EP0930342A2

Aminofunctional polyorganosiloxanes, their preparation and use

Abstract

New amino-functional polyorganosiloxanes (I) have side chains containing mercaptoalkyl groups grafted with aminoalkyl (meth)acrylates, methylolated (meth)acrylamides and their alkyl ethers, diallylamines and/or corresponding quaternized ammonium compounds and optionally other unsaturated monomers. New amino-functional polyorganosiloxanes are of formula (I). R<1> = alkyl, aryl, alkoxy or OH; R = optionally substituted alkyl, aryl or alkylaryl; R<3> = optionally substituted linear or branched 2-10C alkylene, optionally with hetero-groups in the chain; b = 50-1000; c = 1-100; a, d = 0-2, (a+d) NOTGREATER 2; k = 1 or 2; Z = a structure of formula (II); M1 = an optionally quaternized aminoalkylamino- or aminoalkoxy-carbonylalkylene structural unit of formula (III); M2 = an optionally quaternized pyrimidin-3-yl-5-methylene or pyrrolidin-3,4-diyl-dimethylene structural unit of formula (IVA) or (IVB); M3 = a structural unit of formula (VA)-(VC); Y = N(R<4>)2 or N<+)<R<4>)2(R<5>) X<->; Y' = NR<5> or N<+)<R<5>)2 X<->; W = -NR<2>- or -O-; U = linear or branched 2-10C alkylene; X<-> = a negatively charged ion stable in aqueous solution; R<2> = 1-4C alkyl or H; R<4> = optionally substituted 1-10C alkyl, aryl or alkylaryl; R<5> = optionally substituted, (un)saturated 1-10C alkyl, aryl or alkylaryl or H; R<6> = -COOR<7>, -CONR<2>-R<8>, ethylene or phenyl; R<7> = linear or branched 1-18C alkyl, 2-5C hydroxyalkyl, alkoxypolyethylene glycol residue with molecular weight 73-1000 or OH; R<8> = a hydroxymethylene, methylene ether, 2-methylpropanesulfonic acid residue or H; R<9> = H or Cl; h = 0-250; i = 0-400; j = 0-200; and (h+i) = more than (2 . j). Independent claims are also included for 2 methods of preparing amino-functional polyorganosiloxanes (I). In one such preparation (I) are prepared by (1) reacting compound(s) of formula (I; Z = H) with compounds M1, M2 and M3 forming the (M1), (M2) and/or (M3) structural units in the presence of an initiator; or (2) reacting a compound, containing NOTLESS 1 mercapto group, of formula (I; Z = H) first with (m)ethyl (meth)acrylate and then with compounds of formula (VI).

EP0930342A2, drawing sheet 1
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19 claims: 1 independent, 18 dependent

  1. 1
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane der allgemeinen Formel (I) worin R 1 unabhängig voneinander entweder Alkyl-, Aryl-, Alkoxy- oder Hydroxyreste, R unabhängig voneinander, gleiche oder verschiedene, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylreste sowie R 3 unabhängig voneinander ein linearer oder verzweigter, substituierter oder unsubstituierter, durch Heterogruppierungen unterbrochener oder nicht unterbrochener Alkylenrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, b Werte von 50 bis 1.000 und c Werte von 1 bis 100 sowie a und d jeweils Werte von 0 bis 2 annehmen, mit der Maßgabe, daß die Summe aus (a+d) maximal 2 ist, und k entweder 1 oder 2 ist, und Z der Struktur der Formel (II)         (M1) (M2) (M3) H     (II) entspricht, wobei (M1) eine Struktureinheit, ausgewählt aus darstellt, worin W eine -NR 2 - oder -O-Gruppierung, U eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, X ⊖ ein in wäßriger Lösung stabiles, negativ geladenes Ion, R 2 unabhängig voneinander Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff, R 4 unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sowie R 5 unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte, gesättigte oder ungesättigte Alkyl-, Aryl- oder Alkylarylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Wasserstoff darstellen, und h Werte zwischen 0 und 250 annimmt, (M2) eine Struktureinheit, ausgewählt aus darstellt, wobei R 5 die oben angegebene Bedeutung aufweist und i Werte zwischen 0 und 400 annimmt, sowie (M3) eine Struktureinheit, ausgewählt aus darstellt, wobei R 6 eine ―COOR 7 - oder ―CONR 2 -R 8 -, Ethylen- oder Phenyl-Gruppierung darstellt, wobei R 7 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, Hydroxyalkylrest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkoxypolyethylenglykolrestemit Molgewichten von 73 bis 1.000 g/mol oder eine Hydroxygruppe darstellt und R 8 eine Hydroxymethylen- oder methylenetherrest, ein 2-Methylpropansulfonsäurerest oder Wasserstoff bedeutet und R 9 Wasserstoff oder Chlor darstellt sowie j Werte zwischen 0 und 200 annimmt, mit der Maßgabe, daß die Summe (h+i) immer größer (2·j) ist.
  2. 2
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) der Rest R ein Methyl- und/oder Ethylrest ist.
  3. 3
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) der Rest R 1 ein Methyl-, Ethyl-, Hydroxy-, Methoxy- und/oder Ethoxyrest ist.
  4. 4
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) der Rest R 3 einen mit Hydroxy-, Halogen- oder Alkoxygruppen substituierten Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt
  5. 5
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der allgemeinen Formel (I) der Rest R 3 einen Alkylenrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt. der unterbrochen ist durch Heterogruppierungen, ausgewählt aus Ether-, Thioether-, Amino-, Carboxyl-, Carbamid- und/oder Sulfonamidgruppen.
  6. 6
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylenrest R 3 in der allgemeinen Formel (I) durch ein oder zwei Heterogruppierungen unterbrochen wird.
  7. 7
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) der Rest R 3 keine leicht hydrolysierbaren, keine ungesättigten und/oder keine Protonen abspaltenden Gruppierungen enthält.
  8. 8
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) der Rest R 3 eine Propylen-, 2-Methylpropylen, Butylen-, Decanylengruppierung und/oder eine Gruppierung bedeutet.
  9. 9
    Aminofunktionelle Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der allgemeinen Formel (I) b Werte zwischen 90 und 800 annimmt.
  10. 10
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens eine Mercaptogruppe aufweisende Verbindung der allgemeinen Formel (I), wobei Z Wasserstoff bedeutet, mit den, die Struktureinheiten (M1), (M2) und/oder (M3) bildenden, entsprechenden Verbindungen M1, M2 und M3 in Gegenwart eines Initiators umgesetzt wird.
  11. 11
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung M1 ausgewählt ist aus Aminoalkylacrylacten und/oder -methacrylaten, Aminoalkylacrylamiden und/oder Aminoalkylmethacrylamiden und/oder deren Ammoniumverbindungen.
  12. 12
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung M2 ausgewählt ist aus Diallylaminen und Diallylammoniumverbindungen.
  13. 13
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung M3 ausgewählt ist aus Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, methylolierte Acryl- und Methacrylamide und deren Alkylether, Acylsäuren und Methacrylsäuren, Maleinsäure und deren Anhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid.
  14. 14
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Initiator thermisch spaltbare Azoverbindungen und/oder Peroxide eingesetzt werden.
  15. 15
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Initiator photolytisch spaltbare Benzoine eingesetzt werden.
  16. 16
    Verfahren zur Herstellung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Mercaptogruppe aufweisende Verbindung der allgemeinen Formel (I), wobei Z Wasserstoff bedeutet, zuerst mit einer Verbindung, ausgewählt aus Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat und/oder Ethylmethacrylat, und anschließend mit Verbindungen der allgemeinen Formel H 2 N―U―N(R 4 ) 2 (IV) umsetzt, wobei R 4 sowie U die oben angegebene Bedeutung aufweisen.
  17. 17
    Verwendung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 1 in Form wäßriger Zubereitungen.
  18. 18
    Verwendung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 1 als Textilveredlungsmittel.
  19. 19
    Verwendung der aminofunktionellen Polyorganosiloxane nach Anspruch 1 als Tenside.
Independent claims19