СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕКСТИЛЬНО-ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 1997 года по МПК C07C213/06 C07C219/08 D06M13/372 C11D3/30 

Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу текстильно-вспомогательного вещества (ТВВ), представляющего собой эфир малеиновой кислоты полиоксиэтиленгликолевого производного жирного амина, которое может быть использовано в качестве мягчителя текстильных материалов в процессах заключительной отделки, в т.ч. радиационно-химической, а также для совмещенных процессов крашения и малосминаемой отделки. ТВВ может быть использовано также и в качестве препарата, улучшающего грязезащитные свойства хлопчатобумажных тканей.

Известен способ получения ТВВ путем взаимодействия N-алкил-1,3-пропилендиамина общей формулы R/N(CH₂)₃NH₂, где R-алкил с C₁₂-C₂₂, с малеиновым ангидридом. Процесс проводят в органическом растворителе, например метилэтилкетоне, а получаемые продукты диспергируют в органических растворителях [1]
К недостатку способа можно отнести проведение процесса в органическом растворителе, а также необходимость диспергирования продукта реакции в растворителе.

Получаемые по предлагаемому способу ТВВ хорошо фиксируются на волокне, обладают свойствами мягчителей. Недостатками их является способность желтить светлые ткани при термофиксации, а также снижать прочностные характеристики обработанной ткани как при классическом способе фиксации, так и при радиационно-химическом.

Известен способ получения ТВВ, представляющих собой эфиры малеиновой кислоты и β- оксиэтиламинопроизводных жирного ряда общей формулы: RCONHCH₂CH₂NHCH₂CH₂OCOCH=COONa, где R алкил, алкенилен C₅-C₂₅ [2]
По этому способу эквимолярные количества оксиэтиламинопроизводного жирной кислоты в течение 19-21 часа конденсируют с малеиновой кислотой при 55-72^oC, разбавляют водой до 40% концентрации и нейтрализуют 50% раствором гидроокиси натрия до pH 4,3-7,0.

Получаемые по указанному способу натриевые соли кислых эфиров малеиновой кислоты хорошо растворяются в воде, обладают высокой поверхностной активностью, высоким моющим и смачивающим действием и используются в составе шампуней.

Однако указанные соединения плохо фиксируются на волокне и не эффективны в процессах заключительной отделки текстильных материалов.

Задачей данного изобретения была разработка способа получения ТВВ, представляющего собой эфир малеиновой кислоты и b-оксиэтиламинопроизводного жирного ряда, обладающего большей эффективностью и более широким диапазоном действия.

Для решения поставленной задачи предлагается способ получения ТВВ путем взаимодействия эквимолярных количеств полиоксиэтиленгликолевого производного высшего жирного амина, общей формулы:

где R- алкил C₁₇-C₂₀
n + m 4-10
и малеинового ангидрида при 110-120^oC в токе азота.

Продукт, полученный по предлагаемому способу, хорошо диспергируется в воде, образуя водную пасту.

Оказалось, что ТВВ, представляющее собой продукт реакции, обладает свойствами мягчителя в процессах заключительной отделки, в т.ч. радиационно-химической, может быть применено в совмещенных процессах крашения и малосминаемой отделки, а также в качестве препарата, улучшающего грязезащитные свойства хлопчатобумажных тканей.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами. Степень оксиэтилирования гидроксилалкиламина указана в круглых скобках.

Пример 1
В четырехгорловую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и барботером для подачи азота загружают 89,2 г (0,2 моль) (4) оксиэтилированного октадециламина (аминное число 82,1 мг HCl/г) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида. Смесь нагревают при 110-120^oC в токе азота при перемешивании. Полученный эфир малеиновой кислоты имеет кислотное число, мг KOH/г: найдено 82; вычислено 103,2. Аминное число, мг HCl/г: найдено 67,9 вычислено 67,09.

Содержимое колбы охлаждают до 90^oC и прибавляют при перемешивании небольшими порциями 435 см³ дистиллированной воды, подогретой до 50^oC, поддерживая при этом температуру смеси (70-80)^oC.

Получают 534 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 98 от теоретического.

Пример 2
По методике, изложенной в примере 1, из смеси 106,8 г (0,2 моль) (6) оксиэтилированного октадециламина (аминное число, мг HCl/г 68,9) и 19,6 (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг KOH/г: найдено 69,3; вычислено 88,76. Аминное число, мг HCl/г найдено 58,2, вычислено 57,75.

Диспергируют эфир малеиновой кислоты в 506 см³ дистиллированной воды и получают 620 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 98% от теоретического.

Пример 3
Аналогично, из смеси 124,4 г (0,2 моль) (8) оксиэтилированного октадециламина (аминное число 59,1 мг HCl/г) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг KOH/г: найдено 60,1, вычислено 77,91. Аминное число, мг HCl/г: найдено 51,2, вычислено 50,69.

Диспергируют продукт в 576 см³ дистиллированной воды и получают 705 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 98% от теоретического.

Пример 4
Аналогично, из смеси 142 г (0,2 моль) (10) оксиэтилированного октадециламина (аминное число мг HCl/г 51,9) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг KOH/г: найдено 50,9, вычислено 69,43. Аминное число, мг HCl/г: найдено 45,0, вычислено 45,17.

Диспергируют продукт в 646 см³ дистиллированной воды и получают 801 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 99% от теоретического.

Пример 5
Аналогично, из смеси 95,8 г (0,2 моль) (4) оксиэтилированных жирных аминов фракции C₁₇-C₂₀ (аминное число, мг HCl/г. 77) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг KOH/г: найдено 77,9, вычислено 97,22. Аминное число, мг HCl/г. найдено 64,08, вычислено 63,25.

Диспергируют продукт в 462 см³ дистиллированной воды и получают 565 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 98% от теоретического.

Пример 6
Аналогично, из смеси 113,4 г (0,2 моль) (6) оксиэтилированных жирных аминов фракции C₁₇-C₂₀ (аминное число, мг HCl/г, 65,1) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг KOH/г: найдено 67,1, вычислено 84,36. Аминное число, мг HCl/г: найдено 55,2, вычислено 54,88.

Диспергируют продукт в 532 см³ дистиллированной воды и получают 657 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход +99% от теоретического.

Пример 7
Аналогично, из смеси 131 г (0,2 моль) (8) оксиэтилированного жирного амина фракции C₁₇-C₂₀ (аминное число, мг HCl/г, 56,2) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг КОН/г: найдено 56,7, вычислено 74,5. Аминное число, мг HCl/г: найдено 49,2, вычислено 48,47.

Диспергируют продукт в 602 см³ дистиллированной воды и получают 745 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 99% от теории.

Пример 8
Аналогично, из смеси 148,6 г (0,2 моль) (10) оксиэтилированного жирного амина фракции C₁₇-C₂₀ (аминное число, мг HCl/г 49,9) и 19,6 г (0,2 моль) малеинового ангидрида получают эфир малеиновой кислоты. Кислотное число, мг КОН/г найдено 49,3, вычислено 66,7. Аминное число, мг HCl/г. найдено 43,9, вычислено 43,4.

Диспергируют продукт в 673 см³ дистиллированной воды и получают 832 г 20%-ной водной пасты светло-кремового цвета.

Выход 99% от теоретического.

Пример 9-16
Соединения по примеру 1-8 испытывают в качестве мягчителя в отделке хлопчатобумажной ткани. Для этого образцы ткани типа бязь, арт. 276 обрабатывают дисперсией, содержащей 30-50 г/л ТВВ, отжимают до остаточной влажности 80-90% затем сушат при 100^oC в течение 1 мин, облучают ускоренными электронами (доза 20 кГр), промывают горячей и холодной водой и сушат.

Качественные показатели обработанной по вышеописанной технологии ткани приведены в таблице 1.

Примеры 17-24
Обработку ткани проводят по методике примеров 9-16, но после облучения ускоренными электронами (доза 20 кТр) сушат при 100^oC в течение 1 мин
Качественные показатели обработанной ткани приведены в таблице 2.

Примеры 25-32
Ткань (бязь, арт. 276) обрабатывают дисперсией ТВВ по методике примеров 9-16, но после отжима сушат при температуре 100^oC в течение 1 мин, а затем подвергают термообработке при 140^oC в течение 5 мин.

Качественные показатели отделанной ткани приведены в таблице 3.

Примеры 33-34.

Ткань (бязь, арт. 276) пропитывают раствором, содержащим в г/л карбомол ЦЭМ 200, малеиновый ангидрид 15, мягчитель по примерам соответственно 1 и 2, сушат при 100^oC в течение 1 мин, облучают ускоренными электронами (20 кГр), промывают горячей и холодной водой и сушат.

Качественные показатели отделанной ткани приведены в таблице 4.

Таким образом, как видно из данных таблиц 1-3, соединения, полученные по предлагаемому способу, обеспечивают снижение жесткости обработанной ткани как по сравнению с обработкой ткани известным мягчителем Алкамоном М-30, так и по сравнению с обработкой ткани соединением, полученным по способу-аналогу, причем при такой жесткости ткань приобретает мягкий шелковистый гриф.

Физико-механические свойства ткани, обработанной ТВВ, полученным по предлагаемому способу (при обработке как по классической, так и по радиационно-химической технологии), существенно улучшаются по сравнению с аналогичными характеристиками этой ткани, обработанной Алкамоном М-30 или соединением, полученным по способу-аналогу.

Кроме этого, обработка соединениями, полученными по предлагаемому способу, придает ткани грязезащитные свойства: отстирываемость улучшается на 20% по сравнению с применением соединения, полученного по способу-аналогу; причем при радиационно-химическом способе фиксации этот показатель выше на 20-40%
Как видно из таблицы 4, при введении соединений, полученных по предлагаемому способу, в раствор для малосминаемой отделки, показатель жесткости снижается на 30% а показатель несминаемости в сухом состоянии повышается, причем прочностные показатели изменяются незначительно.

Использование: в технологии получения текстильно-вспомогательного вещества (ТВВ), которые может быть использовано в качестве мягчения в заключительной отделке для придания хлопчатобумажным тканям малосминаемых и грязезащитных свойств. Сущность изобретения: осуществляют взаимодействием эквимолярных количеств малеинового ангидрида и β-оксиэтилалкиламинополиоксиэтиленгликолевого эфира общей формулы: HOCH₂CH₂(OCH₂CH₂)_n NRR(CH₂CH₂O)_mCH₂CH₂OH, где R - алкил C₁₇-C₂₀, n + m = 4-10, при 110-120^oC в токе азота. ТВВ значительно снижает жесткость, придает ткани шелковистый гриф и грязеотталкивающие свойства без значительного ухудшения физико-механических свойств, улучшает показатель несминаемости в сухом состоянии при незначительном изменении прочностных показателей и снижении жесткости. 4 табл.

Способ получения текстильно-вспомогательного вещества взаимодействием эквимолярных количеств производного β -гидроксиэтиламина с карбоксилсодержащим ненасыщенным соединением, отличающийся тем, что в качестве производного b -гидроксиэтиламина используют его полиэтиленгликолевый эфир формулы

где R алкил С_1 7 С_2 0;
n + m 4 10,
а в качестве карбоксилсодержащего ненасыщенного соединения используют малеиновый ангидрид и взаимодействие осуществляют при 110 120^oС в токе азота.