene Weise vorgenommen worden sein, beispielsweise durch Polymerisieren von Trimethylenoxidalkoholen und Umsetzen der Polymerisate -mit Äthylenoxid gemäß dem in der deutschen Patentschrift 1 023 227 beschriebenen Verfahren oder durch Äthoxylieren monomerer Trimethylenoxidalkohole und anschließendes Polymerisieren der erhaltenen Äthoxylierungsprodukte, z. B. gemäß dem in der deutschen Patentschrift 1 037 136 beschriebenen Verfahren.
Die den erfindungsgemäß zu veresternden Polyätheralkoholen zugrunde liegenden monomeren Trimethylenoxidalkohole entsprechen der Formel in der R eine niedere Alkylgruppe, vorzugsweise eine Methyl- oder Äthylgruppe, bedeutet.
Diese Xrimethylenoxidalkohole werden - vor oder nach der Polymerisation - mit Äthylenoxid in solchen Mengenverhältnissen umgesetzt, daß auf jede OH-Gruppe 2 - 20, vorzugsweise 6 - 13, Moleküle Äthylenoxid entfallen.
Die erfindungsgemäßen Monocarbonsäureester von Polyätheralkoholen der Formel I sind ausgezeichnete Dispergiermittel, z. B. für Kalkseifen, Ruß, insbesondere aber für Farbstoffe. Sie eignen sich sowohl zum Dispergieren von Farbstoffen in wäßrigen Bädern, wie auch zum Dispergieren von Farbstoffen in organischen Lösungsmitteln. Ferner sind sie hervorragende Emulgatoren für die Herstellung wäßriger Emulsionen von Kohlenwasserstoffen, pflanzlichen Ölen und Fetten und Silikonölen. Ihr Tensid-Charakter läßt sich durch den Äthoxylierungsgrad der polymeren Trimethylenoxidalkohole, die Art der Carbonsäure und insbesondere durch den Veresterungsgrad, d. h. das Verhältnis von OH-Gruppen zu Monocarbonsäuren, weitgehend variieren und so dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen. Verestert man beispielsweise 40 % der OH-Gruppen eines mit 6 Molekülen Äthylenoxid Je OH-Gruppe äthoxylierten polymeren Trimethylenoxidalkohols mit Ölsäure, so erhält man einen wasserlöslichen Ester, der sich ausgezeichnet zum Dispergieren wasserunlöslicher Farbstoffe in wäßrigen Bädern eignet. Verestert man dagegen 80 % der OH-Gruppe des gleichen äthoxylierten polymeren Alkohols mit Ölsäure, so erhält man einen wasserunlöslichen Ester, der sich hervorragend zum Dispergieren von Farbstoffen, z. B. Dispersionsfarbstoffen oder anionischen Farüstoffen, wie sauren Wollfarbstoffen, substantiven Farbstoffen, Metallkomplexfarbstoffen, in organischen Lösungsmitteln, z. B. Perchloräthylen, eignet. Ferner haben sich die erfindungsgemäßen Monocarbonsäureester auch als wertvolle Waschmittel von ausgezeichnetem Schmutztragevermögen und als Egalisiermittel bewährt.
Die hervorragende Wirkung der erfindungsgemäßen Monocarbonsäureester geht u. a. daraus hervor, daß sie bereits in äußerst geringen Konzentrationen, die weit unterhalb der kritischen Micellbildungskonzentration üblicher Dispergierhilfsmittel liegen, auf Farbstoffe solubilisierend wirken.
Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile; die angegebenen Farbstoffnummern beziehen sich auf die Angaben in Colour Index, Bd. 3, 2. Auflage (1956).
Beispiel 1 140 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 6 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols, 56,4 Teile Ölsäure und 350 Teile Xylol werden unter Rühren so lange am Wasserabscheider gekocht, bis sich kein Wasser mehr abscheidet; danach wird das Xylol abdestilliert. Man erhält 192 Teile einer viskosen, mit Wasser mischbaren Flüssigkeit (Säurezahl 10). Der Ester eignet sich vorzüglich zur Herstellung von Dispersionen wasserunlöslicher Farbstoffe.
0,5 g des Farbstoffs Colour Index Nr. 12 100 werden mit 1 g des Esters in einer Reibschale gut verrieben, das homogene Präparat in Wasser eingetragen und die Mischung 2 Minuten intensiv gerührt. Man erhält eine stabile Farbstoffdispersion.
Beispiel 2 172 - Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 13 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 17,6 Teilen ölsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 186 Teile einer Flüssigkeit, die sich in Wasser löst.
Der Ester eignet sich z. B. als Dispergiermittel für Azopigmente in den Entwicklungsbädern der Naphthol-PS-Färbung.
4 Teile 2,3-Oxynaphthoesäure-ß-naphthalid werden mit 4 Teilen Äthanol angeteigt. Danach werden der Paste 2 Teile Natronlauge (Dichte 1 308) zugesetzt. Hierauf verdünnt man mit 8 Teilen enthärtetem Wasser, setzt 2 Teile Formaldehyd (30 %) zu und gibt nach einer halben Stunde die erhaltene Lösung in 1000 Teile Wasser, dem vorher 5 Teile Natronlauge (Dichte 1,308) zugesetzt worden sind. In dieser Flotte wird Baumwollstückware eine halbe Stunde bei Zimmertemperatur behandelt, abgequetscht und anschließend 30 Minuten mit einer Flotte behandelt, die im Liter 7,5 Teile des Diazoniumsalzes von 4-Chlor-2-amino-toluol, 2 Teile des Esters und 50 Teile Kochsalz enthält. Dann wird gespült und in üblicher Weise geseift. Die Entwicklungsflotte besitzt eine durch den Zusatz des Produktes verbesserte Haltbarkeit; die erhaltene Rot-Färbung zeichnet sich durch eine hervorragende Reibechtheit aus.
Beispiel 3 175 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 6 Mol Äthylenoxid je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 25 Teilen Laurinsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 198 Teile einer Flüssigkeit, die sich in Wasser löst.
Der Ester eignet sich hervorragend dazu, die Ausfällung von Kalkseifen, z. B. in harten Betriebswässern, zu verhindern.
Löst man 10 g Natriumoleat in 1000 g Wasser von 300 deutscher Härte unter Zusatz von 10 % Ester, bezogen auf das Oleat, so wird eine durchscheinende kolloidale Lösung erhalten; ohne den Ester-Zusatz erhält man eine Ausflockung der Kalkseife.
BeisPiel 4 175 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 6 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 66,7 Teilen p-tert.Butyl-benzoesäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert. Man erhält 238 Teile einer Plüssigkeit, die sich in Der Ester ist ein ausgezeichnetes Farbstoffdispergiermittel.
1 Teil des Farbstoffs Colour Index Nr. 12 790 wird mit 1,5 Teilen des Natriumsalzes der 1,1'-Dinaphthylmethan-2,2'-disulfonsäure in einer Kugelmühle zu einer 10 zeigen wäßrigen Farbstoffpaste vermahlen. 50 Teile dieser Paste werden mit 2 Teilen des Esters und 2000 Teilen Wasser vermischt. Man gibt weitere 7 Teile des Esters zu und verdünnt dann mit Wasser auf 7000 Teile. In diese Färbeflotte, deren pH-Wert mit Essigsäure auf 5 eingestellt wird, bringt man bei 500 C 300 Teile eines vorgereinigten Polyestergewebes ein, erwärmt das Bad im geschlossenen Apparat innerhalb von 30 Minuten auf 120 - 1300 C und färbt 1 Stunde bei dieser Temperatur. Anschließend wird das Gewebe sorgfältig gespült.
Man erhält eine gelbe Färbung von hervorragender Reibechtheit.
Beispiel 5 140 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 6 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 113 Teilen ölsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 245 Teile einer Flüssigkeit, die in Wasser unlöslich ist, sich dagegen gut in organischen X6sungBmittela, z. B. Kohlenwasserstoffen, Halogenkohlenwasserstoffen, Estern, Ketonen und Alkoholen, löst. Der Ester eignet sich ausgezeichnet zum Dispergieren von solchen Farbstoffen in Eohlenwasserstoffen und Chlorkohlenwasserstoffen, die in Wasser löslich, aber In Kohlenwasserstoffen und Chlorkohlenwasserstoffen unlöslich sind.
In der Lösung von 10 Teilen des Esters in 990 Teilen Perchloräthylen werden Säurefarbstoffe in Form ihrer Farbsäuren dispergiert. Man erhält tiefgefärbte stabile Dispersionen, die ohne jeden Wasserzusatz zum Färben von Wolle nach dem Ausziehverfahren verwendet werden können.
BeisPiel 6 688 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = C2H5) mit 13 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 283 Teilen Ölsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 950 Teile einer Flüssigkeit, die sich in Perchloräthylen löst. Der Ester eignet sich ausgezeichnet als Farbstoffdispergiermittel.
10 Teile des Farbstoffs der Formel werden mit 15 Teilen des Esters verpastet und mit 925 Teilen Perchloräthylen verdünnt. Ein vorgereinigtes Polyestergewebe wird mit dieser Flotte imprägniert, abgepreßt und getrocknet.
Nach dem Trocknen wird das Gewebe in 3 Teile geteilt. Der erste Teil wird 90 Sekunden auf 1200 C, der zweite Teil 90 Sekunden auf 1500 C und der dritte Teil 90 Sekunden auf 1800 C erhitzt. Nach dem Auswaschen des unfixierten Farbetoffanteils erhält man gleichmäßig angefärbte und gut durchgefärbte Gewebe.
Ein Vergleich mit einer ohne Hilfsmittel durchgeführten Färbung zeigt, daß die Fixierausbeute und die Egalität durch das Hilfsmittel außerordentlich stark verbessert werden.
Bemerkenswert ist, daß das mit der Ester enthaltenden Flotte imprägnierte Gewebebei einer Nachbehandlung bei 1500 C bereits eine tiefere Anfärbung zeigt als das mit einer keinen Ester enthaltenden Flotte imprägnierte Gewebe, welches bei 0 nachbehandelt 180 C nachbehandelt worden war.
BeisPiel 7 113 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = CH3) mit 3 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 40,5 Teilen Ölsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 148 Teile einer Flüssigkeit, die sich in Wasser löst. Der Ester ist ein ausgezeichnetes Waschmittel, das sich durch hervorragendes Schmutztragevermögen auszeichnet.
Beispiel 8 223 Teile eines durch Oxyäthylieren von Polytrimethylenoxidalkohol (R = aH3) mit 18 Mol Äthylenoxid Je Mol OH-Gruppe erhaltenen Polyätherpolyols werden mit 142 Teilen Ölsäure wie im Beispiel 1 beschrieben verestert.
Man erhält 358 Teile einer Flüssigkeit, die sich in Wasser löst. Der Ester eignet sich ausgezeichnet als Egalisiermittel beim Färben mit Dispersionsfarbstoffen.
Wirk-Plissee aus Hexamethylendiaminadipat wird in einem Baumfärbeapparat im Flottenverhältnis 1 : 10 mit einer Flotte gefärbt, die im Liter 0,6 g des im Beispiel 6 angegebenen Farbstoffs, O,1 g des Farbstoffs Nr. 11 855 und 3 g des vorstehend beschriebenen Esters enthält. Man erhält eine hervorragend gleichmäßige Blau-Färbung. Bei Verwendung einer Flotte ohne Ester-Zusatz treten starke Differenzen in Farbtiefe und Farbton zwischen inneren und äußeren Lagen auf.

Claims

Patentansprüche

¼) Ester aus Polyätheralkoholen der Formel in der R eine Methyl- oder Äthylgruppe, X Wasserstoff oder die Gruppierung -(CH2-CH2-O)n-H, m eine Zahl von 5 - 20 und n eine Zahl von 2 - 20 bedeuten, und 10 - 22 Kohlenstoffatome enthaltenden Monocarbonsäuren.
2) Ester gemäß Anspruch 1 aus 0,1 - 1 Mol Carbonsäure je Mol OH-Gruppe in den Polyätheralkoholen.
3) Verfahren zur Herstellung von polymeren Monocarbonsäureestern, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyätheralkohole der Formel in der R eine Methyl- oder Äthylgruppe, X Wasserstoff oder die Gruppierung -(CH2-CH2-O)n-H, m eine Zahl von 5 - 20 und n eine Zahl von 2 - 20 bedeuten, mit 10 - 22 Kohlenstoffatome enthaltenden Monocarbonsäuren verestert.
4) Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gake=nssichnet, daß man Je Mol OH-Gruppe in den Polyätheralkoholen 0,1 - 1 Mol Carbonsäure verwendet.
5) Verwendung der Polyätheralkohol-monocarbonsäureester als Dispergier- und Emulgiermittel.