Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Fettsäureamide mit verbesserter Kalt- wasserdispergierbarkeit, erhältlich durch Kondensation von Fettsäuren oder deren Ester mit mehrwertigen Aminen, partiel¬ le Neutralisation und Zugabe ausgewählter Dispersionsbe¬ schleuniger, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, Textilbe- handlungsmittel, die die genannten Fettsäureamide enthalten sowie deren Verwendung zur Herstellung von Textilbehandlungs- mitteln.

Stand der Technik

Für die Behandlung von Textilfasern, -garnen oder -geweben wird eine Vielzahl von Verbindungen oder Stoffgemischen vor¬ geschlagen, die den damit behandelten Textilien erwünschte Eigenschaften verleihen oder die Bestandteile von Mitteln zur Textilpflege sind. Je nach Art der angewendeten Wirkstoffe können dabei die Verarbeitungseigenschaften, die Trageeigen¬ schaften der Textilien wie auch deren Pflege verbessert wer¬ den.

So beschreibt beispielsweise die amerikanische Patentschrif US 23 40 881 wäßrige Dispersionen von Kondensationsprodukten, hergestellt aus einem Hydroxyalkylpolyamin und einem Fettsäu- reglycerid, die die Gleitfähigkeit und die Weichheit der da¬ mit behandelten Textilien verbessern.

Die US 34 54 494 betrifft Fettsäurekondensationsprodukte mit einem Zusatz an dispergierend wirkenden Polyglycolethern.

Die deutsche Patentschrift DE-PS 19 22 046 beschreibt Wasch¬ mittel mit einem Gehalt an Fettsäurekondensationsprodukten, die von ihrer Herstellung her dispergierend wirkende Fett- säureglyceride enthalten; in der deutschen Patentschrift DE-PS 19 22 047 werden diese Stoffe auch als Textilweichma- cher für insbesondere flüssige Wäschenachbehandlungsmittel beschrieben. Diese und ähnliche Mittel lassen sich in Wasser dispergieren, indem man sie in heißes Wasser einbringt und meist hohe Scherkräfte anwendet, oder indem man das von der Herstellung her noch geschmolzene Kondensationsprodukt in Wasser dispergiert. Wegen des erforderlichen Aufwandes nimmt daher meist der Hersteller die Dispergierung vor und liefert dem Anwender die Dispersionen, was mit der Lagerung und dem Transport erheblicher Mengen Wasser verbunden und somit aus ökonomischer Sicht wenig rentabel ist.

Nach der Lehre der deutschen Patentanmeldungen DE-Al 35 30 302, DE-Al 37 30 792, DE-Al 39 01 820 und DE-Al 41 11 648

(Henkel) kann man die Dispergierbarkeit derartiger Stoffe durch den Zusatz geeigneter Dispersionsbeschleuniger, bei¬ spielsweise Glucose, Sorbit, Mannit, Pentaerythrit, Alkyl- polyglucoside, Sorbitanester, Gelatine sowie ungesättigte

Fettalkohole und Fettsäuren verbessern. Am Markt etabliert sind ferner Produkte, die als Dispersionsbeschleuniger Mi¬ schungen hochethoxylierter Talgalkohole und 1,2-Propylen- glycol enthalten.

Trotzdem wird in der Praxis immer wieder beobachtet, daß Chargen an Kondensationsprodukten von Fettsäuren und mehr¬ wertigen Aminen anfallen, die sich in Wasser nicht oder nur unzureichend dispergieren lassen. Diese Unsicherheit im Hin¬ blick auf die Produktqualität stellt einen erheblichen wirt¬ schaftlichen Nachteil dar, der die Verwendbarkeit der genann¬ ten Stoffe als begehrte Textilbehandlungsmittel einschränkt. Ein weiteres Problem besteht ferner darin, daß selbst solche Produkte des Stands der Technik, die über eine zufrieden¬ stellende Dispergierbarkeit verfügen, diese in der Regel irrever-sibel einbüßen, wenn sie an der Luft gelagert werden.

Die Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, neue Fettsäu¬ reamide zur Verfügung zu stellen, die frei von den geschil¬ derten Nachteilen sind.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung sind Fettsäureamide mit verbesserter Kaltwasserdispergierbarkeit, die man dadurch erhält, daß man

a) Fettsäuren der Formel (I),

Rl-CO-OH (I)

in der R*-*-CO für einen aliphatischen Acylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1 bis 3 Doppelbin¬ dungen steht, oder deren Ester mit mehrwertigen Aminen der Formel (II),

R3

I H2N-[(CH2) _n ] _m -R2 (II)

in der R2 für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, Hy- droxyethyl- oder eine -(C^Jn-NHR-*--*-Gruppe, ^R ^ f ^ür Was¬ serstoff, eine Methyl-, Ethyl- oder Hydroxyethyl-Gruppe, n für Zahlen von 2 bis 4 und m für Zahlen von 1 bis 4 steht, kondensiert,

b) nichtumgesetzte Aminogruppen mit Säuren partiell neu¬ tralisiert und

c) Dispersionsbeschleuniger der Formel (III) zusetzt,

CH ₃

I R ⁴ 0-(CH ₂ CH2θ)p(CH2CHO)qH (III)

in der R^ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, p für 0 oder Zahlen von 1 bis 5 und q für Zahlen von 1 bis 5 steht.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Zusatz der aus¬ gewählten nichtionischen Tenside zu den Kondensationspro¬ dukten nicht nur Produkten mit einer gegenüber dem nächst-

liegenden Stand der Technik deutlich verbesserten Dispergier- barkeit führt, sondern die Kondensate ihre vorteilhaften Ei¬ genschaften auch bei längerer Lagerung an der Luft behalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäureamiden mit verbesserter Kaltwas- serdispergierbarkeit, bei dem man

a) Fettsäuren der Formel (I),

RiCO-OH (I)

in der R-^CO für einen aliphatischen Acylrest mit 8 bis 22 Kohlensto fatomen und 0 und/oder 1 bis 3 Doppelbin¬ dungen steht, oder deren Ester mit mehrwertigen Aminen der Formel (II),

R3

I H ₂ N-[(CH2)nN] _ϊ n-R ² (II)

in der R ² für Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, Hy- droxyethyl- oder eine -(CH2) _n - ^NHR ^- ^Gru PP ^e . ^R ^ f ^ur Was¬ serstoff, eine Methyl-, Ethyl- oder HydroxyethylGruppe, n für Zahlen von 2 bis 4 und m für Zahlen von 1 bis 4 steht, kondensiert,

b) nichtumgesetzte Aminogruppen mit Säuren partiell neu¬ tralisiert und

c) Dispersionsbeschleuniger der Formel (III) zusetzt,

CH ₃

I R ⁴ 0- (CH2CH ₂ 0 )p( CH2CHO) _q H ( III )

in der R ⁴ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, p für 0 oder Zahlen von 1 bis 5 und q für Zahlen von 1 bis 5 steht.

Ausgangsstoffe

Als Komponente I zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fett¬ säureamide kommen Fettsäuren der Formel (I) in Betracht. Ty¬ pische Beispiele sind Capronsäure, Caprinsäure, Caprylsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petro- selinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsέiure, Ara- chinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie i deren technische Gemische, wie sie beispielweise bei der

Druckspaltung von Fetten und Ölen anfallen. Die Fettsäuren können auch in Form ihrer Cι_4-Alkylester, insbesondere ihrer

Methylester, sowie ihrer Glycerinester, insbesondere in Form von Triglyceriden, eingesetzt werden.

Vorzugsweise werden technische Palm- oder Talgfettεäuren der

Formel (I) eingesetzt, in der R-^CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1 Doppelbindung steht.

Die als Komponente II) in Betracht kommenden mehxwertigen

Amine leiten sich vorzugsweise von gegebenfalls hydroxylsub- stituiertem Ethylendiamin oder Diethylentriamin ab. Typische

Beispiele sind Dihydroxyethylendiamin, Hydroxyethyldiethylen- diamin , Hydroxypropyldiethylentriamin und insbesondere A i- noethylethanolamin. Außerdem geeignet sind N,N-Dimethyl-1,3- diaminopropan, Triethylentetramin oder Tetraethylenpentamin.

Im Hinblick auf die anwendungstechnischen Eigenschaften der resultierenden Kondensationsprodukte hat es sich als optimal erwiesen, mehrwertige Amine der Formel (II) einzusetzen, in der R ² für eine Hydroxyethyl- oder (CH2)2NH2~Gruppe, R ³ für Wasserstoff, n für 2 und für 1 oder 2 steht.

Kondensationsreaktion

Bei der Herstellung der Kondensationsprodukte können bei¬ spielsweise die Fettsäuren oder deren Ester und die mehrwer¬ tigen Amine in einem molaren Verhältnis von 1 : 1 bis 2,5 : 1, vorzugsweise 1,3 : 1 bis 1,7 : 1 eingesetzt werden. Man erhitzt die Komponenten über einen Zeitraum von 0,5 bis 5, vorzugsweise 1 bis 2 h auf eine Temperatur von 170 bis 210, vorzugsweise 180 bis 200°C bis die Fettsäure bzw. der Fett¬ säureester praktisch vollständig umgesetzt sind und läßt die Mischung anschließend weitere 5 bis 60, vorzugsweise 15 bis 30 min bei der Reaktionstemperatur nachreagieren. Wird die Herstellung besonders hellfarbiger Produkte angestrebt, emp¬ fiehlt es sich, die Kondensation unter Ausschluß von Luft¬ sauerstoff und gegebenenfalls in Gegenwart eines Reduktions¬ mittels, z. B. unterphosphoriger Säure, durchzuführen.

Im Anschluß an die Kondensation neutralisiert man die nicht- umgesetzten Aminogruppen mit niedermolekularen organischen

Carbonsäuren, Hydroxycarbonsäuren oder anorganischen Säuren, wie z. B. Essigsäure, Milchsäure oder Phosphorsäure, indem man unter Salzbildung beispielsweise die Schmelze des Fett¬ säurekondensationsproduktes mit der berechneten Menge Säure vermischt oder das Aminsalz durch Auflösen oder Dispergieren des Umsetzungsproduktes in der organischen Säure oder einer Lösung der organischen Säure in Wasser bildet. Die zur Salz¬ bildung verwendete Säure kann erfindungsgemäß in solchen Mengen eingesetzt werden, wie sie zur 20 bis 80, vorzugsweise 30 bis 60 Mol.-%igen Neutralisation erforderlich ist.

Dispersionsbeschleuniger

Als Dispersionsbeschleuniger kommen vergleichsweise hydropho¬ be, nichtionische Tenside in Betracht, die der Formel (III) folgen. Typische Beispiele sind Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 1 Mol Ethylenoxid und 2 Mol Propylenoxid, 2 Mol Ethylenoxid und 4 Mol Propylenoxid, 5 Mol Ethylenoxid und 1 Mol Propylenoxid sowie 2 bis 3 Mol Propylenoxid an Ci2/18~ Kokosfettalkohol, Cis/ig-Talgfettalkohol oder Ciö/iB-Palm- fettalkohol.

Im Hinblick auf die dispergierenden Eigenschaften der resul¬ tierenden Produkte haben sich Dispersionsbeschleuniger be¬ währt, die der Formel (III) folgen, in der R ⁴ für einen Al- kylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und bei denen das Verhältnis von n : m im Bereich von 1 : 2 bis 5 : 1 liegt.

Der Zeitpunkt, an dem die Dispersionsbeschleuniger den Kon¬ densationsprodukten zugegeben werden, ist unkritisch. Vor¬ zugsweise führt man die Kondensation in Gegenwart der Dis¬ persionsbeschleuniger durch oder mischt sie nach Abschluß der Reaktion den Partialneutralisaten zu. Die Einsatzmenge kann 0,5 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% betragen. Falls ge¬ wünscht, können auch weitere bekannte Dispersionsbeschleu¬ niger, wie beispielsweise Monosaccharide vom Typ der Aldosen und Ketosen, die hieraus durch Hydrierung abgeleiteten Poly- hydroxyverbindungen, Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Alkyl- glucoside, Sorbitanester, Polysorbate sowie hydrophile Poly¬ mere auf Basis von Kohlenhydraten oder ungesättigten Alko¬ holen oder Carbonsäuren, mitverwendet werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die erfindungsgemäßen Fettsäureamide können beispielsweise in Form von Pulvern, Schuppen oder Pellets konfektioniert werden und lassen sich leicht in Wasser, insbesondere auch in kaltem Wasser, zu stabilen Dispersionen verarbeiten. Hierzu genügt das Vermischen mit Wasser und anschließendes leichtes Umrüh¬ ren. Die erhaltenen Dispersionen sind außerordentlich stabil und neigen nicht zur Entmischung. Sie lassen sich im Textil- bereich in vielfältiger Weise zur Behandlung von Fasern, Gar¬ nen oder Geweben nach dem Auszieh-, Tauchschleuder-, Foulard¬ oder Sprühverfahren einsetzen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher Textil- behandlungsmittel, enthaltend 10 bis 100, vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-% der erfindungsgemäßen Fettsäureamide.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Textilbehandlungs- mittel in Waschmitteln bewirken diese eine verbesserte Reini¬ gungswirkung und/oder eine Avivage der damit gewaschenen Wä¬ sche. Die erfindungsgemäßen Textilbehandlungsmittel können schließlich auch als Bestandteile von Nachbehandlungsmitteln für gewaschene Textilien verwendet werden, wodurch die Tex¬ tilien weich und antistatisch werden. Die Nachbehandlung der gewaschenen Textilien kann üblicherweise im letzten Spülbad aber auch während des Trocknens in einem automatischen Wä¬ schetrockner erfolgen, wobei man entweder die Wäsche während des Trocknens mit einer Dispersion des Mittels besprüht oder indem man ein flexibles, textiles Flächengebilde benutzt, das dem Substrat als Träger dient.

Schließlich betrift ein weiterer Gegenstand der Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Fettsäureamide zur Herstel¬ lung von Textilbehandlungsmitteln zur Veredlung von Fasern, Garnen oder Geweben sowie beim Waschen von Textilien sowie zur Nachbehandlung gewaschener Wäsche, in denen sie in Mengen von 10 bis 100, vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-% - bezogen auf den Feststoffgehalt der Mittel enthalten sein können.

Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern, ohne ihn darauf einzuschränken.

Beispiele

I- Herstellbeispiele

Beispiel lt

In einem 4-1-Vierhalskolben mit Rührer, Thermometer, Gas¬ überleitungsrohr und Destillationsaufsatz wurden 2410 g (8,9 mol) einer technischen Stearinsäure unter Überleiten von Stickstoff geschmolzen. Bei 80°C wurde ein Gemisch aus 200,5 g (1,95 mol) Diethylentriamin und 284,5 g (1,95 mol) Triethylentetramin zugesetzt. Innerhalb von 2 h wurde die Temperatur auf 200°C gesteigert und die Mischung weitere 1,5 h hierbei unter Rühren belassen. Anschließend wurde auf 120°C abgekühlt. Im Verlauf der Reaktion war eine Destillatmenge von 177 g angefallen. Die Säurezahl des Produktes betrug 4,8, der Gehalt an titrierbarem Stickstoff 2,25 Gew.-%. Nach Er¬ reichen der 120°C wurde das Produkt unter Zugabe von 212,3 g Essigsäure partiell neutralisiert, wobei 2908 g eines spröden Feststoffes anfielen.

Beispiel 2:

560 g des gemäß Beispiel 1) erhaltenen Produktes wurden bei 120°C mit 60 g eines Adduktes von 2 Mol Ethylenoxid und 4 Mol

Propylenoxid an einen Ci2/18~ ^Kokos ^ ^etta - ¹ -*' ^co - ^hoxs (Dehypon( ^R) LT 24, Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG) versetzt. Anschließend wurde das Produkt auf einer Kühlwalze geschuppt. Die

Trübungstitrationszahl (TTZ) des Dehypon ^(R ) LT24 gemäß DIN 53 989 betrug 17,8.

Beispiel 3 ;

Beispiel 2) wurde unter Einsatz von 60 g eines Adduktes von 2 Mol Propylenoxid an einen technischen Cetyl/Oleylalkohol (Dehypon( ^R ) OCP 502, Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG) wiederholt. Die TTZ des Dehypon( ^R ) OCP 502 betrug 11,5.

Vergleichsbeispiel VI;

Beispiel 2) wurde unter Einsatz von 60 g eines Adduktes von 40 mol Ethylenoxid an einen Ci6/18- ^Ta lg ^f ettalkohol sowie 33,4 g 1,2-Propylenglycol wiederholt.

Beispiel 4t

Analog Beispiel 1) wurden 378 g (1,4 mol) einer technischen Stearinsäure geschmolzen und bei 80°C mit 97,5 g (0,94 mol) Aminoethylethanolamin versetzt. Innerhalb von 1,5 h wurde die Mischung bis auf 180°C erhitzt und solange bei dieser Tempe¬ ratur gerührt, bis die Säurezahl bis auf einen Wert von 5,5 abgesunken war. Im Verlauf der Reaktion wurden 26,4 g Destil¬ lat abgenommen. Die auf 110°C abgekühlte Schmelze wurde mit 20,5 g Milchsäure partiell neutralisiert (Neutralisationsgrad : ca. 80 %) und mit 30 g eines Adduktes von 2 Mol Propylen¬ oxid an einen technischschen Cetyl/Oleylalkohol (Dehypon ^(R) OCP 502, Henkel KGaA, Düsseldorf/FRG) vermischt. Anschließend wurde das Produkt auf einer Kühlwalze geschuppt.

II. Überprüfung der Dispergierbarkeit

a) Bewertung der Feinteiligkeit

7,5 g der geschuppten Produkte wurden in einer 125-ml- Weithals-Schraubdeckelflasche mit 92,5 g Wasser (30°C, 14°d) übergössen. Die Flasche wurde verschlossen, kurz umgeschwenkt und 16 h gelagert. Nach nochmaligem Um¬ schwenken wurde über eine Nutsche, die mit einem fein¬ maschigen, schwarz eingefärbten Polyamidgewebe belegt war, bei 150 mbar abgesaugt. Nach dem Trocknen des Gewe¬ bes wurde die Feinteiligkeit des Rückstandes auf einer Skala von 1 (feinst dispers) bis 6 (grob dispers, viele große Kliimpchen) visuell beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tab.1 zusammengefaßt.

b) Bewertung nach Lagerung an der Luft

10 g der geschuppten Produkte wurden in einer Porzellan¬ schale mit 10 cm Durchmesser 5 d an der Luft (30-40 % rel. Feuchtigkeit) gelagert und dann wie unter a) ange¬ geben beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tab.l zusammen¬ gefaßt.

Tab.1; Beurteilung der Feinteiligkeit

Bsp. Feinteiligkeit

nach 16 h nach 5 d

2 2 3

3 2 2 4 2 2

VI ,5 6