DE1769745A1 - Flammwidriges Cellulosematerial - Google Patents

Description

Badische Anilin- & Soda-Pabrik AQ

Unser Zeichen: O.Z. 25 668 Möb/Km

Ludwigshafen am Rhein, 5.7.1968

Plammwidriges Cellulosematerial

Die Erfindung betrifft flammwidriges Cellulosematerial, das Phosphorstickstoff verbindungen enthält.

Die Flammfestausrüstung von Cellulose befriedigt bisher noch nicht. Viele Flammschutzmittel geben keinen permanenten Schutz da sie beim Waschen entfernt werden. Es ist schon versucht worden, Flammschutzmittel auf der Cellulosefaser zu fixieren, beispielsweise über funktioneile Gruppen, wie bei Verwendung von Trisaziridinylphosphinoxid oder Tetrahydroxymethylphosphoniumchlorid. Eine solche Fixierung bewirkt aber oft eine nicht vertretbare Herabsetzung der Scheuer- und Reißfestigkeit und oft eine Versprödung des Cellulosematerials. Andere Flammschutzmittel befriedigen nicht in ihrer Wirksamkeit.

Aufgabe der Erfindung ist, flammwidriges Cellulosematerial zu erhalten, das gleichzeitig scheuer- und reißfest ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein permanent flammfestes Cellulosematerial zu erhalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein flammwidriges Phosphorstickstoffirgrbindungen enthaltendes Cellulosematerial, das als Phosphorstick-

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Stoffverbindungen Verbindungen der allgemeinen Formel

[PN(OR) (OR')]_n,

wobei η ganze Zahlen von 3 bis 7 und R oder R¹ einwertige organische Reste darstellen, enthält.

In der Formel stellt η ganze Zahlen zwischen 3 und 7, inabesondere 3 und/oder ^t, dar. Die Reste R bzw. R¹ können aliphatischer, cycloaliphatische^ aromatischer oder heterocyclischer Natur sein. Im allgemeinen kommen aliphatische geradkettige oder verzweigte Reste mit 1 bis 12, insbesondere 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, cycloaliphatische mit k bis 6 Ringkohlenstoffatomen oder aromatische mit 6 bis 10 Ringkohlenstoffatomen in Frage. Die genannten Reste können ihrerseits andere Gruppen, wie Halogenatome j Äther- oder Aminogruppen, tragen. Die Reste R bzw. R¹ können gleich oder verschieden sein. Ebenso kommen Gemische von Verbindungen mit verschiedenem η in Frage.

Die Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel [PN(OR)(OR¹ )1 kann auf an sich bekannte Weise, beispielsweise nach B.W.Fitzsimmons u. R.A.Shaw, Chem. and Ind., I96I, S.109, durch Umsetzung von Phosphornitrxldichloriden oder -dibromiden mit Hydroxylverbindungen in Gegenwart von Basen oder mit Salzen dieser Hydroxylverbindungen, wie Alkalialkoholaten, in etwa äquivalenten Mengen bei Temperaturen von im allgemeinen 0 bis 80, vorzugsweise 0 bis 40⁰C, erfolgen. Im allgemeinen werden sämtliche Halogenreste der Phosphornitrildihalogenide gegen -OR

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bzw. -OR' ausgetauscht. Geeignete Hydroxy!verbindungen zur Einführung der genannten Reste sind beispielsweise Äthanol, n-Butanol, iso-Butanol, Methylglykol, 2.3-Dibrompropanol, 3-N,N-Dimethylaminopropanol, Cyclohexanol, Phenol oder Pentachlorphenol. Die Struktur der erhaltenen Verbindungen dürfte in Übereinstimmung mit Literaturangaben cyclisch sein.

Als Cellulosematerial, das gemäß der Anmeldung flammwidrig gemacht wird, kommt beispielsweise Baumwolle oder Regeneratcellulose auf Xanthogenatbasis in Frage.

Es ist möglich, daß das Cellulosematerial, beispielsweise in Form von Fäden, Fasern oder Folien, mit Lösungen oder Dispersionen der genannten Phosphorstickstoffverbindungen getränkt wird. Geeignete Lösungsmittel für die Phosphorstickstoffverbindungen sind polare Lösungsmittel, wie Alkohole, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid oder Dimethylacetamid.

Von besonderem Vorteil ist es, in den Lösungen von Cellulosematerial, wie Regeneratcellulose auf Xanthogenatbasis, die erfindungsgemäßen Phosphorstickstoffverbindungen fein zu verteilen und diese Lösungen zu geformten Gebilden, wie Fäden, Fasern oder Folien, auf an sich übliche Weise zu verarbeiten, beispielsweise zu Fäden durch Fällungsspinnen. Dabei ist es günstig, daß die im allgemeinen, besonders im Gemisch, öligen erfindungsgemäßen Phosphorstickstoffverbindungen sich leicht in den Lösungen des Cellulosematerials, gegebenenfalls unter Verwendung üblicher Dispergiermittel, wie Polyalkylenglykole oder Amine, wie Triisopropanolamin, verteilen lassen. Sie können als Öle oder in dispergierter Form zugesetzt werden.

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Im allgemeinen werden über 90 % der in der Celluloselösung verteilten Phosphorstickstoffverbindungen beim Ausfällen des Cellulosematerials in dieses eingeschlossen. Die Mengen an den erfindungsgemäßen Phosphorstickstoffverbindungen im Cellulosematerial betragen im allgemeinen 5-22, insbesondere 8-18 Gew.jS.

Das erfindungsgemäß erhaltene Cellulosematerial zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Flaminwidrigkeit aus: es verlöscht sofort nach Wegnahme der Zündflamme. Es ist von großem Vorteil, daß die anderen Eigenschaften des Cellulosematerials bzw. der Fäden oder Fasern, wie Rohweißton, Anfärbbarkeit, Griff oder Waschbarkeit, nicht verändert werden im Vergleich zu unmodifiziertem Cellulosematerial. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Scheuer- und Reißfestigkeit der Fäden oder Fasern im Vergleich zu unmodifizierten praktisch nicht abfällt. Es war überraschend, daß die erfindungsgemäßen Zusätze eine permanente Flammwidrigkeit bewirken. Die Zusätze v/erden beim Waschen nicht aus dem Cellulosematerial entfernt: Mehrstündiges Kochen in Wasser verringert den Phosphor- und Stickstoffgehalt nicht. Das Cellulosematerial versprödet auch nicht, wie es oft bei der Behandlung mit vernetzenden Substanzen vorkommt.

Die im Beispiel angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel

Ein Phosphornitrildichloridgemisch (PNCIp), und (PNCIpK wird

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in n-Propanol bei 0 C mit äquivalenten Mengen, bezogen auf Chloridreste, an Natriumpropanolat umgesetzt. 13,5 Teile des Umsetzungsproduktes werden in 1 000 Teilen Celluloselösung auf Xanthogenatbasis,

die 8,5 % Cellulose enthält, dispergiert. Die Celluloselösung wird anschließend durch Fällungsspinnen in verdünnte Schwefelsäure zu Fäden verarbeitet. Die Fäden enthalten das Flammschutzmittel in feiner Verteilung. Gewebe, die aus solchen Fäden hergestellt sind, verlöschen sofort nach Entfernen der Zündflamme. Werden die Gewebe 2 Stunden mit Wasser ausgekocht, ergibt sich eine gleichgute Flammwidrigkeit. Der Phosphor- und Stickstoffgehalt des Cellulosematerials ist dann unverändert. Auch mit solchen Lösungsmitteln Wie Äther, Petroläther oder chlorierten Kohlenstoffen läßt sich das Flammschutzmittel nur in sehr geringem Maße extrahieren.

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Claims (1)

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   1 7 R Q 7 / R

   Patentanspruch ' ' ^ΌΖ) ' **^D

   Flammwidriges, Phosphorstickstoffverbindungen enthaltendes Celluloseinaterial j das als Phosphorstickstoff verbindungen Verbindungen der Formel

   /PN(OR)(OR')],,,

   wobei η ganze Zahlen von 3 bis 7 und R oder R¹ einwertige P organische Reste darstellen, enthält.

   Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

   109842/1739

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