Brevet FR2058317A1 — publié le 19710528

te invention est relative à la préparation et à l'emploi comme apprêtés solides au cillore de produits de condensation visqueux solubles dans l'eau, modifiés anioniquement, à partir d'urées hétérocycliques, de mélamine, de formaldéhyle et d'alcools solubles dans l'eau. On connait déjà l'emploi comme apprets de produits de condensation solubles dans l'eau obtenus à partir de l'urée et/ou de la thio-urée, du formaldéhyde et de polyols ou de mélanges de polyols et d'alcools solubles dans l'eau. On a également proposé l'emploi comme apprêts solides au lavage de produits de condensation à faible masse moléculaire de la mélamine et du formaldéhyde ou de mélanges mélamine-urée et du formaldéhyde, chauffés pendant un certain temps en milieu faiblement alcalin. Mais ces produits ne sont pas solides au chlore. Les brevets américains 3 043 718 et 3 079 279 recommandent l'emploi de mélanges solubles dans l'eau d'hydroxyméthyl-mélamines, de bis-hydroxyméthyl-triasinones, de bis-hydroxyméthyl-imidazolidinones et de dérivés hydroxyméthylés de la glyoxal-mono-uréino. Ces produits servent d'apprêts antifroissants et antirétrécissant pour tissus de coton. Mais ils ne renforcent pas la rigidité des fibres. Le brevet belge 707 033 décrit des produits de condensation solubles dans l'eau d'urées hétérocycliques, de mélamine, de formaldéhyle et d'alcools. Ces produits ne se dissolvent que dans les acides dilués. Le pH des bains d'apprêtage est compris entre 1 et 3. Les produits apprêtés perdent de leur résistance à la traction; les autres propriétés sont bonnes. On a découvert que les produits de condensation visqueux obtenus à partir de a) 1 % à 80 % en poids, de préférence 8 % à 40 % en poids, d'un plusieurs composés hétérocycliques dont les cycles à 5 ou 6 chaî nons contiennent chacun le groupe -NH-CO-NH-, b) 0,1 % à 25 %, le préférence 5 % à 18 7b en poids de mélamine, c) 2 % à 40 %, de préférence 10 C/o à 30 % en poids de formaldéhyde d) 15 % à 90%, de préférence 30 % à 60 % en poids de méthanol et d'éthanol, et e) 0,1 % à 25 %, de préférence 0,5 f à .0 % en poids de modificateurs anioniques, c'est-à-dire d'acides aminocarboxyliques, d'acides aminosulfoniques, de sulfites et/ou de bisulfites alcalins, les pourcentages se rapportant à la somme des poids des réactifs, peuvent étre employés comme apprêts solubles dans l'eau, solides au chlore et stables pour textiles. Malgré leur très bonne solubilité dans 1' eau, ces produits donnent, après thermofixage des apprêts solides au lavage Parmi les composés hétérocycliques utilisables figurent la 2-imidazolidinone, la 2-hexahydropyrimidone et leurs dérivés C-substitués par des groupes allyle inférieurs, des groupes hydroxyle ou des groupes methoxyle, tels que le glyoxal-monouréine, l'éther diméthylique de la glyoxa-mono-uréine, la 5-hydroxy-hexyhydropyrimidine-2-one, la 4-méthoxy-5,5-diméthyl-hexyhydropyrimidine-2-one, la 5-méthyl-hexahydropyrimidine-2-one, la 5,5-diméthyl-hexahydropyrimidine-2-one, la 5-méthyl-hexyhydrotriazine-2-one et la 5-(2hydroxyéthyl)-hexahydrotriazine-2-one.Les atomes d'hydrogène des groupes imide de ces composés hétérocycliques peuvent être substitués par des groupes hydroxyméthyle ou des groupes alcoxyméthyle inférieurs dans ce cas, on emploie moins de formaldéhyde libre et éventuellement moins d'alcool inférieur dans la préparation des produits de condensation. La mélamine peut être employée soit sous forme libre, soit sous forme de dérivé hydroxyméthylé ou alcoxyméthylé. Dans les produits de condensation de l'invention, on peut faire varier considérablement le rapport entre la mélamine et les composés hétérocycliques. Ce rapport peut aller par exemple de 7/93 à 47/53, de préf,érence de 20/80 à 40/6, en particulier de 24/76 à 37/63. Be formaldéhyde s'emploie de préférence sous forme 4 solution à 30-40 ,0. On peut cependant l'introduire sous la forme de dérivés hydroxyméthylés ou alcoxyméthylés des composés hétérocycliques et/ou de la mélamine, ou encore sous forme de paraformaldéhyde. Les produits à employer suivant l'invention contiennent de préférence une quantité de formaldéhyde combine telle qu'il y ait @ molécules de formaldéhyde par molécule de mélamine et 0,5 à 2 molécule de formaldéhye par molécule de composé hétérocyclique. Pour obtenir des produits ae condensation solubles dans l'eau, il faut modifier anioniquement les résines. Parmi les modificateurs anioniques utilisables figurent les aminoacides organiques tels que @ @@, les acides aminosulfoniques tels que la taurine, et de préférence les sulfites minéraux tels que le sulfite de sodium et le bisulfite de sodium. On emploie de préférence 0,02 à 0,15 molécule de modificateur par équivalent de groupe NH dans les composés hétérocycliques. On emploie des alcools solubles dans l'eau, tels que l'éthanol et surtout le méthanol. On prépare le-s résines d'une manière connue, par exemple de la manière suivante en deux stades On fait d'abord réagir des mélanges de mélamine et d'un ou plusieurs des composés hétérocycliques définis plus haut sur le formaldéhyde et sur le composé solubilisant. On opère en milieu aqueux alcalin, de préférence à chaud Le pH du milieu réactionnel est compris entre 8 et 12, de préférence entre 10 et 11. Gomme catalyseurs basiques, on peut employer des ba- ses minérales telles que le carbonate de sodium, la soude OU la po ta.e. Comme les bases températures ralentissent la réaction, il est avantageux d'opérer à chaud, par exemple à 60 C ou au-dessus, de préférence entre 80 C et 95 C. Dans l'intervalle de température préféré,la réaction dure 30 à 180 minutes. Au bout de ce temps, les réactifs se dissolvent généralement. Il n'est cependant pas indispensable d'obtenir une solution limpide, car les réactifs se dissolvent complètement dans le deuxième stade. Une fois cette réaction terminée, on a avantage à distiller l'eau partiellement ou presque complètement sous pression réduite, afin de réduire la consommation d'alcool dans le deuxième stade et d'accélérer l'éthérification. On mélange le résidu avec un alcool soluble dans l'eau. On a avantage à. employer 0,5 à 10 molé- cules, de préférence 0,5 à 1,5 molécule d'alcool par molécule de formaldéhyde. Dans le deuxième stade, on éthérifie les produits du premier stade en milieu acide. L'alcool est partiellement distillé. La température de réaction est de préférence comprise entre 65 C et 95 C. On peut acidifier le mélange réactionnel jusqu'à pH =- 1, mais on préfère un pH compris entre 4,0 et 5,5. Tour acidifier, on peut en principe employer tout acide minéral ou organique. Gomme acides organiques, on préfère l'acide maléique, l'acide oxalique, l'acide acétique et l'acide formique. On peut employer avec les mêmes résul-tats l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique dilué. On interrompt la réaction quant un échantillon de résine commence à s'étirer en fils par refroidissement. On neutralise ou on alcanilise la solution. On a avantage à employer comme bases des composés minéraux, par exemple une solution de carbonate de sodium, la lessive de soude ou la lessive de potasse. Dans une autre mise en oeuvre, on peut préparer les dérivés hydroxyméthylés des composés hétérocycliques, les traiter par le modificateur anionique et les condenser ensuite avec un alcool inférieur soluble dans l'eau. On peut alors partir de mélanges de composés hydroxyméthylés et non hydroxyméthylés et de formaldéhyde en quantité voulue. Pour des raisons pratiques, on donne cependant la préférence à la première mise en oeuvre décrite. Les produits de condensation résineux solubles dans l'eau ainsi on'-enus sont à.40-60 % de matière sèche ; leur viscosité est comprise entre 50 et 600 cp à 20 C, suivant la concentration. Les produits se:- stables et. se conservent bien. Sons l'action de substances à réaction acide, ils se condensent, surtout à chaud, en donnant des masses complètement insolubles. Comme catalyseurs de durcissement, Ori pe-ut employer les acides minéraux et organiques et les sels métallique acides, en particulier l'acide phosphorique dilué, l'acide maléique, le chlorure de magnésium, le chlorure de zinc, le fluoborate de zinc et le chlorure d'ammonium. Pour apprêter les tissus entièrement ou partiellement cellulosiques, par exemple les.tissus de coton, de cellulose régénérée, de lin ou-c-e mélanges coton-polyester ou coton-polyamide, au moyen des produits de condensation résineux ie l'invention, on emploie des bains neutres ou légèrement acides dont la teneur en produit de condensation est comprise entre 2,5 % et 10 % en poids. Les bains dont le pH est compris entre 3 et 7 après addition du catalyseur de dur cissement conviennent tr,ès bien. Les bains se conservent pendant plus de 24 heures. Les bains d'apprêt peuvent contenir d'autres produits auxiliaires, tels que des antifroissants, des hydrofugeants et des plastifiants. Les tissus apprêtés sont séchés et thermofixés de la manière habituelle. Les tissus apprêtés ont une très bonne sclidité au chlore. Ils sont très bien stabilisés contre le rétrécissement, ont une excel lente @@@ une @ de élasticité. Les effects obtenus résistent très bien au lavage. Dans les exemples qui suivent, les parties et pourcentages sont en poids. Exemples 1 à 17 On imprègne un tissu de coton blanchi pour doublure à environ 320 g/m avec un bain contenant 130 g/l d'un des produits de condensation n 1 à 17 du tableau, 100 g/l de solution aqueuse à 50 % de N,N'-bis-hydroxyméthyl-hexahydropyrimidine-2-one et 25 g/l de Cl2Mg.6H2O comme catalyseur; On prépare le bain en introduisant le produIt de condensation avec agitation dans la solution de bis-hydroxyméthyl-hexahydropyrimidone, en ajoutant de l'eau jusqu'au volume voule et en ajoutant le catalyseur de condensation. Après imprégnation, on essore le tissu jusqu'à ce qu'il contienne 80 %0 de bain en poids. Après séchage sur un cadre tendeur à 80 -110 C jusqu'à 8-10 % d'humidité résiduelle, on chauffe le tissu à 160 C pendant 6 minutes sous tension.Le tissu ainsi apprêté se distingue par sa stabilité dimensionnelle au lavage, son élasticité et sa rigidité. Après trois lavage de 30 minutes à l'ébullition avec 3 g/l de savon et 2 g/l de carbonate de sodium, suivis d'un traitement à l'eau de Javel et d'un gazage, suivant la feuille d'essai AATCC 92-1962, le tissu ne présente aucun jaunissement ou brunissement dû au chlore. Les produits de condensation utilisés sont préparés comme suit: On fait réagir pendant 30 à 120 minutes, à 70 -95 C et à pH = 10 à 11, le composé hétérocyclique, la mélamine, le modificateur anionique et la solution de formaldéhyde, en présente de composés basiques. On distille ensuite l'eau sous pression réduite. Ori mélange le résidu sirupeux avec le méthanol et on acidifie à pH = 4,2-5,5. On chauffe la solution à reflux pendant 30 à 120 minutes, puis on distille une partie du méthanol et de l'eau è lii pression atmosphé- rique. On ajoute des composés basiques pour amener à 7,5-9,0 du produit de condensation résineux obtenu. ex@ 1 2 3 4 5 6 7 8 Stade 1 Imidazolidine-2-ono 774 774 774 774 774 774 774 774 Hexahydropyrimidine-2-one - - - - - - - Mélamine 504 315 125 313 315 315 315 Bisulfite de sodium - - - - - - Sulfite de sodium - - - - - - - Glycocolle - - - - - - - Taurine - - - - - - - Formol à 37 % 2675 2025 1215 2025 2025 2673 2025 2025 Potasse à 30 % 16 10 12 12 10,5 12 12 Temps de réaction, mn 60 90 60 120 60 60 30 180 Température de réaction, C 80 80 80 80 80 80 90 70 Stade 2 Méthanol 2240 1600 960 1600 1600 1600 1600 1600 Acide maléique 35 28 33 28 28 17 28 28 Acide chlorhydrique - - - - - - - Temps de réaction, mn 180 220 1800 200 175 1920 195 1920 Température de réaction, C 77 79 74 79 78 78 78 78 Potasse à 30 % 70 54 90 70 70 44 62 75 Exemple n 1 2 3 4 5 6 7 8 Rendement 4520 3690 2400 3390 3630 3390 3410 3400 Densité 1,110 1,113 1,112 1,113 1,139 1,117 1,123 1,112 Teneur en matière sèche, 51 50,5 53,5 51,5 53,5 56 53,1 54,2 % Viscosité à 20 C, cp 509 724 77 680 1360 129 535 210 Exemple n 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Stade 1 Imidazolidine-2-one 774 - 559 257 774 774 - 774 774 Hexahydrpyrimidine-2-one - 750 250 550 - - - - Diméthylolglyoxa- - - - - - - 890 - monouréine Mélamine 315 315 315 315 315 315 252 315 315 Bisulfite de sodium 133 117,4 133 128 - - 124,5 - Sulfite de sodium - - - - - - - 96,3 Glycocolle - - - - 96,5 143,4 - - Taurine - - - - - - - - - 160 Formol à 37 % 2025 1822 1944 1903 2025 2025 770 2025 225 Potasse à 30 % 12 11 12 10 243 357 146 - Temps de réaction, mn 60 60 60 60 60 60 90 60 60 Température de réaction, 80 80 80 80 80 80 80 80 80 C Stade 2 Méthanol 1600 1600 1600 1600 1600 1600 960 1600 1600 Acide maléique - - 28 84 - - - 35,3 Acide chlorhydrique 32 55 - - 149 187 49 - 110 Temps de réaction, mn 125 540 300 500 170 180 120 130 450 Température de réaction, 78 73 100 78 78 78 76 78 77 C Potasse à 30 % 45 88 72 184 168 163 186 94 140 Exemple n 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Rendement 3400 3125 3170 3250 3710 3950 2780 3754 3377 Densité 1,132 1,107 1,128 1,126 1,117 1,123 1,163 1,166 1,110 Teneur en matière sèche, 50,7 51 57,8 58 49,5 47,7 48,5 48,8 56,6 % Viscosité à 20 C, cp 2810 883 880 840 729 698 1615 819 830 Produits de condensation visqueux solubles dans l'eau, obtenus par condensation de -1 % à 80 % en poids d'un ou plusieurs composés hétérocycliques dont les cycles à 5 ou 6 chainons contiennent le groupe -NH-CO-NH-, - 0,1 % à 25% en poids de mélamine, - 2 % à 40 % en poids de.formaldéhyde, - 15 % à 90 "'%.e-n poids de méthanol et/ou d'éthanol, et -0,1 % à 25 % en poids d'acides aminocarboxyliques organiques, d'acides aminosulfoniques organiques, de sulfites et/ou de bisul fltes alcalins., les pourcentages se rapportant à la somme des poids des réactifs. 2.- Produits de condensation conformes à la revendication 1, obtenus à partir de -8 % à 40 % en poids d'imidazolidine-2-one et/ou d'hexahydropyrimi dine-2-one, -5 % à 18 % en poids de mélamine, -10 % à 30% en poids de formaldéhyde, - 30 % à 60 % en poids de méthanol, et - 0,5 % à 10 % en poids de sulfite ou de bisulfite alcalin, tous les pourcentages se rapcrtant à la somme des poids des réactifs. 3.- Produits de condensation conformes à la revendication 1, obtenus en employant de l1imidazolidine--2-one et de la mélamine dans un rapport en poids compris entre 76/24 et 63/37. 4.-Produits de condensation conformes à la revendication l, obtenus en employant de l'hexahydropyrimidine-2-one et de la mélamine dans un rapport en poids compris ent-re 76/24 et 63/37. 5.- Produits de condensation conformes à la revendication 1, obtenus en employant de l'imidazolidine-2-one, de l'hexahydro- pyrimidine-2-one et ne la mélamine, le rapport en poids entre les urées hétérocyclique et la mélamine étant compris entre 80/20 t 60/40. 6.-Procédé de préparation des produits de condensation définis par la revendication t, consistant à faire réagir des composés hétérocycliques contenant le groupe -NH-CO-NH- dans un cycle à 5 chaînes et la mélamine, en présence d'acides aminocarbo xyliques organiques, d'acides aminosulfoniques organiques, de bisulfites alcalins et/ou de sulfites alcalins, sur le formaldéhyde en milieu aqueux alcalin, à distiller la majeure partie de l'eau, et à éthérifier le résidu en solution hydroalcoolique acide. 7. - Procédé de préparation des produits de condensation définie par la revendication 1, consistant à faire réagir des dérivés hydroxyméthylés des composés hétérocycliques contenant le groupe -NH-CO-NH dans uta cycle à 5 ou 6 chainons et des hydroxyméthyl- mélamines sur des acides aminocarboxyliques organiques, des acides organosulfoniques organiques, des sulfites alcalins et/ou des bisulfites alcalins en milieu aqueux alcalin, à distiller la majeure partie de l'eau et à éthérifier le résidu en milieu hydro-alcoolique acides. 8.- Emploi des produits de condensation-définis par la revendication 1 comme apprêts solubles dans l'eau et solides au chlore.