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DE2621460A1 - Organosiloxanzubereitung - Google Patents

Organosiloxanzubereitung

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DE2621460A1
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Germany
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polydiorganosiloxane
silicon
bonded
carbon atoms
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DE19762621460
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Peter Martin Burrill
Frank Syms Rankin
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Dow Silicones UK Ltd
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Dow Corning Ltd
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Description

PFENNlNQ - MAAS - SEILER MEINIG - LEMKE - SPOTT
8000 MÜNCHEN 40 SCHLEISSHEIMERSTR. 2Θ9
MS-P 348
Dow Corning Limited, London, England Organosiloxanzubereitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Organosiloxanzubereitung und ein Verfahren zur Behandlung keratinartiger Fasern mit dieser Zubereitung.
Wolle und andere keratinartige Fasern werden seit langem mit verschiedenen Substanzen behandelt, um ein Schrumpfen und Verfilzen der Fasern beim Waschen zu verringern. So wurde beispielsweise bereits vorgeschlagen, das Schrumpfen von Wolle durch Behandeln mit bestimmten Organosiliciumverbindungen herabzusetzen. Nach GB-PS 594 901, 613 267 und 629 wird die normale Neigung von Wolle zum Schrumpfen herabgesetzt, indem man Wolle mit bestimmten Alkyl- oder Arylsilanen behandelt. Aus GB-PS 746 307 geht ein Verfahren zur Behandlung von Wolle mit einer Zubereitung hervor, die aus einem Diorganopolysiloxan, dessen organische Reste Alkyl-, Phenyl- und/oder Alkenylreste sind, und einem siliciumgebundene Wasserstoffatome enthaltenden Siloxan besteht. Mit diesem Verfahren werden keratinartige Fasern zwar in gewissem Ausmaß schrumpffest, doch hält der hierdurch erzielte Effekt kein wiederholtes Waschen aus.
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Aus GB-PS 1 396 509 ist ebenfalls ein Verfahren zur Schrumpffestausrüstung keratinhaltiger Fasern bekannt, für das bestimmte aminohaltige Organopolysiloxane verwendet werden. Die besonderen Vorteile des darin beschriebenen Verfahrens ergeben sich jedoch erst dann, wenn chlorierte keratinartige Fasern verwendet werden. Zur Schrumpffestausrüstung keratinartiger Fasern wurde ferner auch bereits vorgeschlagen, solche Fasern mit einem Gemisch aus einem silanolendständigen Polydiorganosiloxan und einem Aminoalkoxysilan zu behandeln. Solche Gemische müssen jedoch in erster Linie unter Verwendung eines Lösungsmittels als Träger angewandt werden. Es lassen sich zwar auch wässrige Emulsionen der Gemische herstellen, doch müssen solche Emulsionen dann sofort verarbeitet werden, damit man optimale Ergebnisse erhält.
Erfindungsgemäß wird nun eine Organosiloxanzubereitung aus (A) einem Polydiorganosiloxan und (B) einem Organosiloxan mit wenigstens drei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen im Molekül, wobei die organischen Reste Alkylreste mit weniger als 19 Kohlenstoffatomen sind, geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Polydiorganosiloxan (A) ein Molekulargewicht von wenigstens 2500 aufweist und endständige Reste -OX enthält, worin X ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkoxyalkylrest mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, wenigstens zwei der im Polydiorganosiloxan vorhandenen siliciumgebundenen Substituenten aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzte einwertige Reste sind, die zumindest zwei Aminogruppen enthalten und über Silicium-Kohlenstoff-Bindungen an Silicium gebunden sind, wobei zumindest 50 % der gesamten im Polydiorganosiloxan vorhandenen Substituenten Methylreste darstellen und die restlichen Substituenten einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis einschließlich 20 Kohlenstoffatomen sind.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Behandlung keratinartiger Fasern mit einer Zubereitung aus den oben angegebenen Bestandteilen (A) und (B) sowie auf die nach diesem Verfahren hergestellten keratinhaltigen Pasern.
Die bei den erfindungsgemäßen Zubereitungen verwendeten Polydiorganosiloxane (A) sind lineare oder praktisch lineare Siloxanpolymere mit einem Molekulargewicht von wenigstens 2500 und mit an jedem endständigen Siliciumatom befindlichen Resten -OX, worin X Wasserstoff oder Alkyl- oder Alkoxyalkyl mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen bedeutet. Beispiele geeigneter Reste X sind Methyl, Äthyl, Propyl oder Methoxyäthyl. X steht vorzugsweise, für Methyl oder Äthyl. An jedem endständigen Siliciumatom können sich bis zu drei Reste -OX befinden, und bevorzugte Polydiorganosiloxane haben an jedem endständigen Siliciumatom einen Rest -OX. Die Polydiorganosiloxane (A) lassen sich in bekannter Weise herstellen, beispielsweise durch Äquilibrierung der entsprechenden cyclischen Siloxane. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Polydiorganosiloxane (A) durch Umsetzen eines von den angegebenen aminohaltigen Substituenten freien silanolendständigen Polydiorganosiloxans mit einem Silan der Formel CH3(XO)2SiZ, worin X obige Bedeutung besitzt und Z für einen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzten einwertigen Rest steht, der wenigstens zwei Aminogruppen enthält und über eine Kohlenstoff-Silicium-Brücke an Silicium gebunden ist.
Zumindest zwei der siliciumgebundenen Substituenten in der Komponente (A) sind die aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzten angegebenen einwertigen Reste, die wenigstens zwei Aminogruppen enthalten. Diese aminohaltigen Susbtituenten weisen vorzugsweise weniger als 21 Kohlenstoffatome auf und sind über eine Brücke aus zumindest drei Kohlenstoffatomen an das Siliciumatom gebunden. Eventuell vorhandener Sauerstoff kann in Form von
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Äthergruppen und/oder Carbonylgruppen vorliegen. Beispiele geeigneter aminohaltiger Substituenten sind
-CH2CH(CH3)CH2HHCH2CH2NH2, - (CH2)
)3NHCH2CH2CH(CH3)3NH2 oder - (CH3) wobei die ersten drei angegebenen Gruppen bevorzugt sind.
Zumindest 50 % der siliciniiigeb-undenen organischen Substituenten im Polydiorganosiloxan sind Methylreste, wobei die anderen zusätzlich zu diesen Methylresten vorhandenen Reste und die angegebenen aminohaitigen Substituenten eimvertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen sind. Beispiele solcher einwertiger Kohlenwasserstoffreste sind Äthyl, Propyl, 2,4,4-Trimethylpentyl, Cyclohexyl, Vinyl oder Phenyl. Die im Polydiorganosiloxan zusätzlich zu den aminohaitigen Resten vorhandenen organischen Reste sind vorzugsweise im wesentlichen alles Methylreste.
Die Organosiloxane, die die Komponente (B) der erfindungsgemäßen Zubereitungen ausmachen, sind im allgemeinen bekannte Materialien. Hierbei kann es sich um eines oder mehrere Organosiloxane mit wenigstens drei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen in Molekül handeln. Diese Organosiloxane sind vorzugsweise lineare Siloxanpolyiuere, sie können jedoch auch cyclisch oder verzwaig-cketfcig sein» Die im Organosiloxan vorhandenen organischen Substituenten sind vorzugsweise Methylreste, es können jedoch auch andere Alkylreste mit weniger als 19 Kohlenstoffatomenf wie Äthyl oder 2P4,4-Triiaethylpsntyl, vorhanden sein» Dis Organosiloxane (E) können beispielsweise Copolymere aus Diniethylbutylsiloscaneinlisiten und MstliVl^/asssrsfcoffsilOKSJ.ieinheitenp Copolymere aus Dimethyl= wassei'sfecffsiloisaneinlieiten^ Hfchylwassesrstoffsiloxansinheiten und Diinethylsiloi:aneinheiten oder Ccpolyiasr© aus Tri= ililihife Ditlliliihii und
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Methylwasserstoffsiloxaneinheiten sein. Be orzugte Organosiloxane (B) sind Copolymere aus Trimethylsiloxyeinheiten und Methylwasserstoffsiloxaneinheiten, und zwar mit oder ohne copolymere Dimethylsiloxaneinheiten.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitungen verwendeten Verhältnismengen aus den Bestandteilen (A) und (B) sind in keiner Weise kritisch, und sie hängen zumindest teilweise von der Art der Bestandteile (A) und (B) ab. Der Bestandteil (B) wird im allgemeinen in einer Menge von etwa 2 bis 75 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Bestandteils (A), eingesetzt. In bestimmten Fällen kann jedoch auch mit höheren oder niedrigeren Mengen gearbeitet werden.
Die erfindungsgemäßen Zubereitungen können auf keratinartige Fasern aufgebracht werden, um diese Fasern beim Waschen schrumpffest zu machen und/oder mit anderen erwünschten Eigenschaften zu versehen, wie beispielsweise einem besseren Griff (Weichheit) oder auch pillenbildungsfest zu machen. Die Zubereitungen werden hierzu auf die Keratinfasern vorzugsweise in Form einer Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Verdünnungsmittel aufgebracht. Die erfindungsgemäßen Zubereitungen eignen sich insbesondere zur Anwendung in Form einer wässrigen Emulsion, sie können gewünschtenfalls jedoch auch als Lösung in einem organischen Lösungsmittel, wie Testbenzin, Xylol oder Perchloräthylen, angewandt werden. Die erfindungsgemäßen Zubereitungen lassen sich herstellen, indem man die Bestandteile (A) und (B) einfach miteinander vermischt. Am besten stellt man die Bestandteile (A) und (B) zunächst in Form von Lösungen in einem Lösungsmittel oder von wässrigen Emulsionen getrennt her und vermischt die beiden Lösungen oder Emulsionen dann zur Bildung der Behandlungszubereitung. Aus Gründen einer maximalen Badbeständigkeit werden die Bestandteile (A) und (B) vorzugsweise erst dann miteinander vermischt, wenn man die Zubereitung braucht. Der Auftrag der
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Zubereitung auf die Fasern kann in jeder geeigneten Weise erfolgen, beispielsweise durch Klotzen oder Sprühen.
Nach erfolgtem Auftrag der Zubereitung trocknet man die behandelten Fasern und härtet die Zubereitung. Trocknung und Härtung können durchgeführt werden, indem man die behandelten Fasern einfach normalen atmosphärischen Temperaturen, beispielsweise Temperaturen von 15 bis 30 0C, aussetzt. Gewünschtenfalls läßt sich diese Verfahrensstufe jedoch durch Anwendung höherer Temperaturen, beispielsweise durch Temperaturen von 60 bis 140 0C, beschleunigen. Die Trockenstufe kann ferner auch beschleunigt werden, indem man die Zubereitung noch mit einem Siloxan-Härtungskatalysator versetzt, beispielsweise einem Metallcarboxylat, wie Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndioctoat oder Zinnoctoat.
Die Menge an Zubereitung, die auf die Fasern aufgebracht wird, kann innerhalb ziemlich breiter Grenzen schwanken, und zwar je nach dem Ausmaß an erforderlicher Schrumpffestigkeit sowie der Art der Faser. Die Zubereitung wird im allgemeinen in solcher Menge angewandt, daß sich nach Trocknen und Härten ein Auftrag von etwa 2 bis 6 % des Gesamtgewichts aus (A) und (B), bezogen auf das Gewicht der Fasern, ergibt. Ein Auftrag von nur 0,5 % kann jedoch bereits zu einer brauchbaren Verbesserung der Schrumpffestigkeit führen, und zwar insbesondere bei bestimmten Fasergemischen, beispielsweise Gemischen aus Wollfasern und Synthesefasern. Man kann auch mehr als 6 Gewichtsprozent Zubereitung auftragen, doch sind derart hohe Mengen normalerweise wirtschaftlich uninteressant.
Mit dem erfindungsgemäßeη Verfahren lassen sich Schrumpffestigkeit und/oder andere gewünschte Eigenschaften einer Reihe Keratinfasern verbessern, wie Schafwolle, Botanywolle, Mohair-, Kaschmir- oder Alpacawolle„ Die Fasern können in jeder Form behandelt werden, beispielsweise in Form von Garnen, gewirkten oder gewebten Geweben oder fertigen Kleidungsstücken.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Alle darin enthaltenen Teilangaben sind auf das Gewicht bezogen.
.Beispiel 1
Zur Herstellung eines Copolymers erhitzt man CH3(CH3O)2Si(CH2)3NHCH2CH2NH2
(7,5 Teile) und ein Polydimethylsiloxan (1000 Teile) mit einem an jedem endständigen Silieiumatom befindlichen Hydroxylrest und mit einer Viskosität von etwa 3000 cS bei einer Tempersaatur von 25 0C miteinander. Das Erhitzen erfolgt unter Stickstoff über eine Zeitspanne von 2 Stunden bei einer Temperatur von 150 0C, wobei man das Reaktionsgemisch ausreichend rührt. Das dabei erhaltene Copolymerprodukt ist eine klare Flüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 7000 cS bei 25 0C.
Das in obiger Weise hergestellt© Copolymer (33,3 Gewichtsteile) gibt man dann allmählich au einem Gemisch aus einem nichtionischen Emulgiermittel CTergitol TMN) (1,7 Teile) und Wasser (8,3 Teile)ο Das Gemisch wird 1 Stunde gerührt, dann durch eine Colloidsiühle geschickt und schließlich mit Wasser (56,6 Teile) zur Bildung einer t^ässrigen Emulsion (Emulsion A) verdünnt.
unter Anwendnung des gleichen Verfahrens und der gleichen Mengen stellt man eine wässrige Emulsion aus einem trimethylsiioKyendblockierten Polymstliy !wasserstoff siloxan (Viskosität 30 cS bei 25 0C) her *(Emulsion Β}β
«3 &
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Die Emulsion A (95 Teile) und die Emulsion B (5 Teile) werden miteinander vermischt, worauf man das erhaltene Gemisch mit Wasser verdünnt und dann durch Klotzen auf ein mit Lösungsmittel gereinigtes nichtchloriertes gewirktes Gewebe aus Botanywolle aufträgt. Es wird mit einer derart verdünnten Emulsion und unter solchen Klotzbedingungen gearbeitet, daß der Auftrag an Siloxan auf das Gewebe 3 Gewichtsprozent ergibt, Die behandelten Wollproben werden dann etwa 10 Minuten bei einer Temperatur von 80 0C getrocknet und anschließend unter normalen atmosphärischen Bedingungen (22 0C , 50 % relative Feuchtigkeit) gelagert.
Im Anschluß daran untersucht man die Schrumpffestigkeit der behandelten Proben nach dem Verfahren von International WoIl Secretariat, Specification WSS 128, Test Methode 185. Diese Untersuchung besteht darin, daß man Proben des Gewebe« über Zeitspannen von 1 Stunde sowie von 3 Stunden in einer International-Cubex-Waschmaschine wäscht. Durch Messen der Abmessungen des Gewebes vor und nach dem Waschen läßt sich die prozentuale Flächenschrumpfung (AFS) berechnen. Nach einstündiger Waschdauer ergibt sich ein AFS-Wert von 0,5 %. Nach dreistündiger Waschdauer beträgt der AFS-Wert 2,6 %.
Beispiel 2
Das nach Beispiel 1 hergestellte Copolymer (95 Teile) und ein trimethylsiloxyendblockiertes Polymethy!wasserstoffsiloxan mit einer Viskosität ^7on 30 cS bei 25 0C (5 Teile) werden in Perchloräthylen gelöst, worauf man die dabei erhaltene Lösung auf Proben einer zaifc Lösungsmittel gereinigten «nchlorierten gewirkten Eotan^wclle klotzt. Die Menge aa verwendetes* Perckloräthylen und die Klctz.bedisgi2a.gea wsrdea so eingestellt, daß sich ein Silosanaaftrag von 3 %s bescgea ataf das Gewicht des Gewehes, ergibt.
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Die behandelten Proben werden dann etwa 5 Minuten bei einer Temperatur von 80 0C getrocknet und anschließend bei normalen atmosphärischen Bedingungen 3 Tage gelagert. Die Messung des Schrumpfwiderstandes dieser Proben nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ergibt nach einstündiger Waschdauer einen AFS-Wert von 1,1 % und nach dreistündiger Waschdauer einen AFS-Wert von 1,6 %.
Beispiel 3
Die in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Maßnahmen werden wiederholt, wobei man abweichend davon jedoch eine gleiche Gewichtsmenge eines Copolymers der Formeln
(i) Me3SiO(SiMe2O)15(SiMeHO)15SiMe3 oder
(ii) Me3SiO(SiMe3O)3(SiMeHO)3SiMe3
verwendet. Die Abkürzung Me bedeutet darin Methyl.
Die Messung der Flächenverfilzungsschrumpfung der obigen Proben nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren führt zu folgenden Ergebnissen:
AFS-Werte (%) ,2
,9		 9,0
6,3		 wässrige ,0
,3		 Emulsion 1
3
Lösungsmittel 1 Stunde
1 Stunde 3 Stunden 2
-2
(i)
(ii)		 3
4		 3 Stunden
5,
2,
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Claims (4)

262H60 Patentansprüche
1. Organosiloxanzubereitung aus (A) einem Polydiorganosiloxan und (B) einem Organosiloxan mit wenigstens drei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen im Molekül, wobei die organischen Reste Alkylreste mit weniger als 19 Kohlenstoffatomen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Polydiorganosiloxan (A) ein Molekulargewicht von wenigstens 2500 aufweist und endständige Reste -OX enthält, worin X ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkoxyalkylrest mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, wenigstens zwei der im Polydiorganosiloxan vorhandenen siliciumgebundenen Substituenten aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzte einwertige Reste sind, die zumindest zwei Aminogruppen enthalten und über Silicium-Kohlenstoff-Bindungen an Silicium gebunden sind, wobei zumindest 50 % der gesamten im Polydiorganosiloxan vorhandenen Substituenten Methylreste darstellen und die restlichen Substituenten einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis einschließlich 20 Kohlenstoffatomen sind.
2. Zubereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Polydiorganosiloxan (A) durch Umsetzen eines silanolendständigen Polydiorganosiloxans und eines Silans der Formel CH3(XO)2 siz hergestellt worden ist, worin X für Alkyl oder Alkoxyalkyl mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen steht und Z einen aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzten einwertigen Rest darstellt, der zumindest zwei Aminogruppen enthält und über eine Silicium-Kohlenstoff-Bindung an Silicium gebunden ist.
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3. Zubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie die Form einer Emulsion hat.
4. Verfahren zur Behandlung von Keratinfasern durch Auftrag einer Zubereitung aus (A) einem Polydiorganosiloxan und (B) einem Organosiloxan mit zumindest drei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen im Molekül, wobei die organischen Reste Alkylreste mit weniger als 19 Kohlenstoffatomen sind/ auf diese Fasern und anschließendes Härten der aufgetragenen Zubereitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Polydiorganosiloxan (A) ein Molekulargewicht von wenigstens 2500 aufweist und endständige Reste -OX enthält, worin X ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Alkoxyalkylrest mit bis zu 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, wenigstens zwei der im Polydiorganosiloxan vorhandenen siliciumgebundenen Substituenten aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und gegebenenfalls Sauerstoff zusammengesetzte einwertige Reste sind, die zumindest zwei Aminogruppen enthalten und über Silicirai-Rohlesistoff-BiEiäungen an Silicium gebunden sind, wobei zumindest 50 % der gesamten im Polydiorganosiloxan vorhandenen Substituenten Methylreste darstellen und die restlichen Substituenten einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 2 bis einschließlich 20 Kohlenstoffatomen sind.
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DE2621460A 1975-05-17 1976-05-14 Verfahren zum Schrumpffestmachen und Griffverbessern von Keratinfasermaterial Expired DE2621460C2 (de)

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