Brevet FR2723742A1 — publié le 19960223

La présente invention concerne de nouvelles résines aminoplastes et leur application comme réticulant de la cellulose. On connaît de très nombreuses résines amino- plastes dans lesquelles le dérivé aminé est l'urée ou la mélamine, et le dérivé aldéhydique est le formaldéhyde ou le glyoxal. (cf notamment à Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2ème édition, volume 1, pages 752-789, John Wiley and Sons, New-York, 1985). Ces résines présentent de10 très nombreuses applications et elles peuvent notamment être utilisées pour ennoblir les fibres cellulosiques en leur conférant des propriétés de "wash and wear"(lavez et portez). Dans les domaines textile ou papetier, l'homme du métier recherche en permanence des résines aminoplastes réactives15 autorisant une bonne réticulation des fibres cellulosiques et présentant également, dans le cas des tissus à base de fibres cellulosiques, une excellente rémanence aux lavages ménagers. En tentant de résoudre ce problème, la demanderesse a décou- vert avec étonnement de nouvelles résines aminoplastes20 contenant des groupements aldéhydiques bloqués transitoire- ment à l'état d'acétal. La présente invention a donc pour objet des résines aminoplastes à base d'un ou plusieurs dérivés aminés et d'un ou plusieurs aldéhydes caractérisées par le fait que le dérivé aminé est la mélamine, le glycolurile ou leur mélange en proportions variables et que l'aldéhyde est un produit de formule (I) R-CHO (I) dans laquelle R représente un groupement dialcoxyméthyle, dioxolan-l,3 yl-2 éventuellement substitué sur les sommets 4 et/ou 5 par un ou plusieurs groupements alcoyle ou un groupement dioxan-l,3 yl-2 éventuellement substitué sur les sommets 4, 5 et/ou 6 par un ou plusieurs groupements alcoyle, en mélange éventuellement avec du glyoxal. Le terme alcoxyle peut désigner par exemple, un radical méthoxyle, éthoxyle, n-propoxyle, l-méthoxy éthoxyle, n-butoxyle, 2-méthoxy propoxyle. Le terme alcoyle peut désigner par exemple un radical méthyle, éthyle, n-propyle, 1-méthyl éthyle, n- butyle, 2-méthyl propyle. L'invention a plus particulièrement pour objet les résines aminoplastes telles que définies ci-dessus, caractérisées en ce que le produit de formule (I) est le diméthoxyacétaldéhyde, le diéthoxyacétaldéhyde, le dibutoxy- acétaldéhyde, le formyl-2 dioxolane-1,3 ou le diméthyl-5,5 formyl-2 dioxane-l,3 en mélange éventuellement avec du glyoxal. Parmi ces dernières résines, l'invention a notamment pour objet les résines caractérisées par le fait que le dérivé aminé est soit la mélamine, soit le glyco- lurile, et que l'aldéhyde est le diméthoxyacétaldéhyde, le diéthoxyacétaldéhyde, le dibutoxyacétaldéhyde en mélange éventuellement avec du glyoxal. Parmi ces résines, on peut citer plus particu- lièrement celles à base de mélamine et de diméthoxyacétal- déhyde ou de dibutoxyacétaldéhyde, de formule (II) NHR1 N N N'f N R3NHN? NHR2 N dans laquelle R1 représente un radical de formule (III) -CH(OH)-CH(OR')2 (III) ou R' représente un radical méthyle ou butyle, R2 et R3 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical R1. Parmi ces derniers produits, l'invention a notamment pour objet: - la (diméthoxy-2',2' hydroxy-l' e éthylamino)-2 diamino-4,6 s- triazine, - la (dibutoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2 diamino-4,6 s- triazine, - la bis(diméthoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4 amino-6 striazine, - la bis(dibutoxy-2',2' hydroxy-l' ethylamino)-2,4 amino-6 s- triazine, - la tris(diméthoxy-2',2' hydroxy-l' e éthylamino)-2,4,6 s- triazine, - la tris(dibutoxy-2',2' hydroxy-le' éthylamino)-2,4,6 s- triazine, Selon l'invention, les résines de l'invention peuvent être préparées par un procédé caractérisé en ce que l'on fait réagir, en milieu aqueux, a un pH supérieur à 6, la quantité molaire d'un aldéhyde de formule (I) en mélange éventuellement avec du glyoxal, avec soit de la mélamine, soit du glycolurile, soit un mélange de glycolurile et de mélamine pour obtenir le degré de substitution désiré, puis que l'on isole la résine obtenue par des procédés connus en soi. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre de l'invention, le procédé ci-dessus décrit est réalisé de la manière suivante: - à une température comprise entre 30 et 120 C, - en milieu aqueux en présence éventuellement d'un tiers solvant miscible à l'eau tel qu'un alcanol inerte vis-à-vis des produits mis en réaction, - en présence éventuellement d'un catalyseur tel qu'un agent alcalin (hydroxyde de sodium, hydroxyde de potassium par exemple). - en utilisant l'aldéhyde de formule (I) en solution brute réactionnelle telle qu'obtenue par le procédé décrit dans FR- A-2.599.362. Dans le cas o le dérivé aminé est la mélamine, on peut utiliser jusqu'à 6 moles d'aldéhyde de formule (I) par mole de mélamine mise en oeuvre pour obtenir le degré de substitution désiré des groupement amino. Dans le cas o le dérivé aminé est le glycolurile, on peut utiliser jusqu'à 4 moles d'aldéhyde de formule (I) de manière à obtenir une substitution complète des groupements amino. Dans le cas o le dérivé aminé est un mélange de mélamine et de glycolurile, on utilisera la quantité molaire d'aldéhyde de formule (I) pour obtenir, sur les dérivés aminés, le nombre désiré de groupements N-CH(OH)-R o R a la signification donnée précédemment. Pour obtenir les résines de l'invention, il suffit en fin de réaction, d'éliminer le ou les solvants réactionnels pour obtenir la résine désirée avec un excellent rendement, mais en règle générale, on préfère utiliser directement le brut réactionnel ou le brut réactionnel concentré sous pression réduite jusqu'à l'obtention d'un extrait sec désiré, déterminé par séchage d'un échantillon durant 3 heures à 105 C. Les produits de formule (I) sont soit des produits commerciaux, soit des produits accessibles par des procédés connus tels que le procédé décrit dans FR-A- 2.599.362. Les résines de l'invention, exemptes de formaldé- hyde libre ou combiné, présentent d'intéressantes propriétés pour la réticulation de la cellulose. Ces propriétés justi- fient leur application comme réticulant de la cellulose, et elles sont d'autant plus intéressantes qu'elles autorisent la réticulation de la cellulose en l'absence de formaldéhyde libre ou combiné. La présente invention a enfin pour objet une méthode de réticulation de la cellulose caractérisée en ce que l'on fait réagir une fibre cellulosique, notamment un tissu à base de fibres cellulosiques, avec une quantité suffisante d'une résine aminoplaste telle que définie ci- dessus.5 EXEMPLE 1 On mélange sous agitation, à la température ambiante: - 163,8 g (1,3 mole) de mélamine, - 734,2 g (3,9 moles) de dibutoxyéthanal, - 897 g d'un mélange eau-propanol-2, 1/1 en volume, - une quantité suffisante de soude à 30% en poids pour obtenir un pH d'environ 9. Ce mélange est chauffé 4 heures à l'ébullition, sous agitation en maintenant le pH à environ 9 par addition si nécessaire de quelques gouttes de soude à 30% en poids. En fin de réaction, on obtient une solution que l'on concentre sous pression réduite. On obtient ainsi 850 g d'une huile visqueuse qui se prend lentement en masse. Un échantillon de 0,709 g de cette huile est purifié par chromatographie sur silice avec élution avec un mélange dichlorométhane-méthanol, 9/1 en volume. On sépare ainsi, avec un rendement de 91%, 5 fractions désignées A1-A5 qui sont ensuite analysées par RMN du proton et du carbone 13 en solution dans le DMSO d6. Les déplacements chimique (6ppm) des atomes de carbone des produits de mono-, di- et tricondensation (CI-CIII) sont donnés dans le tableau I ainsi que la composition en propor- tions pondérales des diverses fractions A1-A5 (tableau II). TABLEAU I 6 7 8 3 4 O_ CH2_CH2_CH2_ CH3 iN 2 NH-CHd-CH-" H2N { N OCH2_CH2_CH2_CH3 y I OH 5' 6' 7 8' NNN NY Ny 2 (CI) NNH-C--H ci C2 C3 C4 C5,5 SC6' C7,7 CU Mélamine 167,5 ci 167,5 167,2 74,1 102,6 66,5 31,5 18,8 13,6 66,2 Pour le produit de dicondensation (CII), les déplacements chimiques des atomes de carbone du cycle sont respectivement de 167 ppm (C-NIH2) et de 166 ppm pour les deux autres atomes de carbone. Pour le produit de tricondensation (CIII), les déplacements chimiques des atomes de carbone du cycle sont de ,3 ppm. Aussi bien pour CII que pour CIII, les déplace- ments chimiques des atomes de carbone des chaînes (C3-C8 et C5,-C8,) sont identiques à ceux de CI. TABLEAU II Fractions Poids Mel. DBE Ci Cl Cl l (g) A1 0, 210 t =100 A2 0,236 t 25 75 A3 0,078 t 72 28 A4 0,083 8 28 44 20 A5 0,037 60 40 Mel.: mélamine DBE: dibutoxyéthanal t: non dosé Ci: (dibutoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2 diamino-4,6 s-triazine Cl: bis(dibutoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4 amino-6 s-triazine Cll1: la tris(dibutoxy-2',2, hydroxy-l' e éthylamino)-2,4,6 s- triazine EXEMPLE 2 On mélange sous agitation, à la température ambiante: - 12,6 g (0,1 mole) de mélamine, - 31,2 g (0,3 mole) de diméthoxyéthanal en solution dans 31,2 g d'eau, - une quantité suffisante de soude à 30% en poids pour obtenir un pH d'environ 9. Ce mélange est ensuite chauffé sous agitation, 2 heures à 60'C en maintenant le pH à environ 9 en ajoutant, si nécessaire, quelques gouttes de soude à 30% en poids. La solution réactionnelle est ensuite concentrée sous pression réduite. On obtient ainsi environ 43,8 g d'une huile désignée H2 contenant des traces de mélamine et des produits de mono-, di- et tricondensation dont les déplacements chimiques (Sppm) des atomes de carbone (RMN du carbone 13 en solution dans le DMSO d6) sont donnés dans le tableau III. TABLEAU III 3 4 O--CH3 i N 2 NH-CH-CH- H2N Go' | \O-CH3 y -"OH ' y2(B) NH2 cI C2 C3 C4Cs> M6lamine 167,5 B 167,4 167,1 73,6 104,7 54,7 54,0 B2 167 166 73,6 104,7 54,7 54,0 B3 _165,2 73,6 104,4 54,7 54,0 B2: bis(diméthoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4 amino-6 striazine, B3: tris(diméthoxy-2',2' hydroxy-l' e éthylamino)-2,4,6 s- triazine, Pour le produit B2, l'atome de carbone noté C1 est l'atome de carbone porteur du groupement amino. EXEMPLE 3 On mélange sous agitation, à la température ambiante: - 252 g (2 moles) de mélamine, - 58 g (1 mole) de glyoxal en solution aqueuse à 40% en poids, 416 g (4 moles) de diméthoxyacétaldéhyde en solution dans 416 g d'eau, une quantité suffisante de soude à 30% en poids pour obtenir un pH d'environ 7. Ce mélange est chauffé sous agitation durant 2 heures à 60 C en maintenant le pH à environ 7 par addition si nécessaire, quelques gouttes de soude à 30% en poids. On obtient ainsi environ 1290 g d'une solution aqueuse contenant environ 727 g d'une résine aminoplaste selon l'invention. L'analyse par RMN du carbone 13 d'un échantillon de cette résine montre que, d'une part, les molécules de mélamine sont substituées par des groupements: -NH-CH(OH)CH(OMe)2, et d'autre part, que probablement deux molécules de mélamine sont liées par un pont: -NH-CH(OH)-CH(OH)-NH-. EXEMPLE 4 On chauffe deux heures à 60 C, sous agitation et en maintenant le pH du milieu réactionnel à 9 par addition de soude 5N le mélange suivant: - 546 g (5,25 moles) de diméthoxyéthanal en solution dans 364 g d'eau distillée, - 248,5 (1,75 mole) de glycolurile, - 290 g d'eau distillée. On observe la dissolution du glycolurile après 90 minutes de chauffage. Après refroidissement à la température ambiante de la solution réactionnelle, on obtient 1472 g d'une solution aqueuse contenant environ 54% de résine selon l'invention. L'analyse par RMN 13C d'un échantillon de cette résine dans le DMSO d6 est en accord avec la structure attendue: 162-157 ppm (C=O); 103-104 ppm (CH) ; 75 ppm (CHOH); 65-62 ppm (C-H); 56-54 ppm (OCH3). (CHOH); 65-62 ppm (C-H>; 56-54 ppm (OCH3). REVENDICATIONS 1. Résine aminoplaste à base d'un ou plusieurs dérivés aminés et d'un ou plusieurs aldéhydes caractérisée par le fait que le dérivé aminé est la mélamine, le glycolurile ou5 leur mélange en proportions variables et que l'aldéhyde est un produit de formule (I) R-CHO (I) dans laquelle R représente un groupement dialcoxyméthyle, dioxolan-l,3 yl-2 éventuellement substitué sur les sommets 410 et/ou 5 par un ou plusieurs groupements alcoyle ou un groupement dioxan-l,3 yl-2 éventuellement substitué sur les sommets 4, 5 et/ou 6 par un ou plusieurs groupements alcoyle, en mélange éventuellement avec du glyoxal. 2. Résine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le produit de formule (I) est le diméthoxyacétaldéhyde, le diéthoxyacétaldéhyde, le dibutoxyacétaldehyde, le formyl-2 dioxolane-l,3 ou le diméthyl-5,5 formyl-2 dioxane-l,3 en mélange éventuellement avec du glyoxal. 3. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que le dérivé aminé est soit la mélamine, soit le glycolurile, et que l'aldéhyde est le diméthoxyacétaldéhyde, le diéthoxyacétaldéhyde, le dibutoxy- acétaldéhyde en mélange éventuellement avec du glyoxal. 4. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 de formule (II) NHRI N X N (II) dans laquelle R1 représente un radical de formule (III) -CH(OH)-CH(OR')2 (III) o R' représente un radical méthyle ou butyle, R2 et R3 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical R1. 5. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la (diméthoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2 diamino-4,6 s-triazine, 6. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la (dibutoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2 diamino-4,6 s-triazine, 7. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la bis(diméthoxy- 2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4 amino-6 s-triazine, 8. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la bis(dibutoxy-2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4 amino-6 s-triazine, 9. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la tris(diméthoxy- 2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4,6 s-triazine, 10. Résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée par le fait que c'est la tris(dibutoxy- 2',2' hydroxy-l' éthylamino)-2,4,6 s-triazine, 11. Procédé de préparation d'une résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on fait réagir, en milieu aqueux, à un pH supérieur à 6, la quantité molaire d'un aldéhyde de formule (I) en mélange éventuellement avec du glyoxal, avec soit de la mélanine, soit du glycolurile, soit un mélange de glycolurile et de mélanine pour obtenir le degré de substitution désiré, puis que l'on isole la résine obtenue par des procédés connus en soi. 12. Procédé de préparation selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il est effectué à une température comprise entre 30 et 120 C. 13. Procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait qu'il est effectué en présence d'un catalyseur alcalin. 14. Procédé de préparation selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le catalyseur alcalin est l'hydroxyde de sodium. 15. Application d'une résine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 à la réticulation de la cellulose.