Водные растворы флуоресцентных оптических отбеливателей

Водные растворы флуоресцентных оптических отбеливателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к композиции, включающей содержащий сульфогруппу флуоресцентный оптический отбеливатель и β-аминоспирт, к водным растворам, включающим такую композицию, а также к применению этих водных растворов при отбеливании текстильных волокон или бумаги.

Жидкие промышленные формы флуоресцентных оптических отбеливателей обладают преимуществом перед порошками или гранулами, состоящим в том, что они не содержат пыли, их можно лучше дозировать и они обуславливают существенное повышение скорости растворения в воде. Однако растворимость большинства содержащих сульфогруппу флуоресцентных оптических отбеливателей в воде оказывается недостаточной для соответствующего приготовления концентрированных растворов. Кроме того, при хранении водных растворов флуоресцентные оптические отбеливатели проявляют тенденцию к выкристаллизовыванию. Следовательно, необходимостью является повышение растворимости и стабильности при хранении.

Известно, что растворимость флуоресцентных оптических отбеливателей может быть повышена добавлением особых вспомогательных веществ, таких как мочевина и ε-капролактам. Однако это связано с относительно большими количествами таких добавок, которые должны быть введены, а затем в дальнейшем удалены в трудоемком процессе обработки сточных вод.

Было установлено, что растворимость в воде содержащих сульфогруппу флуоресцентных оптических отбеливателей и стабильность при хранении водных растворов могут быть существенно улучшены добавлением в относительно небольшом количестве β-аминоспирта.

Объектом настоящего изобретения является композиция, включающая

(А) в общей сложности от 2 до 30 мас. % в пересчете на всю композицию

(А)+(В) одного или нескольких аминоспиртов формулы (1)

,

в которой каждый из R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо друг от друга обозначает водородный атом, С₁-С₁₂алкил, С₂-С₂₄арил или С₆-С₃₆аралкил, а каждый из R₅ и R₆ независимо друг от друга обозначает водородный атом или С₁-С₄алкил; и

(Б) от 70 до 98 мас.% в пересчете на всю композицию (А)+(В) флуоресцентного оптического отбеливателя формулы (2)

,

в которой Х обозначает водородный атом, ион щелочного металла, аммониевый ион или гидроксиалкиламмониевый радикал, дериватизированный из аминоспирта формулы (1), а R₇, R₈, R₉ и R₁₀ каждый независимо друг от друга обозначает -OR₁₁, - NR₁₁R₁₂ или группу формулы

, , или

в которой каждый из R₁₁ и R₁₂ независимо друг от друга обозначает водородный атом, алкил, гидроксиалкил, алкоксиалкил, карбоксиалкил, дикарбоксиалкил, Н₂N-СО-алкил или алкилтио.

Когда все радикалы в формуле (1) или (2) являются алкилами, такие радикалы могут быть прямоцепочечными или разветвленными радикалами. К их примерам относятся метил, этил, пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, трет-бутил, амил, трет-амил (1,1-диметилпропил), 1,1,3,3-тетраметилбутил, гексил, 2-метилпентил, неопентил, циклопентил, циклогексил и их соответствующие изомеры.

Арильные радикалы в качестве заместителей с R₁ по R₄ в предпочтительном варианте содержат от 5 до 24, преимущественно от 6 до 14, углеродных атомов и могут быть замещены, например, гидроксилом, С₁-С₄алкилом, С₁-С₄алкокси, С₁-С₄гидроксиалкилом, атомом галогена или радикалом -NH-CO-R, у которого R обозначает аминогруппу, С₁-С₄алкил или незамещенный или гидрокси-, С₁-С₄алкил-,

С₁-С₄алкокси-, С₁-С₄гидроксиалкил- или галозамещенный фенил.

Примерами приемлемых арильных групп являются фенил, толил, мезитил, изитил, 2-гидроксифенил, 4-гидроксифенил, 2-хлорфенил, 4-хлорфенил, 2,6-дихлорфенил, 2-аминофенил, 3-аминофенил, 4-аминофенил, 4-метоксифенил, 4-этоксифенил, 4-ацетиламинофенил, нафтил и фенантрил.

Аралкильные группы в качестве заместителей с R₁ по R₄ в предпочтительном варианте содержат от 6 до 36, преимущественно от 7 до 12, углеродных атомов и могут быть незамещенными или замещенными одной или несколькими С₁-С₄алкильными группами, С₁-С₄алкоксигруппами, атомами галогена или радикалами -NH-CO-R, у которых R обозначает аминогруппу, С₁-С₄алкил или незамещенный или С₁-С₄алкил-, С₁-С₄алкокси- или галозамещенный фенил.

Примерами приемлемых аралкильных групп являются бензил, 2-фенилэтил, толилметил, мезитилметил и 4-хлорфенилметил.

Х может обозначать, например, водородный атом, Na⁺, К⁺, N(CH₃)₄ ⁺, N(СН₃)₄ ⁺, ди- или триалканоламмониевый радикал, например ди- или триэтаноламмониевый или гидроксиалкиламмониевый радикал, дериватизированный из аминоспирта формулы (1).

Х в предпочтительном варианте обозначает водородный атом, Na⁺ или К⁺.

Гидроксиалкильные группы, приемлемые в качестве R₁₁ или R₁₂, представляют собой, например, 4-гидрокси-н-бутил, 3-гидрокси-н-пропил, 2-гидрокси-н-пропил, а преимущественно 2-гидроксиэтил.

Примерами алкоксиалкильных групп являются 2-метоксиэтил и 2-этоксиэтил.

Карбоксиалкильными группами являются, например, 4-карбокси-н-бутил, 3-карбокси-н-пропил, 2-карбокси-н-пропил, а преимущественно 2-карбоксиэтил.

Приемлемые алкилтиогруппы представляют собой, например, метилтио, этилтио и н-пропилтио.

Предпочтительные композиции в соответствии с изобретением в качестве компонента (А) включают 2-амино-2-метил-1-пропанол, 1-амино-2-пропанол или смесь 2-амино-2-метил-1-пропанола и 2-(N-метиламино)-2-метил-1-пропанола.

В качестве компонента (Б) предпочтение отдают соединению формулы (2), в которой R₇ и R₉ обозначают каждую группу формулы

, или , в которой R₁₁ имеет значения, указанные в п.1 формулы изобретения.

Кроме того, предпочтение отдают композициям в соответствии с изобретением, в качестве компонента (Б) включающим соединение формулы (2), в которой каждый из R₈ и R₁₀ обозначает -NR₁₁R₁₂, где каждый из R₁₁ и R₁₂ независимо друг от друга обозначает водородный атом, 2-гидроксиэтил, 2-карбоксиэтил, -СH₂СН₂-СОNН₂ или -СН(СООН)-СН₂СООН.

В качестве компонента (Б) особое предпочтение отдают соединениям формул с (2а) по (2f)

,

,

,

,

и ,

в которых Х имеет значения, указанные выше.

Соединения формулы (2), в которой катион Х дериватизируют из аминоспирта формулы (1), являются новыми, обладающими преимуществами флуоресцентными оптическими отбеливателями в форме соответствующих гидроксиалкиламмониевых солей.

Соответственно, объектом изобретения является также соединение формулы

в которой X' обозначает гидроксиалкиламмониевый радикал, дериватизированный из аминоспирта формулы (1) так, как изложено выше, a R₇, R₈, R₉ и R₁₀ обладают значениями, указанными выше.

Особое предпочтение отдают соединениям формулы (3), в которой гидроксиалкиламмониевый радикал дериватизируют из 2-амино-2-метил-1-пропанола, 1-амино-2-пропанола или смеси 2-амино-2-метил-1-пропанола и 2-(N-метиламино)-2-метил-1-пропанола.

Такие гидроксиалкиламмониевые соли получают по методам, которые известны, например ионообменом соли щелочного металла или обработкой свободный кислоты соответствующим аминоспиртом (1).

Как сказано выше, целью изобретения является приготовление водных растворов, обладающих такими концентрациями флуоресцентного оптического отбеливателя, которые настолько высоки, насколько это возможно.

Соответственно, объектом изобретения является также водный раствор, включающий

(A) от 0,5 до 10 мас.% аминоспирта формулы (1) по п.1 или их смесей,

(Б) от 5 до 40 мас.% флуоресцентного оптического отбеливателя формулы (2) по п.1 или их смесей,

(B) от 50 до 90 мас.% воды и

(Г) от 0 до 40 мас.% добавок,

причем совокупность компонентов (А)+(Б)+(В)+(Г) составляет 100 мас.%.

Растворы в соответствии с изобретением могут включать в качестве необязательного компонента (Г) различные вспомогательные вещества, такие как, например, неорганические или органические кислоты, неорганические соли, мочевина, неионогенные поверхностно-активные вещества, консерванты или смешивающиеся с водой органические растворители.

Такие добавки могут, в зависимости от используемого флуоресцентного оптического отбеливателя, дополнительно улучшать свойства растворов; например, они могут повышать максимальную концентрацию флуоресцентного оптического отбеливателя или дополнительно понижать вязкость.

Предпочтительные растворы в соответствии с изобретением в качестве компонента (Г) включают консервант.

Смешивающиеся с водой органические растворители, такие как спирты, простые эфиры спиртов, гликоли и амиды карбоновых кислот, могут выполнять функции усилителей растворимости.

Примерами таких растворителей являются пропанол, изопропанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, ди- и триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликольмонометиловый эфир, этиленгликольмоноэтиловый эфир, диэтиленгликольмоноэтиловый эфир, формамид, диметилформамид, диметилацетамид, этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, N-метилпирролидон, полиэтиленгликоли и поливинилпирролидоны.

Растворы в соответствии с изобретением обычно готовят растворением соответствующего флуоресцентного оптического отбеливателя или красителя в воде или смеси воды и смешивающегося с водой органического растворителя с добавлением аминоспирта формулы (1) и, когда это приемлемо, с нагреванием и перемешиванием.

Растворы в соответствии с изобретением, в зависимости от природы растворенного флуоресцентного оптического отбеливателя, могут быть использованы для отбеливания очень широкого разнообразия высокомолекулярных органических материалов. Приемлемые для отбеливания материалы представляют собой, например, синтетические, полусинтетические или натуральные текстильные волокна, бумагу или композиции моющих средств.

Отбеливание бумаги, а также текстильных материалов можно проводить в процессе отделки поверхности. С этой целью растворы в соответствии с изобретением добавляют в требующиеся для этого композиции для нанесения покрытия, причем под этими последними понимают препараты для нанесения покрытия на бумагу, другие, текстильные и нетекстильные природные или синтетические органические материалы, в частности композиции для мелования бумаги. Отбеливание может быть осуществлено введением растворов в соответствии с изобретением в предусмотренные для использования композиции для нанесения покрытия, которые затем наносят на обрабатываемые материалы по методу, который известен.

Поскольку растворы в соответствии с изобретением могут быть разбавлены водой очень легко и быстро, они также превосходно подходят для отбеливания текстильных обрабатываемых материалов с использованием обычных методов обработки флуоресцентным отбеливателем (например, метода до истощения ванны или метода кубовой термообработки). С этой целью концентрированные растворы разбавляют водой таким образом, что образующиеся растворы для обработки, в которые могут быть также добавлены обычные вспомогательные вещества, обладают целевыми концентрациями флуоресцентного оптического отбеливателя.

Текстильные волокна, приемлемые для отбеливания, представляют собой текстильные волокна из синтетических материалов, например полиамидные, из полусинтетических материалов, например из регенерированной целлюлозы, а также из натуральных материалов, например из шерсти или хлопка, равно как и смески волокон, например из сложного полиэфира/хлопка, причем по методу, обычному в текстильной промышленности, натуральные волокна также могут быть снабжены аппретурой.

Текстильные материалы, которые предусмотрены для отбеливания, могут находиться в разнообразных состояниях обработки (сырые материалы, полуобработанные продукты или готовые продукты). Волокнистые материалы могут находиться, например, в форме штапельных волокон, шерстяных угаров при стрижке или ворсовании ткани, мотков, текстильных нитей, пряжи, крученой пряжи, нетканых волокнистых материалов, войлоков, прочесов, ворсованных изделий, текстильных композитов или трикотажных изделий, но предпочтительно в форме тканых текстильных материалов.

Их обработку проводят с использованием разбавленных растворов в соответствии с изобретением, необязательно после добавления диспергаторов, стабилизаторов, смачивающих агентов и дополнительных вспомогательных веществ. В зависимости от растворенного флуоресцентного оптического отбеливателя может оказаться выгодным проводить процесс в кислотной, щелочной или, что предпочтительно, нейтральной ванне. Обработку обычно проводят при температурах примерно от 20 до 140°С, в частности при точке кипения ванны или около того (примерно 90°С).

В ванну можно добавлять также следующие вспомогательные вещества:

красители (нюансировка цветов), пигменты (окрашенные или преимущественно белые пигменты), носители красителей, смачивающие агенты, мягчители, агенты, вызывающие набухание, антиоксиданты, светостабилизаторы, термостабилизаторы, химические отбеливатели, сшивающие агенты, отделочные вещества, а также добавки, используемые в различных методах отделки текстильных материалов, преимущественно агенты для синтетических полимерных аппретур, равно как и антипирен, средства придания мягкого грифа, устойчивости к загрязнениям, антистатической отделки или противомикробной обработки.

Разбавление концентрированных растворов флуоресцентных оптических отбеливателей в соответствии с изобретением для приготовления соответствующих отделочных ванн проводят таким образом, что, когда рассматриваемый обрабатываемый материал пропитывают, он поглощает флуоресцентный оптический отбеливатель в количестве по меньшей мере 0,0001 мас.%, но самое большее 2 мас.%, предпочтительно от 0,0005 до 0,5 мас.%. Необходимую концентрацию устанавливают простым путем по значениям, зависящим от модуля предусмотренной для использования отделочной ванны, природы обрабатываемого материала и растворенного флуоресцентного оптического отбеливателя.

Растворы в соответствии с изобретением могут быть также добавлены в ванны для стирки или в композиции моющих средств. При этом в ванны для стирки просто добавляют раствор в количестве, которое содержит целевое количество флуоресцентного оптического отбеливателя. Растворы в соответствии с изобретением можно добавлять в композиции моющих средств на любой стадии процесса приготовления, например в суспензию перед распылением стирального порошка или во время приготовления жидких композиций моющих средств.

Изобретение иллюстрируют примеры, которые следуют ниже.

Растворы, описанные в примерах 1, 2 и 3, готовят смешением отдельных компонентов и подвергают испытаниям на стабильность при хранении и стойкость против действия температуры. Результаты представлены в таблице 1.

Пример 1

22 мас.% соединения формулы (2b), в которой Х обозначает Н

5 мас.% 1-амино-2-пропанола

73 мас.% деионизированной воды

Пример 2

22 мас.% соединения формулы (2b), в которой Х обозначает Н

5 мас.% 2-амино-2-метил-1-пропанола

73 мас.% деионизированной воды

Пример 3

19,9 мас.% соединения формулы (2b), в которой Х обозначает Н

2,5 мас.% 2-амино-2-метил-1-пропанола

2,0 мас.% КОН (50%-ного)

75,6 мас.% деионизированной воды

Таблица 1
Испытание на стабильность при хранении при разных температурах
Прим.	Темп.	1 день	1 неделя	2 недели	1 месяц
1	-5°С	замороженный образец
0°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
КТ	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
40°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
60°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
2	-5°С	замороженный образец
0°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
КТ	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
40°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
60°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
3	-5°С	хорошая	замороженный образец	замороженный образец
0°С	хорошая	следы образования кристаллов на кипящих крошках	следы образования кристаллов на кипящих крошках	следы образования кристаллов на кипящих крошках
КТ	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
40°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
60°С	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая
КТ обозначает комнатную температуру
Таблица 2
Температурная рампа
Прим.	0°С	-2°С	-4°С	-6°С	-8°С	-10°С
1	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая	заморожен
2	хорошая	хорошая	хорошая	заморожен
3	хорошая	хорошая	хорошая	хорошая	обратимая заморозка
Таблица 3
Результат испытания 5 циклами замораживания/оттаивания
Пример	1	1	1
	хороший	хороший	хороший

1. Композиция, включающая(А) в общей сложности от 2 до 30 мас.% в пересчете на всю композицию(А)+(В) 2-амино-2-метил-1-пропанола формулы (1) (Б) от 70 до 98 мас.% в пересчете на всю композицию (А)+(В)флуоресцентного оптического отбеливателя формулы (2) в которой Х обозначает водородный атом, ион щелочного металла, аммониевый ион или гидроксиалкиламмониевый радикал, дериватизированный из аминоспирта формулы (1), аR₇, R₈, R₉ и R₁₀ каждый независимо друг от друга обозначает -ОR₁₁, -NR₁₁R₁₂ или группу формулы или в которой каждый из R₁₁ и R₁₂ независимо друг от друга обозначает водородный атом, алкил, гидроксиалкил, алкоксиалкил, карбоксиалкил, дикарбоксиалкил, Н₂N-СО-алкил или алкилтио.

2. Композиция по п.1, в качестве компонента (Б) включающая соединение формулы (2), в которой каждый из R₇ и R₉ обозначает группу формулы или в которой R₁₁ имеет значения, указанные в п.1.

3. Композиция по п.1 или 2, в качестве компонента(Б) включающая соединение формулы (2), в которой каждый из R₈ и R₁₀ обозначает -NR₁₁R₁₂, где каждый из R₁₁ и R₁₂ независимо друг от друга обозначает водородный атом, 2-гидроксиэтил, 2-карбоксиэтил, -CH₂CH₂-CONH₂ или -СН(СООН)-СН₂СООН.

4. Композиция по п.1, в качестве компонента (Б) включающая соединение формулы с (2а) по (2f) в которых X имеет значения, указанные в п.1.