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Flammschutzmittel
Gegenstand des Stammpatentes Nr. 190270 sind Flammschutzmittel aus stickstoffhaltigen Verbindungen mit der Gruppierung
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mit der Maschengrösse 0, 2 mm hindurchlaufen.
Lediglich in solchen Fällen, in denen durch- scheinende überzüge erzielt werden sollen, ist die Anwendung von Pulvern noch grösserer Fein- heit geboten.
Die mit dem erfindungsgemäss vorgeschlage- nen Zusatz verbundene beträchtliche Erhöhung der Flammenschutzwirkung der Mittel des Pa- tentes Nr. 190270 ist überraschend, u. zw. ins- besondere deshalb, weil die Flammschutzwirkung der zugesetzten wasserunlöslichen Harn- stoff-Aldehyd-Kondensationsprodukte bekanntermassen nur sehr gering ist.
Wie weiterhin gefunden wurde, kann man die Wirkung der in Patent Nr. 190270 angeführten Flammschutzmittel auch dadurch beträchtlich erhöhen und dabei gleichzeitig ihre Hygroskopizität wesentlich vermindern, dass man die wässerigen Lösungen, die zur Herstellung der Flammschutzmittel gedient haben, mit Harnstoff versetzt und dann nochmals Formaldehyd-vorzugsweise bei höheren Temperaturen von etwa 70 bis 950 C - zur Einwirkung bringt.
Eine besonders vorteilhafte Arbeitsweise besteht darin, dass man statt Harnstoff eine Mischung aus Harnstoff und phenolischen Verbindungen wie z. B. Phenol, Kresol, Xylol oder Resorcin, einsetzt.
Die Mengen an Harnstoff und gegebenenfalls phenolischen Verbindungen, die nachträglich den wässerigen Lösungen der angeführten Flammschutzmittel zugesetzt werden sollen, betragen zweckmässig etwa 30-500/0 der Flammschutzmittel, bezogen auf Trockensubstanz. Die Mengenverhältnisse, die die nachträglich zuzusetzenden Komponenten untereinander zweckmässigerweise besitzen sollen, lassen sich durch Versuche von Fall zu Fall ebenfalls leicht ermitteln ; im allgemeinen empfiehlt es sich, diese Komponenten-Harnstoff bzw. Mischungen aus Harnstoff und phenolischen Verbindungen einerseits und Formaldehyd anderseits-in etwa molarem Verhältnis einzusetzen.
Gewünschtenfalls kann man den erfindungsgemäss erhaltenen Lösungen kurz vor ihrer Verwendung als Flammschutzmittel noch Paraformaldehyd oder Hexamethylentetramin in
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Mengen von beispielsweise 5 bis 10%, bezogen auf die wässerige Lösung, zusetzen ; in vielen Fällen werden hiedurch Haftfestigkeit und Wasserbeständigkeit noch verbessert. Andere Flammschutzmittel, wie z. B. Borax oder Ammonphosphat, können den Flammschutzmitteln ebenfalls noch zugesetzt werden. Auch kann es von Vorteil sein, die erhaltenen Flammschutzanstriche mit üblichen Lacken, z. B. solchen auf der Grundlage von Chlorkautschuk oder Polymethacrylsäureestern, zu überstreichen.
Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel l : Eine wässerige Lösung eines Flammschutzmittels, das gemäss der Arbeitsweise des Beispieles 1 des Patentes Nr. 190270
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Orthophosphorsäure hergestellt war, wird mit 230 Teilen des nachstehend beschriebenen pulverigen Harnstoff-Formaldehyd-Kondensa- tionsproduktes unter Rühren versetzt.
Man erhält eine weisse dünnflüssige Paste, die sich gut verstreichen oder verspritzen lässt.
Holzplatten und Holzbalken, die mit dieser Paste in einer Menge von 300 bis 400 g/m2 bestrichen oder bespritz sind, weisen nach dem Trocknen bei Zimmertemperatur einen nicht klebrigen Überzug auf, der sich nicht mehr abreiben lässt und bei Flammeinwirkung eine über
1 cm hohe zusammenhängende Schaumschicht bildet. Die erhaltenen dünnflüssigen Pasten lassen sich gewünschtenfalls mit Wasser nach
Zusatz von etwas Säure noch verdünnen.
Das verwendete Harnstoff-Formaldehyd-Kon- densationsprodukt war in folgender Weise hergestellt worden : 240 Teile Harnstoff wur- den unter Rühren bei Zimmertemperatur in
800 Teilen Wasser gelöst und mit 440 Teilen 300/obigem Formaldehyd versetzt. Unter innigem
Rühren wurden innerhalb von 1 Stunde 7 Teile konzentrierter Salzsäure hinzugetropft, wobei die Temperatur durch Aussenkühlung auf 45 C gehalten wurde. Anschliessend wurde das Reaktionsgemisch noch weitere 4 Stunden gerührt ; dann wurde die Mischung auf Zimmertemperatur abgekühlt und das ausgeschiedene pulverige
Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt abgesaugt und getrocknet.
Beispiel 2 : In eine Dispersion von 168 Teilen Dicyandiamid in 140 Teilen 30"/obigem Formaldehyd werden im Laufe einer halben Stunde unter Rühren 180 Teile 901/oigne Orthophosphorsäure eingetropft. Das Reaktionsgemisch wird dabei auf 50 C gehalten und anschliessend nach zwei Stunden bei dieser Temperatur belassen.
Dann werden unter weiterem Rühren 166 Teile Harnstoff eingetragen und durch Erwärmen des Reaktionsgemisches auf 93 C in Lösung gebracht. Bei dieser Temperatur lässt man dann unter kräftigem Rühren innerhalb von etwa 30 Minuten 200 Teile 37 /oiges Formaldehyd eintropfen und hält das milchig getrübte Reak- tionsgemisch noch weitere 3 Stunden bei 93 C.
Nach dem Abkühlen werden 20 Teile Borax zugesetzt.
Das so erhaltene Flammschutzmittel kann unmittelbar oder nach Verdünnung mit 20 /oiger Phosphorsäure auf Holz, Pressplatten, Tex- tilmaterialien od. dgl., aufgestrichen oder auf- gespritzt werden. Es trocknet dort in einigen Stunden zu einem klaren Film auf, der bei Flammeneinwirkung grosse Mengen Schaum bildet.
Beispiel 3 : In eine Dispersion von 168 Teilen Dicyandiamid in 140 Teilen 30"/obigem Formaldehyd werden im Laufe einer halben Stunde unter Rühren 180 Teile 90 /oige Orthophosphorsäure eingetropft. Das Reaktionsgemisch wird dabei auf 500 C gehalten und anschliessend noch zwei Stunden bei dieser Temperatur belassen. Dann werden unter weiterem Rühren 83 Teile Harnstoff und 130 Teile Phenol eingetragen und durch Erwärmen auf 700 C unter Rühren in Lösung gebracht. Bei dieser Temperatur lässt man 225 Teile 370/ogen Formaldehyd eintropfen. Es entsteht eine viskose, milchig getrübte Mischung ; sie wird noch weitere zwei Stunden auf 70 C erhitzt, dann abgekühlt und mit 10 Teilen Borax versetzt.
Das so erhaltene viskose Flammschutzmittel kann unmittelbar auf das zu schützende Sub- strat aufgestrichen oder aufgespritzt werden ; es erhärtet dort nach einigen Stunden zu einem klaren Film, welcher bei Flammeneinwirkung eine mehrere Zentimeter hohe Schaumschicht ausbildet. Nach mechanischer Entfernung der
Schaumschicht bildet sich bei weiterer Flammen- einwirkung erneut eine dichte Schaumschicht aus.
Beispiel 4 : In eine Dispersion von 168
Teilen Dicyandiamid in 140 Teilen 30 /oigem
Formaldehyd, die unter Rückflusskühlung auf
700 C erhitzt ist, werden 20 Teile 900/tige
Orthophosphorsäure eingetropft. Anschliessend wird das Gemisch 4 Stunden unter Rühren auf 70 C gehalten. In die so erhaltene klare viskose Lösung wird nunmehr eine Mischung aus
83 Teilen Harnstoff und 130 Teilen Phenol ein- getragen. Unter Beibehaltung der Temperatur von 70 C und unter kräftigem Rühren werden ausserdem noch 340 Teile 37"/piger Formaldehyd im Laufe einer halben Stunde eingetropft.
Nachdem die Lösung noch etwa 3 Stunden bei 700 C erhitzt worden ist, wird sie auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 160 Teilen 900/oiger Orthophosphorsäure sowie mit 10 Teilen Borsäure versetzt.
Anstriche, die mit der so bereiteten Lösung auf Holzplatten vorgenommen werden, zeichnen sich durch eine hohe Flammschutzwirkung bei gleichzeitiger Beständigkeit gegen Wasser aus.
An Stelle der angegebenen Mischung aus 83 Teilen Harnstoff und 130 Teilen Phenol
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kann man beispielsweise auch eine Mischung aus 166 Teilen Harnstoff und 65 Teilen Phenol in Anwendung bringen. Man erhält dann Flammschutzmittel, die ebenfalls eine hervorragende Wirkung haben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Weitere Ausbildungsform des Verfahrens zur Herstellung von Flammschutzmitteln nach Patent Nr. 190270, dadurch gekennzeichnet, dass man den Flammschutzmitteln in Wasser und organischen Lösungsmitteln unlösliche Harnstoff-Aldehyd-Kondensationsprodukte zusetzt.