DD299479A7 - Verfahren zur herstellung flammwidriger textiler flaechengebilde - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flammwidriger textiler Flaechengebilde, besonders flammwidriger Vliesstoffe. Die Aufgabe wird erfindungsgemaesz durch Beschichtung und/oder Impraegnierung von z. B. Vliesen aus Natur- und Synthesefasern und deren Mischungen, die z. B. durch Vernadeln vorverfestigt sein koennen, mit einer flammwidrigen Latexmischung auf der Basis von Synthesekautschuklatices und/oder Polyacrylatdispersionen und einem Zusatz von Flammschutzmitteln geloest. Die verwendeten Flammschutzmittel sind z. B. hologenierte Aromaten, Aliphaten und Cycloaliphaten und Phosphorverbindungen und werden entsprechend ihres verstrammenden oder erweichenden Einflusses, korrelierend mit Haerte und Elastizitaet des Latexpolymeren, mengenmaeszig so aufeinander abgestimmt, dasz sich diese Einfluesse nicht negativ auswirken. Nach diesen Verfahren koennen weiche, elastische textile Flaechengebilde hergestellt werden, die sich durch eine gute Flammwidrigkeit auszeichnen.

Description

und/oder einer Polyacrylatdispersion aus

40 bis 100 Gew.-% eines Esters der Acrylsäure mit einem aliphatischen Alkohol Ci-C₈, 0 bis 20Gew.-% eines reaktiven Acrylmonomeren, wie Acrylamid bzw. dessen Derivate, Glycidylacrylat, hydroxylgruppenhaltigen Acrylaten oder Vinylidencarbonsäure,

0 bis 60Gew.-% eines anderen Vinylmonomeren, wie Styrol, Vinylacetat u.a. und Obis 30Gew.-% eines äthylenisch ungesättigten Nitrilmonomeren

und dem Zusatz von festen und/oder flüssigen Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen, vorzugsweise in wäßriger Dispersion oder Emulsion, die aus der Substanzklasse A:

- polyhalogenierte, vorzugsweise polybromierte Verbindungen, wie Aromaten, Cycloaliphaten, Bi- und Triphenyle und deren Oxide und Dian und dessen Derivate,

der Substanzklasse B:

- polyhalogenierte Aliphaten,

- Arylphosphate, Arylalkylphosphate und Alkylphosphate, die vorzugsweise halogenhaltig sind und der Substanzklasse C:

- Metalloxide, vorzugsweise von Elementen der III., IV. und V. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und/oder

- Metallborate, vorzugsweise von Elementen der II. Hauptgi uppe des Periodensystems der Elemente, ausgewählt sind, verwendet wird, wobei die festen und/oder flüssigen Flammschutzmittel und synergistisch wirkenden Stoffe, mengenmäßig, korrelierend mit Härte und Elastizität des Latexpolymeren, so aufeinander abgestimmt sind, daß sich die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Latexfilme nicht oder nur unwesentlich ändern, die Flammschutzmittel in einem Verhältnis der Verbindungen der Substanzklasse A zu Verbindungen der Substanzklasse B von 1:8 bis 8:1, Vorzugsweise 1:2, in einem Verhältnis der Verbindungen der Substar.-.klasse A zu Verbindungen der Substanzklasse C von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise 2:1 und einem Verhältnis der Verbindungen der Substanzklasse B zu Verbindungen der Substanzklasse C von 1:15 bis 15:1, vorzugsweise 2:1 enthalten sind und die Flammschutzmittel unu synergistisch wirkenden Stoffe nur eine geringe, vorzugsweise praktisch keine Löslichkeit in Wasser haben.

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hersteilung flammwidriger textiler Flächengebilde, besonders flammwidriger Vliesstoffe, die z. B. zur Herstellung von Schutz- und Arbeitsschutzbekleidung, Abdeckelementen und Isolationsmaterialien für die verschiedensten Gebiete der Bauindustrie verwendet werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß für die Herstellung von schwerentflammbaren Faservliesstoffen Polymerisatdispersionen auf der Basis von Acrylsäureestern und/oder Butadien, Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid und Antimontrioxid verwendet werden können (DT-AS 1444030). Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß einmal spezielle Vinylidenchlorid-Mischpolymerisate bzw. deren Dispersionen erforderlich sind, die sich negativ auf die physikalischen und Filmbildungseigenschaften von Synthesekc jtschuk- und Polyacrylatlatizes auswirken und außerdem hohe Mengen an den erfindungsgemäßen Bindemitteln enthalten müssen, um selbstverlöschende Vliesstoffe zu erhalten. Die hohe Menge an Bindemittel wird ζ B. unter Verwendung von Butadien-Styrol-Latex, Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisat und Antimontrioxid mit 430% Bindemittel, bezogen auf das Rohvlies, angegeben.

Es ist weiterhin bekannt, daß für die Herstellung von flammwidrigen textlien Flächengebilden, besonders von flammwidrigen Vliesstoffen Üblicherwelse flammwidrige Fasern und flammwidrige Bindemittel eingesetzt werden. Wenn man brennbaren Natur- und/oder Synthesefasern derartige flammwidrige Fasern, wie aromatische Polyamide, Polyamidimide oder PVC-Fasern beimischt, kann man zwar die Brennbarkeit der Mischung verringern, man muß aber sehr viel von diesen Spezialfasern zusetzen, um flammwidrige Produkte zu erhalten. Im allgemeinen sind meist über 50% dioser flamrnwidrigen Fasern erforderlich. Noch ungünstiger liegt das Mischungsverhältnis von aromatischen Polyamid/PES-Mischungen, wo zur Erreichung von selbstverlöschenden Eigenschaften praktisch 90% Fasern auf der Basis dee aromatischen Polyamids eingesetzt werden müssen (U. Einsele, Textil Praxis International, November (1975], S. 1569). Die Herstellung von flammfesten Vliesstoffen aus üblichen Fasermaterialien mit Hilfe flammfester Bindemittel ist bekannt. In der BRD-Auslegeschrift 1149688 werden dabei als Bindemittel Synthesokautschuklatizes oder Acrylsäure-Methacrylsäure-Mischpolymerlsate eingesetzt. Als Flammschutzmittel kommen neben Chlorparaffin, Polyvinylchlorid, Polyvinylchlorid-Polyvinylacetat und Chlorkautschuk in Verbindung mit Antimontrloxid zum Einsatz. Die erfindungsgemäßen Vliesstoffe weisen einen Bindemittelauftrag von 210% bzgl. Fasergewicht auf, wovon ca. 44% Flammschutzmittel sind. Bai der Verwendung derartiger Flammschutzmittel und solch hohen Bindemittelauftragsmengen können die damit hergestellten Vliesstoffe zwar flammfest sein, aber ihre textlien Eigenschaften sind erheblich verschlechtert. So können damit z. B. keine Vliesstoffe mit hoher Elastizität und weichem textlien Griff hergestellt werden, wie sie immer wieder vom Anwender gefordert werden.

Zlfcl der Erfindung *

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung flammwidriger textiler Flächengebilde, vorzugsweise flammwidriger Vliesstoffe zu entwickeln, wobei ι. B. Vliese aus üblichen brennbaren Natur· und Synthesefaserstoffen oder deren Mischungen mit einer flammwidrigen Latexmischung aus einem Synthesekautschuklatex und/oder einer Polyacrylatdispersion und einem Zusatz an Flammschutzmittel!! und synergistisch wirkenden Stoffen beschichtet oder imprägniert wird und die zum Einsatz kommenden Zusätze an festen und/oder flüssigen Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen, die je nach ihrer Eigenheit einen verstrammenden oder erweichenden Einfluß auf den Latexfilm haben, mengenmäßig, korrelierend mit Härte und Elastizität des Latexpolymeren, so aufeinander abgestimmt werden, daß sich dieser verstrammende oder erweichende Einfluß auf den Latexfilm nicht negativ auf das Eigenschaftsbild der Finalerzeugnisse, z.B. auf Binde- und Haftfestigkeit, Elastizität und textlien Griff auswirkt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solche Flammschutzmittel und synergintisch wirkenden Stoffe zu verwenden, die nur eine geringe oder praktisch keine Löslichkeit in Wasser haben, damit sie bei der Verarbeitung und Anwendung nicht ausgewaschen werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabt) zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung flammwidriger textiler Flächengebllde zu entwickeln, die den obigen Anforderungen genügen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Beschichtung oder Imprägnierung von z.B. Vliesen aus Natur- und Synthesefasern und deren Mischungen, die z. B. durch Vernadeln vorverfestigt sein können, mit einer flammwidrigen Latexmischung auf der Basis eines Synthesekautschuklatex aus

30 bis 100Gew.-% aliphatisches konjugiertes Dien,

Obis 70Gew.-% Arylvinylmonomereund/oder Obis 50Gew.-% äthylenisch ungesättigtes Nitrilmonomer

und Obis 15Gew.-% Vinylidencarbonsäure und/oder deren Derivate, wie Ester und Amide

und/oder einer Polyacrylatdispersion aus

40 bis 100Gew.-% eines Ester? der Acrylsäure mit einem aliphatischen Alkohol C₁-C₈, 0 bis 20 Gew.-% eines reaktiven Act, ,'monomeren, wie Acrylamid bzw. dessen Derivate, Glycidylacry lat, hydroxylgruppenhaltige Acrylate oder Vinylidencarbonsäure,

0 bis 60 Gew.-% eines anderen Vinylmonomeren, wie Styrol, Vinylacetat u. a. und Obis 30Gew.-% eines äthylenisch ungesättigten Nitrilmonomeren

und dem Zusatz von festen und/oder flüssigen Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen, vorzugsweise in wäßriger Dispersion oder Emulsion, gelöst.

Diese Flammschutzmittel und synergistisch wirkenden Stoffe sind ausgewählt aus der Substanzklasse A:

- polyhalogenierte, vorzugsweise polybromierte Verbindungen, wie Aromaten, Cycloaliphaten, Bi- und Triphenyle und deren Oxide und Dian und dessen Derivate,

der Substanzklasse B:

- polyhalogenierte Aliphaten,

- Arylphosphate, Arylalkylphosphate und Alkylphosphate, die vorzugsweise, halogeniert sind, und der Substanzklasse C:

- Metalloxide, vorzugsweise von Elementen der III., IV. und V. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und/oder Metallborate, vorzugsweise von Elementen der II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente.

Es können auch weitere bekannte Flammschutzmittel und synergistisch wirkende Stoffe, wie z. B. anorganische Phosphorverbindungen verwendet werden.

Dabei werden die zum Einsatz kommenden Zusätze an festen und/oder flüssigen Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen, die je nach ihrer Eigenheit einen verstrammenden oder erweichenden Einfluß auf den Latexfilm haben, mengenmäßig, korrelierend mit Härte und Elastizität des Latexpolymeren, so aufeinander abgestimmt, daß sich die physikalischmechanischen Eigenschaften der Latexfilme nicht oder nur unwesentlich ändern.

Erfindungsgemäß erfolgt der Einsatz der Flammschutzmittel und synergistisch wirkenden Stoffe in einem Verhältnis der Verbindungen der Substanzklasse A zu Verbindungen der Substanzklasse B von 1:8 bis 8:1, vorzugsweise 1:2, in einem Verhältnis der Vorbindungen der Substanzklasse A zu Verbindungen der Substanzklasse C von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise 2:1 und einem Verhältnis der Verbindungen der Substanzklasse B zu Verbindungen der Substanzklasse C von 1:15 bis 15:1,* vorzugsweise 2:1,

Erfindungsgemäß werden beispielsweise folgende Flammschutzmittel und synorgistisch wirkende Stoffe verwendet: Substanzklasse A: Hexabrombenzol, Pentabromtoluol, Pentabromphenol, Dibrcr.*>öenzoesäiire, Hexabromcyclohexan,

Hexabromcyclododecan, Hexabrombiphenyl, Docabrombiphenyloxid, Tribromphenyldibrompropyläther,

Tetrachlordian undTetrabromdian

SuL-3'an/klasse B: Chloralkane mit mittleren KettenlSngen von C 14,5 bis C 25 und einem Chlorgeholt von 45 bis 72%,

Trikresylphosphat, Triphenylphosphat, Trischlorpropylphosphat und Tris-(2,3-dibromphenyl)phosphc,t. Substanzklasse C: Aluminiumoxidhydrate, Antimontrioxid, Bariumborat und Zinkborat.

Die erfindungsgemäßen Latexmischungen können auch weitere in der Latexverarbeitung übliche Zusatzstoffe enthalten, wie Füllstoffe, Farbstoffe und Verschäumungsmittel. Durch Zusatz von Schaumstabilisatoren und/oder Verschäumungsmittel zu

den erfindungsgemäßen flammwidrigen Bindemittelmischungen können stabile Schaumstrukturen für z. B. Streichschäume auf den textlien Flächengebilden erhalten werden.

Die Verwendung flammwidriger Fasern kann sich nur positiv auf die flammwidrigen Eigenschaften der Finalerzeugnisse

auswirken.

Bezugnehmend auf den Stand der Technik war es unerwartet, daß sich durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination von Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen in den erfindungsgemäßen Latexmischungen aus

üblichen brennbaren Natur- und Synthesefasern flammwidrige textile Flächengebilde, z. B. Vliesstoffe herstellen lassen, die sich durch hohe Elastizität und guten textlien C:iff auszeichnen. Durch die erfindungsgemäße Kombination an Flammschutzmitteln und synergistisch wirkenden Stoffen wird eine hohe Binde- und Haftfestigkeit der Latexmischung besonders zu modernen

Synthesefasern erreicht. Des weiteren wird die Menge an teuren Spezialprodukten der Substanzklasst A entscheidend verringert

und das Verfahren wirtschaftlicher gestaltet. Außerdem bietet sich damit die Möglichkeit, die Menge an teurem und auf dem

Weltmarkt knappem Antimontrioxid weitgehendst durch z. B. Metallborate und Aluminiumoxidhydrate zu ersetzen. Auch damit

verbessert sich die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination ist es, daß unter Verwendung von normalen brennbaren Natur-

und Synthesefasern und deren Mischungen und Standard-Latizes qualitativ hochwertige flammwidrige textile Flächengebilde, selbst mit niedrigen Flächenmassen von ca. 20g/m^J, hergestellt werden können.

Die Erfindung soll nachträglich an folgendem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In dem Fachmann bekannter Art und Weise werden Faservliese hergestellt und mit einer Bindemittelmischung imprägniert, die

wie folgt hergestellt wird.

In einem Rührbehälter wird die in der Tabelle angegebene Menge Latex vorgelegt und unter Rühren mit den Zusätzen versetzt. Nach Homogenisierung der Mischung wird mit Wasser auf die erforderliche Flottenkonzentration verdün nt. Auf einer Imprägniermaschine werden die vorbereiteten Faservliese in bekannter Art und Weise rr;it der Bindemittelflotte imprägniert,

getrocknet und kondensiert oder vulkanisiert. Es werden dabei Bindemittelauftragsmengen von 30-60%, vorzugsweise 35-50% bezüglich Fasergewicht durch Abdrücken des überschüssigen Bindemittels eingestellt.

Es werden folgende Latizes verwendet: Latex 1: carboxylierter Butadien-Styrol-Latex mit einer Copolymerzusammansetzung von

57 Gew.-% Butadien >

40 Gew.-% Styrol 3 Gew.-% Methacrylsäure

mit einem Feststoffgehalt von ca. 50%.

Latex 2: Polyacrylatdispersion mit einer Copolymerzusammensetzung von

82Gew.-% eines Gemisches von Äthyl- und Butyiester der Acrylsäure 10Gew.-% Acrylnitril

8Gew.-% eines hydroxylgruppenhaltigen Acrylesters mit einem Feststoffgehalt von ca. 45%.

Die Angaben in der folgenden Tabelle sind Gewichtsteile. Beispiel Fasermaterial: Polyesterfasern 100% 80% Polyamidfasern - 20%

Bindemittelmischung:	100	50
Latex 1	—	50
Latex 2	15	12
Hexabrombenzol	10	8
Chlorparaffin1	6	4
Antimontrioxid	2	3
Bariumborat	—	5
Aluminiumoxidhydrat

Brennverhalten SV SV

1 Das Chlorparaffln ist ein Gemisch hochchlorierter, hochmolekularer Alkane der mittleren KettenISnge C25 und einem Chlorgehalt von 68-72%.

Die hergestellten Vliesstoffe werden anschließend auf ihr Brennverhalten geprüft. Das geschieht nach einer Prüfmethode analog TGL 0-53382 ,Prüfung von Kunststoffolien und Kunstleder" -Verhalten bei einseitiger Flamr/.eneinwlrkung - Prüfung nach dem Schwenkbrennerverfahren. Dabei werden Proben von 110mm x 250mm auf eine Stahlblechplatte aufgespannt und mit einer definierten Brennerflamme

beflammt. Verlöscht die Flamme der entzündeten Probe selbst, so erhält sie die Klassifikation SV (selbstverlöschend).

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung flammwidriger textiler Flächengebilde, vorzugsweise flammwidriger Vliesstoffe, aus Natur- und Synthesefasern und deren Mischungen durch Beschichtung und/oder Imprägnierung mit flammwidrigen Bindemitteln, gekennzeichnet dadurch, daß als Bindemittel eine flammwidrige Latexmischung aus einem Dienhomo- und/oder Copolymerisatlatex aus

   30 bis 100Gew.-% aliphatisches konjugiertes Dien,

   Obis 70Gew.-% Arylvinylmonomerund/oder

   ObIs 50Gew.-% äthylenisch ungesättigtes Nitrilmonomer

   und Obis 15Gew.-% Vinylidencarbonsäure und/oder deren Derivate, wie Ester und Amide