[0001] Aus der DE-OS 38 17 000 sind Kraftstoffe für Otto-Motoren bekannt, die unter anderem
geringe Mengen an Copolymerisaten aus
a) C₈- bis C₄₀-Alkylacrylaten oder den entsprechenden Methacrylaten, Vinylestern von
C₈- bis C₄₀-Carbonsäuren und
b) monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 12 C-Atomen
enthalten. Die Copolymerisate haben eine Molmasse von 500 bis 20.000 g pro Mol. Die
Carboxylgruppen der Copolymerisate liegen zumindest teilweise als Alkali- oder Erdalkalimetallsalz
vor. Wie darin außerdem angegeben ist, kann ein Teil der Carboxylgruppen der Copolymerisate
auch amidiert sein.
[0002] Aus der US-PS 4 190 687 ist bekannt, gefärbtes Leder mit Copolymerisaten aus monoethylenisch
ungesättigten Carbonsäureestern mit 4 bis 22 C-Atomen und aliphatischen Olefinen mit
3 bis 20 C-Atomen zu behandeln. Die Copolymerisate werden dabei in Form einer Lösung
in einem organischen Lösemittel behandelt. Als Lösemittel kommen vorzugsweise aromatische
Kohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe, Ketone, Ether, Ester und Amide in Betracht.
Solche Lösungen sind jedoch aufgrund ihres Gehalts an organischen Lösemitteln für
eine Hydrophobierung von Leder und Pelzfellen praktisch nicht brauchbar.
[0003] Die Verwendung wäßriger Polyacrylatdispersionen, bei denen das Copolymerisat zu
einem überwiegenden Anteil aus Acrylsäure- oder Methacrysäureestern von Alkoholen
mit 1 bis 8 C-Atomen aufgebaut ist, zum Zurichten von Leder ist aus der DE-OS 33 44
354 und der EP-PS 0 065 253 bekannt. Zur Herstellung der wäßrigen Polymerdispersionen
benötigt man jedoch immer Emulgatoren.
[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, emulgatorfreie Mittel für
die Hydrophobierung von Leder und Pelzfellen zur Verfügung zu stellen.
[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Verwendung von Copolymerisaten, die
a) 50 bis 90 Gew.-% C₈- bis C₄₀-Alkylacrylate, C₈- bis C₄₀-Alkylmethacrylate, Vinylester
von C₈- bis C₄₀-Carbonsäuren oder deren Mischungen und
b) 10 bis 50 Gew.-% monoethylenisch ungesättigte C₃- bis C₁₂-Carbonsäuren, monoethylenisch
ungesättigte Dicarbonsäurenanhydride, Halbester oder Halbamide von monoethylenisch
ungesättigten C₄- bis C₁₂-Dicarbonsäuren, Amide von monoethylenisch ungesättigten
C₃- bis C₁₂-Carbonsäuren oder deren Mischungen
einpolymerisiert enthalten und die Molmassen von 500 bis 30.000 g pro Mol haben,
in zumindest partiell neutralisierter oder amidierter Form in wäßriger Lösung oder
in wäßriger Dispersion als Mittel zum Hydrophobieren von Leder und Pelzfellen.
[0006] Die Copolymerisate sind beispielsweise aus der DE-OS 38 17 000 bekannt. Sie werden
durch Copolymerisieren der Monomeren der Gruppe a) mit den Monomeren der Gruppe b)
hergestellt. Falls als Monomere der Gruppe b) monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäurenanhydride
eingesetzt werden und die Copolymerisation unter Ausschluß von Wasser durchgeführt
wird, erfolgt im Anschluß an die Copolymerisation eine Solvolyse der im Copolymerisat
enthaltenen Anhydridgruppen. Die Solvolyse der Anhydridgruppen der Copolymerisate
kann gleichzeitig mit einer partiellen oder vollständigen Neutralisation der Carboxylgruppen
verbunden werden, indem man die Copolymerisate mit Basen behandelt. Falls man als
Basen Ammoniak, primäre oder sekundäre Amine verwendet, können die Copolymerisate
auch partiell amidiert werden. Als Monomere der Gruppe a) zur Herstellung der Copolymerisate
kommen C₈- bis C₄₀-Alkylacrylate und C₈- bis C₄₀-Alkylmethacrylate in Betracht. Geeignete
Verbindungen dieser Art sind beispielsweise 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
n-Decylacrylat, n-Decylmethacrylat, Dodecylacrylat, Dodecylmethacrylat, Isotridecylacrylat,
Isotridecylmethacrylat, Tetradecylacrylat, Tetradecylmethacrylat, C₁₆/C₁₈-Talgfettalkoholacrylat,
C₁₆/C₁₈-Talgfettalkoholmethacrylat, octadecylacrylat, octadecylmethacrylat, Palmitylacrylat,
Palmitylmethacrylat, n-Eicosylacrylat, n-Eicosylmethacrylat, n-Docosylacrylat, n-Docosylmethacrylat,
Tetracosylacrylat, Tetracosylmethacrylat, Hexacosylacrylat, Hexacosylmethacrylat,
octocosylacrylat, octocosylmethacrylat sowie Acrylester und Methacrylester von C₄₀-Alkoholen.
Außerdem eignen sich Mischungen von Acrylaten. Solche Mischungen sind beispielsweise
durch Verestern von Alkoholen herstellbar, die entweder nach dem Oxoverfahren oder
nach dem Ziegler-verfahren erhältlich sind. Vorzugsweise verwendet man die Acrylsäureester
und Methacrylsäureester, die sich von Alkoholen mit 16 bis 28 Kohlenstoffatomen ableiten.
[0007] Als Kombonente a) kommen außerdem Vinylester von Carbonsäuren mit 8 bis 40 C-Atomen
in Betracht. Solche Verbindungen sind beispeilsweise Vinyl-2-Ethylhexanoat, Vinyllaurat,
Vinylpalmitat, Vinyltalgfettsäureester, Vinylmyristat, Vinylstearat, Vinyloleat sowie
Mischungen der genannten Vinylester oder Mischungen mindestens eines Vinylesters mit
mindestens einem der in Betracht kommenden Alkyl(meth)acrylate. Die Monomeren der
Gruppe a) sind in den Copolymerisaten in Mengen von 50 bis 90, vorzugsweise 65 bis
85 Gew.-% in einpolymerisierter Form enthalten.
[0008] Zu den Monomeren der Gruppe b) gehören monoethylenisch ungesättigte C₃- bis C₁₂-Carbonsäuren
und monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäureanhydride. Geeignete monoethylenisch
ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure,
Vinylmilchsäure, Allylessigsäure, Propylidenessigsäure, Ethylacrylsäure, Dimethylacrylsäure,
Maleinsäure, Fumarsäure, Itakonsäure, Glutakonsäure, Methylenmalonsäure, Zitrakonsäure
und Tetrahydrophthalsäure. Ethylenisch ungesättigte Dicarbonsäureanhydride, die insgesamt
4 bis 12 C-Atome pro Molekül enthalten, sind beispeilsweise Maleinsäureanhydrid,
Itakonsäureanhydrid, Zitrakonsäureanhydrid, Methylenmalonsäureanhydrid und Tetrahydrophthalsäureanhydrid.
Als Monomere der Gruppe b) kommen außerdem Monoester aus Dicarbonsäuren und Alkoholen
mit 1 bis 40 C-Atomen in Betracht, beispielsweise Monomethylmaleinat, Monobutylmaleinat,
Monododecylmaleinat, Monooctadecylmaleinat, Monotetracosylmaleinat, Monooctadecylfumarat,
Monooctadecylitakonat, Mono-2-ethylhexylitakonat und Mischungen der genannten Verbindungen.
Von den Monomeren der Gruppe b) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid,
Itakonsäure und Itakonsäureanhydrid bevorzugt.
[0009] Zu den Monomeren der Gruppe b) gehören außerdem Amide der monoethylenisch ungesättigten
Monocarbonsäuren sowie die Halbamide von monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren,
z.B. Amide und Halbamide, die sich jeweils von den zugrunde liegenden Carbonsäuren
und Ammoniak oder Aminen mit 1 bis 40 C-Atomen ableiten, beispielsweise N-Isotridecylacrylamid,
N-Di-(isotridecyl)acrylamid, N-Stearylacrylamid, N-Stearylmethacrylamid, Maleinsäuremonoisotridecylamid,
Maleinsäurediisotridecylamid, Maleinsäuremonostearylamid und Maleinsäuredistearylamid.
[0010] Die Copolymerisate enthalten die Monomeren der Gruppe b) in Mengen von 10 bis 50,
vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-% einpolymerisiert.
[0011] Die Copolymerisate aus dem Monomeren der Gruppe a) und b) können noch gegebenenfalls
durch Copolymerisieren in Gegenwart von Monomeren der Gruppe c) modifiziert werden.
zu den Monomeren der Gruppe c) gehören beispielsweise Styrol, Methylstyrol, Ethylstyrol,
Butylstyrol, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylformamid, N-Vinyl-N-methylformamid,
N-Vinylacetamid, N-Vinyl-N-methylacetamid, Acrylsäuremethylester, Acrylsäureethylester,
Acrylsäurepropylester,Acrylsäurebutylester, Acrylsäurehexylester, Methacrylsäuremethylester,
Methacrylsäureethylester, Methacrylsäurepropylester, Methacrylsäurebutylester, Methacrylsäurehexylester,
Hydroxiethylacrylat, Hydroxipropylacrylat, Hydroxibutylacrylat, Hydroxiethylmethacrylat,
Hydroxipropylacrylat, Hydroxibutylacrylat, Maleinsäuremonomethylester, Maleinsäuredimethylester,
Maleinsäuremonoethylester, Maleinsäurediethylester, Maleinsäuremonopropylester, Maleinsäuredipropylester,
Maleinsäuremonobutylester, Maleinsäuredibutylester, Maleinsäuremonohexylester, Maleinsäuredihexylester,
Fumarsäuremonomethylester, Fumarsäuredimethylester, Fumarsäuremonoethylester, Fumarsäurediethylester,
Fumarsäuremonopropylester, Fumarsauredipropylester, Fumarsäuremonobutylester, Fumarsäuredibutylester,
Fumarsäuremonohexylester, Fumarsäuredihexylester, Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat,
Vinylbutyrat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat,
Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylat,
Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminopropylmethacrylat,
Dimethylaminopropylacrylamid, 1-Vinylimidazol, 1-Vinyl-2-methylimidazol, 1-Vinyl-4-methylimidazol,
1-Vinyl-5-methylimidazol, Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure,
Acrylamidomethylpropansulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Acrylsäure-(3-sulfopropylester),
Vinylphosphonsäure, Allylphosphonsäure sowie Mischungen untereinander.
[0012] Die Monomeren der Gruppe c) sind, sofern sie für die Modifizierung der Copolymerisate
aus a) und b) eingesetzt werden, darin in Mengen von 1 bis 20 Gew.-% in einpolymerisierter
Form enthalten.
[0013] Die Copolymerisation der Monomeren der Gruppen a) und b) sowie gegebenenfalls c),
erfolgt nach allen bekannten diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Polymerisationsverfahren,
wie Masse-, Suspensions-, Fällungs- und Lösungspolymerisation. Die Copolymerisation
wird vorzugsweise in Gegenwart von Radikale bildenden Verbindungen durchgeführt.
Man benötigt davon bis zu 10, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die bei der
Copolymerisation eingesetzten Monomeren. Bei allen genannten Polymerisationsverfahren
wird unter Ausschluß von Sauerstoff gearbeitet, vorzugsweise in einem Stickstoffstrom.
Für alle Polymerisationsmethoden werden die üblichen Apparaturen verwendet, z.B. Autoklaven
und Kessel, die beispielsweise mit Anker-, Blatt-, Impeller- oder Mehrstufenimpuls-Gegenstrom-Rührern
ausgestattet sind. Besonders bevorzugt ist die Substanzpolymerisation der Monomeren
der Gruppen (a) und (b). Sie wird bei Temperaturen von 80 bis 300, vorzugsweise von
120 bis 200°C durchgeführt, wobei die niedrigste zu wählende Polymerisationstemperatur
vorzugsweise etwa mindestens 20°C über der Glastemperatur des gebildeten Polymeren
liegt. Je nach Molekulargewicht, das die Copolymerisate haben sollen, werden die Polymerisationsbedingungen
gewählt. Polymerisation bei hohen Temperaturen ergibt Copolymerisate mit niedrigen
Molekulargewichten, während bei niedrigeren Polymerisationstemperaturen Polymerisate
mit höheren Molekulargewichten entstehen. Auch die Menge des Polymerisationsinitiators
hat einen Einfluß auf das Molekulargewicht. Man benötigt im allgemeinen 0,01 bis 5
Gew.-% bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzten Monomeren, an Radikale
bildenden Polymerisationsinitiatoren. Höhere Initiatormengen führen hierbei zu Copolymerisaten
mit niedrigeren Molekulargewichten. Die Monomeren (a) und (b) können bei Temperaturen
von oberhalb 200°C auch in Abwesenheit von Polymerisationsinitiatoren copolymerisiert
werden, d.h. ein Einsatz von Initiatoren ist nicht unbedingt erforderlich, weil die
Monomeren (a) und (b) bei Temperaturen von oberhalb 200°C auch in Abwesenheit von
Initiatoren bereits radikalisch polymerisieren.
[0014] Geeignete Polymerisationsinitiatoren sind beispielsweise Acetylcyclohexansulfonylperoxid,
Diacetylperoxidicarbonat, Dicyclohexylperoxidicarbonat, Di-2ethylhexylperoxidicarbonat,
Tertiär-butylperneodecanoat, 2,2′ -Azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril), Tertiär-butylperpivalat,
Tertiär-butylper-2-ethyl-hexanoat, Tertiärbutylpermaleinat, 2,2′ -Azobis(isobutyronitril),
Bis-(tertiär-butylperoxi)cyclohexan, Tertiär-butylperoxiisopropylcarbonat, Tertiär-butylperacetat,
Di-tertiär-butylperoxid, Ditertiäramylperoxid, Cumolhydroperoxid und Tertiär-butylhydroperoxid.
Die Initiatoren können allein oder in Mischung untereinander angewendet werden. Sie
werden bei der Substanzpolymerisation vorzugsweise separat oder in Form einer Lösung
oder Dispersion in dem Monomer der Komponente (a) in den Polymerisationsreaktor eingebracht.
Bei der Copolymerisation können selbstverständlich auch Redox-Coinitiatoren mitverwendet
werden, z.B. Benzoin, Dimethylanilin, Ascorbinsäure sowie organisch lösliche Komplexe
von Schwermetallen, wie Kupfer, Cobalt, Eisen, Mangan, Nickel und Chrom. Die Mitverwendung
von Redox-Coinitiatoren gestattet es, die Polymerisation bei tieferer Temperatur durchzuführen.
Die üblicherweise verwendeten Mengen an Redox-Coinitiatoren betragen etwa 0,1 bis
2000, vorzugsweise 0,1 bis 1000 ppm, bezogen auf die eingesetzten Mengen an Monomeren.
Falls das Monomergemisch an der unteren Grenze des für die Polymerisation in Be tracht
kommmenden Temperaturbereiches anpolymerisiert und anschließend bei einer höheren
Temperatur auspolymerisiert wird, ist es zweckmäßig, mindestens zwei verschiedene
Initiatoren zu verwenden, die bei unterschiedlichen Temperaturen zerfallen, so daß
in jedem Temperaturintervall eine ausreichende Konzentration an Radikalen zur Verfügung
steht.
[0015] Um niedrigmolekulare Polymerisate herzustellen, ist es oft zweckmäßig, die Copolymerisation
in Gegenwart von Reglern durchzuführen. Hierfür können übliche Regler verwendet werden,
wie z.B. C₁- bis C₄-Aldehyde, Allylalkohol, Buten-1-ol-3, Ameisensäure und organische
SH-Gruppen enthaltende Verbindungen, wie 2-Mercaptoethanol, 2-Mercaptopropanol, Mercaptoessigsäure,
Mercaptopropionsäure, tertiär-Butylmercaptan, n-Dodecylmercaptan und tertiär-Dodecylmercaptan.
Die Polymerisationregler werden im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf die Monomeren, eingesetzt.
[0016] Bei der Substanzpolymerisation kann mit besonderem Vorteil ein Druckkessel mit einem
nachgeschalteten Reaktionsrohr, das mit einem statischen Mischer versehen ist, verwendet
werden. Vorzugsweise polymerisiert man die Monomeren aus (Meth)acrylestern, Vinylestern
und säuregruppenhaltigen monoethylenisch ungesättigten Verbindungen in mindestens
2 hintereinander geschalteten Polymerisationszonen. Dabei kann die eine Reaktionszone
aus einem druckdichten Kessel, die andere aus einem beheizbaren statischen Mischer
bestehen. Man erhält dabei Umsätze von mehr als 99 %. Ein Copolymerisat aus Stearylacrylat
und Acrylsäure kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man die Monomeren
und einen geeigneten Initiator einem Reaktor oder zwei hintereinandergeschalteten
Reaktionszonen, beispielsweise einer Rührkesselkaskade, kontinuierlich zuführt, und
das Reaktionsprodukt nach einer Verweilzeit von 2 bis 60, vorzugsweise von 5 bis 30
Minuten, bei Temperaturen zwischen 200 und 400°C kontinuierlich aus der Reaktionszone
ausschleust. Die Polymerisation wird zweckmäßig bei Drücken von mehr als 1 bar, vorzugsweise
zwischen 1 und 200 bar, durchgeführt. Die erhaltenen Copolymeren mit Feststoffgehalten
von über 99 % können dann weiter zu den entsprechenden Alkali- und Erdalkalisalzen
bzw. Amiden und Ammonsalzen umgesetzt werden.
[0017] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform für die Herstellung der Copolymeren ist
die Lösungspolymerisation. Sie wird in Lösemitteln durchgeführt, in denen die Monomeren
und die gebildeten Copolymeren löslich sind. Es sind hierfür alle Lösemittel geeignet,
die diese Vorgabe erfüllen und die mit den Monomeren keine Reaktionen eingehen. Beispielsweise
sind dies Aceton, Methylethylketon, Diethylketon, Methylisobutylketon, Ethylacetat,
Butylacetat, aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Kohlenwasser stoffe
wie n-Oktan, Isooktan, Cyclohexan, Methylcyclohexan, Benzol, Toluol, xylol, Ethylbenzol,
Cumol, Tetrahydrofuran und Dioxan, wobei zur Erzielung niedermolekularer Copolymerer
Xylol, Ethylbenzol, Cumol, Tetrahydrofuran und Dioxan besonders gut geeignet sind.
Wie bei der Masse- und Fällungspolymerisation ist es auch hier zweckmäßig, das Lösemittel
und einen Teil der Monomerenmischung (z.B. ca. 5 bis 20 %) vorzulegen und den Rest
der Monomerenmischung mit dem Initiator und gegebenenfalls Co-Initiator und Regler
zuzudosieren. Es können auch Lösemittel und (Meth)acrylester oder Vinylester im Polymerisationsreaktor
vorgelegt und nach Erreichen der Polymerisationstemperatur dann das säuregruppenhaltige
Monomere, gegebenenfalls gelöst im Lösemittel, und der Initiator sowie gegebenenfalls
Coinitiator und Regler zudosiert werden. Die Konzentrationen der zu polymerisierenden
Monomeren liegen zwischen 20 und 80 Gew.%, bevorzugt 30 und 70 Gew.%. Das feste Copolymer
kann problemlos durch Verdampfen des Lösemittels isoliert werden.
[0018] Eine weitere Methode zur einfachen Herstellung der Copolymeren ist die Fällungspolymerisation.
Bei der Fällungspolymerisation werden solche Lösemittel eingesetzt, in denen die Monomeren
löslich und das gebildete Copolymere unlöslich ist und ausfällt. Solche Lösemittel
sind beispielsweise Ether, wie Diethylether, Dipropylether, Dibutylether, Methyl-tert.butylether,
Diethylenglykoldimethylether und Mischungen untereinander. Bei der Durchführung der
Fällungspolymerisation ist es zweckmäßig, besonders wenn bei Konzentrationen von über
40 Gew.% gearbeitet wird, zur verhinderung der Aggregatbildung in Gegenwart eines
Schutzkolloids zu polymerisieren. Als Schutzkolloide sind polymere Stoffe geeignet,
die in den Lösemitteln gut löslich sind und keine Reaktion mit den Monomeren eingehen.
Geeignet sind beispielsweise Copolymere des Maleinsäureanhydrids mit Vinylalkylethern
und/oder Olefinen mit 8 bis 20 C-Atomen sowie entsprechende Copolymere der Monoester
der Maleinsäure mit C₁₀- bis C₂₀-Alkoholen oder der Mono- und Diamide der Maleinsäure
mit C₁₀- bis C₂₀-Alkylaminen sowie Polyalkylvinylether, deren Alkylgruppe 1 bis 20
C-Atome enthält, wie beispielsweise Polymethyl-, Polyethyl-, Polyisobutyl- sowie
Polyoktadecylvinylether. Die zugesetzten Mengen an Schutzkolloid liegen üblicherweise
bei 0,05 bis 4 Gew.% (berechnet auf eingesetzte Monomere), vorzugsweise 0,1 bis 2
Gew.%, wobei es oftmals von Vorteil ist, mehrere Schutzkolloide zu kombinieren. Bei
der Polymerisation ist es zweckmäßig, das Lösemittel, das Schutzkolloid und einen
Teil der Monomermischung im Reaktor vorzulegen und bei gewählter Polymerisationstemperatur
unter intensivem Rühren den Rest der Monomerenmischung und den Initiator sowie gegebenenfalls
den Coinitiator und Regler zuzudosieren. Die Zulaufzeiten für Monomer und Initiator
sind im allgemeinen zwischen 1 und 10 Std., vorzugsweise 2 und 5 Std. Es ist auch
möglich, alle Einsatzstoffe gemeinsam in einem Reaktor vorzulegen und darin zu polymerisieren,
wobei jedoch Probleme mit der Wärmeabführung auftreten können, so daß eine solche
Arbeitsweise weniger zweckmäßig ist. Die Konzentrationen der zu polymerisierenden
Monomeren liegen zwischen 20 und 80 Gew.%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.%. Die Polymeren
können aus den Polymerisatsuspensionen isoliert werden, z.B. durch Abdestillieren
des Suspensionsmittels der Polymerisatsuspensionen in Verdampfern, beispielsweise
Bandtrocknern, Schaufeltrocknern, Sprühtrocknern und Wirbelbett-Trocknern.
[0019] Die Monomeren der Gruppe a) und b) sowie gegebenenfalls c) werden in der Weise nach
den oben beschriebenen Verfahren copolymerisiert, daß man Copolymerisate mit Molmassen
von 500 bis 30.000, vorzugsweise 1.000 bis 20.000 g pro Mol behält. Vorzugsweise eignen
sich für die erfindungsgemäße Verwendung Copolymerisate aus Stearylacrylat und Maleinsäureanhydrid
bzw. Maleinsäure, Copolymerisate aus C₁₈- bis C₂₂-Alkylmethacrylaten und Acrylsäure
oder Methacrylsäure, Copolymerisate aus octadecylacrylat und Acrylsäure, Maleinsäure
oder Maleinsäureanhydrid sowie Copolymerisate aus Vinyl-2-Ethylhexaonat oder Vinylstearat
und Maleinsäureanhydrid. Die Copolymerisate aus den langkettigen Vinylestern und Maleinsäureanhydrid
enthalten die Monomeren vorzugsweise im Molverhältnis 1:1 einpolymerisiert.
[0020] Die bei den oben beschriebenen Polymerisationsverfahren anfallenden Copolymerisate
werden für die Herstellung gebrauchsfertiger wäßriger Präparationslösungen bzw. wäßriger
Dispersionen zunächst weitgehend von flüchtigen Anteilen befreit. Hierzu werden die
Copolymerisate vorzugsweise unter vermindertem Druck auf Temperaturen von bis zu 150°C
erwärmt. Unter diesen Bedingungen destillierten flüchtige Anteile ab. So kann ein
beispielsweise niedrig siedender Regler aus Copolymerisaten entfernt werden, die durch
Substanzpolymerisation hergestellt werden. Bei Polymerisaten, die durch Lösungspolymerisation
erhalten werden, destilliert man vorteilhafter Weise vor der Herstellung wäßriger
Präparationslösungen das bei der Polymerisation verwendete Lösemittel ab. Maleinsäureanhydridgruppen
enthaltende Copolymerisate können jedoch in Form der Lösung in einem organischen Lösemittel
in die entsprechenden Halbamidgruppierungen überführt werden, indem man sie mit Ammoniak
oder Aminen zur Reaktion bringt. Die Umsetzung von Anhydridgruppen enthaltenden Copolymerisaten
mit Alkoholen, Ammoniak oder Aminen erfolgt vorzugsweise in Abwesenheit von Lösemitteln.
[0021] Die nach den oben beschriebenen Polymerisationsverfahren erhältlichen Copolymerisate
werden in Wasser gelöst bzw. dispergiert und zumindest teilneutralisiert. Die Copolymerisate
können jedoch auch, sofern bei der Copolymerisation als Monomere der Gruppe b) monoethylenisch
ungesättigte Carbonsäuren oder monoethylenisch ungesättigte Dicarbonsäureanhydride
eingesetzt werden, in die entsprechenden Amide bzw. Halbamide überführt werden. Hierzu
gibt man beispielsweise zu einer Schmelze der Copolymerisate, aus der die flüchtigen
Anteile entfernt worden sind, Ammoniak, primäre und/oder sekundäre Amine. Die Umsetzung
wird dabei soweit geführt, daß 20 bis 50 % der Carboxylgruppen der einpolymerisierten
monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren oder 20 bis 50 % der aus den einpolymerisierten
monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäureanhydriden durch Hydrolyse erhältlichen
Carboxylgruppen amidiert und jeweils mindestens 10 % der insgesamten vorhandenen Carboxylgruppen
im Copolymerisat neutralisiert sind. Für die Hydrophobierung von Leder und Pelzfellen
gebrauchsfertige Lösungen werden erhalten, wenn man die Copolymerisate nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur oder vorzugsweise in Form einer Schmelze, die eine Temperatur in
dem Bereich von 80 bis 180, vorzugsweise 90 bis 150°C aufweist, neutralisiert oder
- wie oben bereits beschrieben - partiell durch zusatz von Ammoniak, primären und/oder
sekundären Aminen amidiert. Die Mengen an Wasser und Neutralisationsmittel werden
dabei so gewählt, daß 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 55 Gew.-% Feststoffe enthaltende
Dispersionen oder Polymerlösungen entstehen, die in den Handel gebracht werden. Daraus
werden dann durch Verdünnen mit Wasser Präparationslösungen mit Feststoffgehalten
von 0,5 bis 50 Gew.-% hergestellt.
[0022] Ferner kann auch mit Aminocarbonsäuren sowie Salzen von Aminocarbonsäuren, vorzugsweise
die Alkalimetallsalze, solvolysiert werden. Besonders bevorzugt werden Alkalimetallsalze
von a-Aminocarbonsäuren eingesetzt, wobei die Alkalimetallsalze des Sarcosins ganz
besonders vorteilhaft sind. Die Solvolyse mittels Salzen von Aminocarbonsäuren wird
zweckmäßigerweise in wäßrigem Medium ausgeführt. Die Solvolyse wird dabei mit solchen
Mengen an Aminocarboxylaten durchgeführt, daß 20 bis 50 % der Carboxylgruppen der
einpolymerisierten monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren oder 20 bis 50 % der
aus den einpolymerisierten monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäurenanhydriden
durch Hydrolyse erhältlichen Carboxylgruppen amidiert sind. Nach der Bildung von Halbamid-Gruppen
im Copolymerisat erfolgt die Neutralisation. Sie wird soweit geführt, daß mindestens
10 % der Carboxylgruppen des bei der Substanzpolymerisation anfallenden Copolymerisats
neutralisiert werden.
[0023] Die bei der Copolymerisation anfallenden Säure- oder Anhydridgruppen enthaltenden
Copolymerisate können auch durch Reaktion mit Alkoholen verestert werden. Die Veresterung
wird dabei nur zu einem Anteil durchgeführt, daß 10 bis 50 % der Säuregruppen des
Copolymerisates verestert sind. Anschließend erfolgt dann eine Neutralisation der
partiell veresterten Copolymerisate, bei der mindestens 10 % der Carboxylgruppen neutralisiert
werden. Die Neutralisation der Anhydrid- bzw. Säuregruppen enthaltenden Copolymerisate
wird mindestens zu einem solchen Grad durchgeführt, daß man in Wasser dispergierbare
Copolymerisate erhält. Dieser Neutralisationsgrad liegt bei mindestens 10 % der Carboxylgruppen
des Copolymerisates bzw. mindestens 10 % der insgesamt aus den Anhydridgruppen des
Copolymerisates entstehenden Carboxylgruppen. Der Neutralisationsgrad ist außerdem
von der Kettenlänge des jeweils verwendeten Alkylacrylats bzw. Alkylmethacrylats
oder der vinylester abhängig. Um gut in Wasser dispergierbare bzw. kolloidal lösliche
Copolymerisate zu erhalten, wird beispielsweise ein Copolymerisat aus einem C₃₀-Alkylacrylat
und Maleinsäure zu mindestens 75 % neutralisiert, während beispielsweise ein Copolymerisat
aus einem C₂₀-Alkylacrylat und Maleinsäureanhydrid bei einem Neutralisationsgrad von
50 % der aus diesem Copolymerisat entstehenden Carboxylgruppen bereits gut in Wasser
dispergierbar sind. Bei einem Copolymerisat aus einem C₁₂-Alkylacrylat oder Alkylmethacrylat
und Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäure reicht bereits ein Neutralisationsgrad von
20 % der aus dem einpolymerisiertem Maleinsäureanhydrid entstehenden Carboxylgruppen
für das Dispergieren des Copolymerisats in Wasser aus.
[0024] Falls man als Monomere der Gruppe b) bei der Copolymerisation keine Halbamide eingesetzt
hat und die Bildung von Halbamidgruppen im Copolymerisat erwünscht ist, kann man
Copolymerisate, die als Monomer der Gruppe b) eine ethylenisch ungesättigte Carbonsäure
oder vorzugsweise ein monoethylenisch ungesättigtes Dicarbonsäureanhydrid einpolymerisiert
enthalten, in Abwesenheit von Wasser mit Ammoniak, primären und/oder sekundären Aminen
zu den entsprechenden Halbamiden umsetzen. Geeignete primäre und sekundäre Amine können
1 bis 40, vorzugsweise 3 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen. Bei solchen Stoffen handelt
es sich beispielsweise um Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, Isopropylamin, n-Butylamin,
Isobutylamin, Hexylamin, Cyclohexylamin, Methylcyclohexylamin, 2-Ethylhexylamin, n-octylamin,
Isotridecylamin, Talgfettamin, Stearylamin, oleylamin, Dimethylamin, Diethylamin,
Di-n-Propylamin, Di-Isopropylamin, Di-n-Butylamin, Diisobutylamin, Dihexylamin, Dicyclohexylamin,
Dimethylcyclohexylamin, Di-2-ethylhexylamin, Di-n-Octylamin, Diisotridecylamin, Ditalgfettamin,
Di-Stearylamin, Di-Oleylamin, Ethanolamin, Diethanolamin, n-Propanolamin, Di-n-Propanolamin
und Morpholin. Vorzugsweise wird Morpholin verwendet.
[0025] Die Neutralisation der Copolymerisate kann mit den oben angegebenen Aminen oder Ammoniak
sowie mit Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallbasen vorgenommen werden, z.B. Natronlauge,
Kalilauge, Natriumbicarbonat, Soda, Kaliumcarbonat, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid
und Bariumhydroxid. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung gebrauchsfertiger Lösungen
oder Dispersionen durch Zugabe einer wäßrigen Base zu einer Schmelze des Copolymerisats.
Der pH-Wert der gebrauchsfertigen Mittel zum Hydrophobieren liegt in dem Bereich von
etwa 4 bis 10. Natürlich kann die wäßrige Lösung oder Dispersion auch durch Eintragen
des Copolymeren in eine wäßrige Lösung der Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallbase,
vorzugsweise bei Temperaturen von 20 bis 150°C, hergestellt werden.
[0026] Die so erhältlichen wäßrigen Copolymerisatdispersionen oder -lösungen sind beständig
und lagerstabil. Sie eignen sich in hervorragender Weise zur Veredlung von Leder und
Pelzfellen, weil sie eine besonders ausgeprägte hydrophobierende Wirkung aufweisen
und darüberhinaus noch eine fettende und nachgerbende Wirkung entfalten. Das mit diesen
Copolymerisatdispersionen behandelte Leder- und Pelzmaterial zeigt nur noch eine
geringe Wasseraufnahmebereitschaft und Wasserdurchlässigkeit. Die Dispersionen wirken
gleichzeitig weichmachend, so daß man in den meisten Fällen keine zusätzlichen Fettungsmittel
auf Basis natürlicher oder synthetischer Lickeröle benötigt. Die Dispersionen verleihen
der Ware eine hohe Fülle und hohe zug- und Weiterreißfestigkeiten, so daß eine zusätzliche
Behandlung mit handelsüblichen Nachgerbstoffen, beispielsweise mit vegetabilen Gerbstoffen
oder synthetischen organischen Gerbstoffen (Synthanen) auf Basis von Phenolsulfonsäure/Phenol/Formaldehyd-Kondensationsprodukten
in den meisten Fällen nicht mehr erforderlich ist.
[0027] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen Dispersionen oder
Polymerlösungen besteht darin, daß sie keine zusätzlichen Emulgatoren enthalten. Leder
und Pelzfelle, die mit emulgatorhaltigen Produkten behandelt worden sind, müssen bekanntlich
nach der Behandlung mit diesen Mitteln aufwendigen Prozessen, wie z.B. Nachbehandlung
mit mehrwertigen Metallsalzen unterworfen werden, um die Emulgatoren im Leder oder
in den Pelzfellen unwirksam zu machen.
[0028] Die oben beschriebenen Copolymerisatdispersionen bzw. Copolymerisatlösungen eignen
sich zur Behandlung von allen üblichen gegerbten Häuten, insbesondere mit Mineralgerbstoffen,
wie Chrom-III-salzen gegerbten Häuten. Die gegerbten Häute werden üblicherweise vor
der Behandlung entsäuert. Sie können bereits vor der Behandlung gefärbt worden sein.
Eine Färbung kann jedoch auch erst nach der erfindungsgemäß erfolgenden Hydrophobierung
vorgenommen werden.
[0029] Die gegerbten Häute werden mit den wäßrigen Dispersionen zweckmäßigerweise in wäßriger
Flotte, die durch Verdünnen der Copolymerisatdispersionen oder -lösungen mit Wasser
erhältlich sind, bei pH-Werten von 4 bis 10, vorzugsweise 5 bis 8 und Temperaturen
von 20 bis 60, vorzugsweise 30 bis 50°C, während eines Zeitraums von 0,1 bis 5, insbesondere
0,5 bis 2 Stunden, behandelt. Diese Behandlung erfolgt beispielsweise durch Walken
in einem Faß. Die benötigte Menge an Copolymerisatdispersion bzw. -lösung beträgt,
bezogen auf das Falzgewicht des Leders oder das Naßgewicht der Pelzfelle, 0,1 bis
30, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%. Die Flottenlänge, d.h. das prozentuale Gewichtsverhältnis
der Behandlungsflotte zur Ware, bezogen auf das Falzgewicht des Leders bzw. das Naßgewicht
der Pelzfelle, beträgt üblicherweise 10 bis 1000, vorzugsweise 30 bis 150 % bei Pelzfellen
50 bis 500 %.
[0030] Nach der Behandlung mit der oben beschriebenen wäßrigen Flotte wird der pH-Wert der
Behandlungsflotte durch zusatz von Säuren, vorzugsweise verwendet man organische Säuren,
wie Ameisensäure, auf einen pH-Wert von 3 bis 5, vorzugsweise 3,5 bis 4 eingestellt.
[0031] Bei Mitverwendung von üblichen Nachgerbstoffen beim Veredlungsprozess des Leders
und der Pelzfelle kann die Behandlung mit den erfindungsgemäß zu verwendenden wäßrigen
Dispersionen oder Lösungen vor oder nach dem Nachgerbeschritt oder auch mehrstufig
erfolgen, wobei die wäßrigen Dispersionen oder Lösungen anteilsweise vor, während
und nach dem Nachgerbungsschritt eingesetzt werden. Die als Hydrophobierungsmittel
zu verwendenden wäßrigen Dispersionen oder Lösungen können auch zusammen mit üblichen
Leder- und Pelzveredlungsmitteln, wie Hydrophoblickern auf Paraffinbasis, verwendet
werden. Dadurch wird in einigen Fällen die Hydrophobierungs-, Fettungs- und Nachgerbwirkung
verbessert.
[0032] Die Prozentangaben in den Beispielen sind, falls nicht anders angegeben, Gewichtsprozent.
Die Molmassen der Copolymeren wurden vor dem Neutralisieren durch Gelpermeationschromatographie
bestimmt, wobei als Elutionsmittel Tetrahydrofuran und zur Eichung eng verteilte Fraktionen
von Polystyrol eingesetzt wurden. Die Prüfung der behandelten Leder auf Wasseraufnahmebereitschaft
und Wasserdurchlässigkeit erfolgte mit dem Bally-Penetrometer gemäß der Meßmethode
IUP 10 der Internationalen Union der Leder-Chemiker-Verbände, Kommission für physikalische
Lederprüfung, vgl. Das Leder, Band 12, 36 bis 40 (1961).
[0033] Herstellung der wäßrigen Copolymerisatdispersionen
Dispersion I
[0034] In einem Reaktor aus Edelstahl, der mit einem Rührer, zulaufvorrichtungen und einer
Vorrichtung für das Arbeiten unter Stickstoff ausgestattet war, wurden 90 g Maleinsäureanhydrid
und 100 g technisches Xylol vorgelegt und auf ca. 140°C bis zum Sieden erhitzt. zu
der schwach siedenden Lösung gab man gleichzeitig innerhalb von 2 h eine schwach erwärmte
Lösung von 210 g Stearylacrylat, 4,5 g Buten-1-ol-3 und 15 g 2-Mercaptoethanol in
200 g technischem Xylol und innerhalb von 3 h eine Lösung von 9 g Ditertiärbutylperoxid
in 31 g technischem Xylol zu. Anschließend erhitzte man das Reaktionsgemisch noch
2 h unter Rühren und Rückflußsieden und destillierte dann das xylol ab. Das restliche
xylol wurde dabei im Vakuum (40 millibar) und einer Temperatur von 125°C entfernt.
Man fügte dann 79,9 g Morpholin innerhalb von einer halben Stunde zu und erhitzte
das Reaktionsgemisch unter Rühren 2 h auf eine Temperatur von 130°C. Dabei wurden
sämtliche Anhydridgruppen des Copolymerisats in Monoamidgruppen umgewandelt. Danach
wurde der Reaktor druckdicht verschlossen. Bei einer Temperatur der Polymerschmelze
von 125°C fügte man dann innerhalb von 1 h 73,5 g einer 50%igen wäßrigen Natronlauge
und 1130 g Wasser zu. Dadurch wurden die restlichen Carboxylgruppen des Copolymerisats
neutralisiert. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend noch 2 h bei einer Temperatur
von 125°C gerührt und auf Raumtemperatur abgekühlt. Man erhielt eine bei Raumtemperatur
schwach viskose Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 25,8 %. Die Molmasse des
Copolymerisats betrug 6400 g pro Mol.
Dispersion II
[0035] In dem zur Herstellung der Dispersion 1 beschriebenen Reaktor legte man 281,25 g
einer 80%gen Lösung eines C₁₈- bis C₂₂-Alkylmethacrylats (Methacrylester eines C₁₈-C₂₂-Alkoholgemisches,
das unter dem Handelsnamen Alfol 1822 erhältlich ist) in O-Xylol, 9 g Buten-1-ol-3
und 15 g 2-Mercaptoethanol vor und erhitzte die Lösung zum Sieden auf eine Temperatur
von etwa 145°C. Zu der unter Rückfluß siedenden Lösung gab man dann innerhalb von
2 h eine Lösung von 75 g Acrylsäure in 15 g o-Xylol und innerhalb von 3 h eine Lösung
9 g Ditertiärbutylperoxid in 31 g o-Xylol gleichmäßig zu. Danach wurde das Reaktionsgemisch
noch 2 h unter Rühren am Rückfluß erhitzt und dann das o-Xylol abdestilliert. Restliches
Xylol wurde aus der Polymerschmelze bei einer Temperatur von 140°C und einem Druck
von 40 mbar entfernt. Die Polymerschmelze wurde dann auf eine Temperatur von 125°C
abgekühlt und der Reaktor druckdicht verschlossen. Dann fügte man innerhalb von einer
halben Stunde eine Lösung von 78 g 50%iger wäßriger Natronlauge in 586 g Wasser zu.
Dadurch erreichte man eine Neutralisationsgrad von 95 % der im Copolymerisat vorhandenen
Carboxylgruppen. Das Reaktionsgemisch wurde noch 3 h bei einer Temperatur von 125°C
intensiv gerührt. Man erhielt eine viskose Dispersion mit einem Feststoffgehalt von
34,9 %. Die Molmasse des Copolymerisats betrug 4500 g pro Mol.
Dispersion III
[0036] In dem für die Herstellung der Dispersion I beschriebenen Reaktor legte man 50 g
Buten-1-ol-3 und 50 g Octadecylacrylat vor und erhitzte die Mischung unter Rühren
auf eine Temperatur von 110°C. Durch getrennte Zulaufvorrichtungen dosierte man innerhalb
von 5 h jeweils separat voneinander 300 g Octadecylacrylat, das auf eine Temperatur
von 70°C erwärmt worden war, 150 g Methacrylsäure und innerhalb von 6 h 15 g Tertiärbutylperethylhexanoat
gleichmäßig zu. Die Polymerisation wurde bei Siedetemperatur des Reaktionsgemisches
durchgeführt. Die Siedetemperatur steigt langsam auf 132°C an. Nach Zugabe des Peroxids
wurde das Reaktionsgemisch noch 1 h unter Rückflußsieden gerührt. Danach destillierte
man das nichteinpolymerisierte Buten-1-ol-3 unter einem Druck von 40 mbar und einer
Temperatur von 125°C ab. Der Reaktor wurde dann druckdicht verschlossen. zu der darin
auf 140°C erhitzten Schmelze gab man unter Druck 125 g 50%iger wäßriger Natronlauge
und 1173 g Wasser innerhalb von 1 h zu. Die Mischung wurde dann noch 1 h bei 120°C
gerührt. Man erhielt eine bei Raumtemperatur viskose Emulsion mit einem Feststoffgehalt
von 30,6 %. Die Molmasse des Copolymerisats betrug 3600 g pro Mol. 90 % der Carboxylgruppen
des Copolymerisats lagen in Form des Natriumsalzes vor.
Beispiel 1
[0037] Chromgegerbtes Rindleder mit einer Falzstärke von 1,8 mm, das auf einen pH-Wert von
5,0 entsäuert und mit 0,7 Gew.-% eines üblichen anionischen Anilinfarbstoffs gefärbt
worden war, wurde mit 20 der Dispersion 1, bezogen auf Falzgewicht, eineinhalb Stunden
bei 40°C im Gerbfaß gewalkt. Im Anschluß an diese Behandlung wurde das Leder mit Ameisensäure
auf einen pH-Wert von 3,6 gebracht. Es wurde anschließend gewaschen, mechanisch ausgereckt
und getrocknet.
[0038] Das so erhaltene Leder war sehr weich und griffig und wies eine hohe dynamische Wasserfestigkeit
auf. Die Prüfung mit dem Bally-Penetrometer ergab bei 15 % Stauchung für die Wasseraufnahme
nach 24 h einen Wert von 24,7 Gew.-% und ließ während dieser Zeitspanne keinen Wasserdurchtritt
erkennen.
Beispiel 2
[0039] Chromgegerbtes Rindleder mit einer Falzstärke von 1,8 mm, das auf einen pH-Wert von
5,0 entsäuert worden war, wurde mit 12 % der Dispersion II bezogen auf Falzgewicht,
2 Stunden bei 40°C im Gerbfaß gewalkt. Die Gesamt-Flottenlänge betrug 150 %.
[0040] Das Leder wurde anschließend mit 1 Gew.-% eines üblichen anionischen Anilinfarbstoffs
gefärbt. Danach wurde es mit Ameisensäure auf einen pH-Wert von 3,8 eingestellt. Es
wurde einschließend gewaschen, mechanisch ausgereckt und getrocknet.
[0041] Das erhaltene Leder war sehr weich, geschmeidig, gut gefüllt, gleichmäßig gefärbt
und hatte eine hervorragende dynamische Wasserfestigkeit. Die Prüfung mit dem Bally-Penetrometer
ergab bei 15 % Stauchung für die Wasseraufnahme nach 24 h einen Wert von 22,9 Gew.-%
und ließ während dieser Zeitspanne keinen Wasserdurchtritt erkennen.
Beispiel 3
[0042] Chromgegerbtes Rindleder mit einer Falzstärke von 1,8 mm, das auf einen pH-Wert von
5,0 entsäuert war, wurde mit 15 der Polymerdispersion III und gleichzeitig mit 5 einer
42%igen wäßrigen Dispersion eines handelsüblichen Hydrophoblickers auf Paraffinbasis,
jeweils bezogen auf das Falzgewicht des Leders, 2 h bei 40°C im Gerbfaß gewalkt. Die
Gesamt-Flottenlänge lag bei 150 %. Im Anschluß an diese Behandlung wurde das Leder
mit Ameisensäure auf einen pH-Wert von 3,8 gebracht und wie üblich fertiggestellt.
[0043] Das erhaltene Leder war außerordentlich weich und angenehm im Griff und zeigte eine
hohe Wasserresistenz. Die Prüfung mit dem Bally-Penetrometer ergab bei 15 % Stauchung
für die Wasseraufnahme nach 24 h einen Wert von 19,5 Gew.-% und ließ während dieser
zeitspanne keinen Wasserdurchtritt erkennen.