DE2219840A1 - Verfahren zur Flammfestausrüstung von Textilien - Google Patents
Verfahren zur Flammfestausrüstung von TextilienInfo
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Description
Verfahren zur Flammfestausrüstung von Textilien
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Flammfestausrüstung von
Texti?.ien und zwar insbesondere von Textilmaterialien mit einem Gehalt an zellulosehaltigen Pasern und stickstofffreien thermoplastischen
Pasern, wie beispielsweise Polyester- oder Polyolefinfasern.
Die Plamrafestausrüstung oder flammenhemmende Ausrüstung von
Textilmaterialien wird schon seit Jahren bearbeitet,und es
sind bereits zahlreiche Vorschläge zur Lösung dieses Problems gemacht worden. Von den vielen bekannten Verfahren zur Herabsetzung
de^ Entflammbarkeit von Textilien sind einige auch von
wirtschaftlicher Bedeutung; allerdings beziehen sich die meisten bekannten Verfahren nur auf Textilmaterialien oder Stoffe aus
einer einzigen Faserart, und zwar in den meisten Fällen Zellulose.
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So ist es beispielsweise bekannt, daß die Entflammbarkeit von zellulosehaltigen Textilien durch Behandeln mit Organophosphorverbindungen
herabgesetzt werden kann und da.0 die überführung geeigneter phosphorhaltiger Verbindungen in oder auf dem
Zellulosematerial in unlösliche Verbindungen zu einer flammenhemmenden Ausrüstung führt, die auch bei häufigem Waschen,
Chemischreinigen oder anderen Reinigungsverfahren intakt bleibt.
Aufgrund der in den letzten Jahren stark gestiegenen Bedeutung von Stoffen aus Mischgarnen, insbesondere Polyester-Zellulose-Mischungen,
ist bereits versucht worden, Verfahren zur Flammfestausrüstung dieser textlien Mischgewebe zu entwickeln. Allerdings
erweist sich das- Problem, wie Textilmatsrialien mit einem
Gehalt an mehr als einer Faserart und insbesondere solche mit einem Gehalt an Polyester- und Zellulosefasern flammenhemmend
oder flammfest auszurüsten sind, als sehr komplex. Bei Verwendung von Verbindungen, die als solche als Flcmmschutzstoffe
für zellulosehaltige Fasern bekannt sind, als Ausrüstung für
derartige Gewebe, nimmt die Entflammbarkeit der so ausgerüsteten Materialien im allgemeinen nicht ab, sondern im Gegensatz zu
allen Erwartungen brennen die vorbehandelten Gewebe teilweise schneller als nicht vorbehandelte, da nach der Entzündung geschmolzene
Polyester häufig in und um die Zellulosefasern, die durch die förbehandlung selbst zwar nicht entflammbar geworden
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sind, weiterbrennen, statt abzutropfen, so daß die Textilmaterialien
vollständig zerstört werden. Diese Tatsachen sind von mehreren Autoren beschrieben worden, wie beispielsweise
von W. Kruse und K. Pilipp im Melliand Textilber. 49, 203
(1968) und von W. Kruse, Melliand Textilber. 50, M6*0 (1969).
Es sind zahlreiche Erklärungsversuche für dies Phänomen vorgeschlagen wie beispielsweise, daß eine flammhemmende Ausrüstung
bei Polyester-Zellulose-Gemischen nur dann erhalten wird, wenn
geeignete Flammschutzmittel in oder auf beiden Pasern vorhanden sind, von G. C. Tesoro und C. H. Meiser, Tex. Res. J-. 40, ^l30
(1970). Andererseits ist vermutet wordeni daß eine ausreichende flammenhemmende Ausrüstung bei Polyester-Zellulose-Gemischen
auch dann nicht erreichbar ist, wenn zwar die Zellulose mit Plammschutzmittein modifiziert wird, aber die Polyesterkomponente
im wesentlichen unbehandelt bleibt. Andere Autoren sind bei ihren Untersuchungen unter Verwendung anderer Gewebe (Pasermatten)
zu der entgegengesetzten Auffassung gekommen, wie beispielsweise P. Linden, L.G. Roldan, S.B. Sello und H.S. Skovronek,
Proceedings Annual Meeting I.C.P.F., New York, Dezember 1970,
Textilveredlung 6, Nr. 10, 65I-6 (1971). Die Autoren nehmen
jedoch teilweise an, daß die unterschiedlichen Ergebnisse auf verschiedene verwendete Flammschutzmittel, Gewebearten oder Versuchsführungen
beruhen. Es sind bereits. Versuche gemacht worden, Textilmaterialien aus gemischten Pasern mit Chemikalien oder
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einer Kombination von Chemikalien zu behandeln, die in oder auf beiden Faserarten zu unlöslichen Verbindungen umgesetzt
werden können. Diere Versuche haben keine zufriedenstellenden Resultate gezeigt, da durch die verhältnismäßig ausgeprägte
chemische Trägheit der Polyester hohe Konzentrationen an Reagenzien eingesetzt werden müssen, die zu polymeren Beschichtungen
auf den Paseroberflächen führen und dadurch notwendigerweise die Flexibilität, das Aussehen und den Griff der so behandelten
Textilien beeinträchtigen.
Es besteht daher ein ausgeprägtes Bedürfnis nach Verfahren zum Herabsetzen der Entflammbarkeit von Polyester-Zellulose-Mischtextilmaterialien,
;i,nd zwar ganz allgemein für Mischtextilmaterialien
aus zellulosehaltigen Fasern und stickstofffreien thermoplastischen Fasern.
Völlig überraschend wurde jetzt festgestellt, daß es möglich
ist, Mischgarne und Mischtextilien aus thermoplastischen Fasern
und zellulosehaltigen Fasern flammenhemmend oder flammfest auszurüsten, wobei nur die zellulosehaltigen Fasern modifiziert
werden, während die Kunststoffasern., insbesondere Polyesterfasern,
im wesentlichen unverändert bleiben.
Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Herabsetzen der Entflammbarkeit von Textilmaterialien aus zellulosehaltigen
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Pasern und stickstofffreien thermoplastischen Pasern vorgeschlagen,
das dadurch gekennzeichnet :*.st, daß die zellulosehaltigen
Pasern mit einer ungesättigten Verbindung unter Einführung ungesättigter Gruppen in die Zellulosekomponente behandelt
und die gebildeten ungesättigten Gruppen der Zelluloser komponente anschließend halogeniert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist also eine Modifizierung der zellulosehaltigen Komponente, die durch Behandlung mit
einem ungesättigten Reaktionspartner und anschließender Halogenierung, insbesondere Bromierung, der in die Zellulose eingeführten
ungesättigten Gruppen entsteht. Das ungesättigte Reagenz kann vorzugsweise in seinem Molekül Elemente oder Strukturen
aufweisen, deren flammenhemmende Eigenschaft für zellulosehaltige Polymere bekannt ist, wie beispielsweise Phosphor
(Phosphin, Phosphonat, Phosphonium usw.) oder gegebenenfalls Stickstoff (Amid, Amin usw.). Gegebenenfalls kann die Einführung
dieser flammenhemmenden Elemente auch als anschließender Schritt nach der Halogenierung erfolgen, da nach der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einführen von Halogen in die zellulosehaltige Komponente, die benötigte
Menge an weiteren Piairanschutzmittein, wie beispielsweise Organophosphorverbindungen,
niedriger ist und außerdem die Auswirkungen auf die Eigenschaften des Stoffes verringert werden.
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Vorzugsweise werden also Polyester-Zellulose-Textilmaterialien erzeugt, in denen die Zellulosekomponente Halogen-(Brom),
Phosphor- und gegebenenfalls Stickstoffverbindungen in solchen Mengen enthält, daß die Entflammbarkeit wesentlich herabgesetzt
wird, ohne' daß die anderen Eigenschaften merkbar beeinträchtigt werden. Das Ausmaß der verringerten Entflammbarkeit,
also flammenhemmende oder. Plammfestausrüstung, hängt von den
in der Zellulose vorhandenen Mengen an Flammschutzmitteln ab, und zwar insbesondere von den Verhältnissen der darin enthaltenen
flammenhemmenden Elemente, sowie andererseits von dem
ProzentgeKalt an zur Modifizierung vorhandenen Zelluloseanteilen in dem Polyester-Zellulose-Substrat. Es ist häufig möglich,
selbstlöschende oder eine erschwerte Entflammbarkeitsprüfung (Vertical Test - AATCC - J>k - 1966) bestehende Polyester-Zellulose-Mischungen
mit solchen Mengen an unlöslich gemachten Plairanschutzmitteln herzustellen, die sich durchaus mit den
Mengen vergleichen lassen, die notwendig sind, um Textilien aus 100 % zellulosehaltigen Bestandteilen selbstlöschend zu
machen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann also zur Erzeugung einer Flammfestausrüstung oder flammenhemmenden Ausrüstung eingesetzt
wenden, wobei diese Ausrüstungen gegenüber Waschen, Chemischreinigen und Gebrauchsbedingungen haltbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden, indem die Hydroxygruppen der Zellulose in einem Polyester-Zellulose-
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Gemisch mit ungesättigten Organophosphorverbindungen umgesetzt
und anschließend die eingeführten ungesättigten Gruppen'halogeniert,
vorzugsweise bromiert, werden. Gegebenenfalls können die Hydroxygruppen der Zellulose aber auch mit einer ungesättigten
Verbindung umgesetzt und die Organophosphorverbindungen in einem getrennten Verfahrensschritt entweder vor oder nach der
Bromierung der ungesättigten Gruppen eingeführt werden.
Bei regenerierten Zellulosen ist es außerdem möglich, das ungesättigte
Flammschutzmittel während der Faserherstellung umzusetzen, so daß die Halogenierung der ungesättigten Gruppen
durchgeführt werden kann, nachdem die weitere Verarbeitung der
modifizierten Zellulose mit Polyestern bereits erfolgt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Flammfestausrüstung oder
zur flammenhemmenden Ausrüstung kann bei zahlreichen Produkten durchgeführt werden, wie beispielsweise für Kleidungs*· oder
Möbelprodukte, oder für Produkte zur industriellen, militärischen usw. Verwendung.
Ganz allgemein läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise mit folgenden Substraten durchführen: .
a) gewebten^, gewirkten oder nicht gewebten Stoffen aus Mischgarnen, aus Polyester und Baumwolle, in denen der Baumwoll-
gehalt mindestens 20 % beträgt (natürlich können auch Stoffe
aus 100 % Baumwolle behandelt werden);
b) Stoffe aus Polyestern und regenerierten Zellulosen (Rayon, modifiziertes Rayon),in denen der Gehalt an regenerierter
Zellulose mindestens 20 % beträgt;
c) Gewebe aus 100 % zellulosehaltigen Garnen (Baumwolle oder
regenerierte Zellulosen), in Kettfaden- oder Schußfadenrichtung und aus 100 % Polyester oder Polyester-Zellulose-Mischgarnen
in Richtung des jeweils anderen Fadens;
d) Gewirken aus mit Polyesterfilamenten kombinierten zellulosehalt
igen Garnen;
e) Viskoselösungen zum Spinnen von Pasern aus regenerierten
Zellulosen, die anschließend mit Polyesterfasern vermischt werden können. .. ■
Ganz allgemein ergibt sich, daß der Zellulosegehalt des Substrates
mindestens 20 % und vorzugsweise 35 % betragen muß, um eine ausreichende
Wirkung zu erzielen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behandlung von Polyester-Zellulose-Substraten sind beispielsweise folgende
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Verbindungen geeignet:
a) Verbindungen mit einem Gehalt an Phosphor, mindestens einer ungesättigten Gruppe und mindestens einer zur Umsetzung mit
den Hydroxygruppen der Zellulose befähigten Gruppe. Dazu gehören beispielsweise N-Methylol-phosphono-propionamide der
allgemeinen Formel
(I) J^F(O) CH2 CH2 CONH CH3 OY,
in der R eine Alkenylgruppe und R' eine Alkyl-, substituierte
Alkyl- oder Alkenylgruppe und Y ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten, und
b) Verbindungen mit mindestens einer ungesättigten Gruppe und mindestens einer zur Umsetzung mit den Hydroxygruppen der
Zellulose oder zur Umsetzung mit Alkalizellulose befähigten Gruppe. Dazu gehören beispielsweise ungesättigte N-Methylölamide
und -carbamate der allgemeinen Formeln
(II) R" CONH CH2OH und (III.) R" 0 CONH CH2OH,
in der R'1 eine Alkenylgruppe bedeutet, sowie gegebenenfalls
substituierte Allylhalogenide, wie Allylchlorid oder Allyl-bromid.
Bei Verwendung dieser Verbindungen wird der zur Er-
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höhung der Flammschutzwirkung benötigte Phosphor in einem getrennten Verfahrensschritt mit einer als Flammschutzmittel
bekannter. Organophosphorverbindung eingeführt.
Die niederen Alkenyl- oder niederen Alkylsubstituenten von R, R1, R" und den weiter unter aufgeführten R1" und RIV
sind meist Allyl-, Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Hydroxymethylgruppen.
c) Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von zum Mischen mit Polyestern vorgesehenen regenerierten Zellulosefasern
durchgeführt wird, brauchen die ungesättigten Flammschutzmittel kei.ie zur Umsetzung mit der Zellulose geeignete
Gruppen zu enthalten, sie müssen aber andererseits die beispielsweise in der US-Patentschrift 3 ^55 713 beschriebenen
Verfahrensbedingungen bei der Herstellung der Fasern aushalten. In diepen Fäller, können beispielsweise wasserunlösliche
flüssige Phosphonitrilatpolymere der allgemeinen Formel
(IV)
OR"'
P
in der R1·' und/oder R Alkenylgruppen bedeuten, eingesetzt
werden. Nach dem Vermischen der modifizierten Fasern mit Polyesterfasern können die Garne oder die Stoffe der ent-
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- ii -
sprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren halogeniert werden.
Die jeweils anzuwendenden Verfahrensbedingungen hängen teilweise von dem eingesetzten Substrat, den chemischen Verbindungen
und vom dem erwünschten Grad der Plammschutzwirkung ab. Zellulose-Polyester-Stoffe können beispielsweise mit Verbindungen
der allgemeinen Formel (I), (II) oder (III) durch Tauchen in wässrige Lösungen in Gegenwart eines geeigneten
Katalysators behandelt, getrocknet, gehärtet und gewaschen werden. .Die Bedingungen bezüglich Katalysatoren und. Härtung
sind allgemein bekannt; unter diesen Bedingungen wird die in dem Gemisch enthaltene Zellulose zu einem Äther umgesetzt, wie
es unten schematisch in den Formeln (IV), (V) und (VI) für die
Umsetzung mit Verbindungen der Formeln (I), (II) bzw. (III) angegeben ist. ,
CeIl-O-CH2NH-CO-CH2-CH2-P (O)C^ ± (IV)
CeIl-O-CH2NH-CO-R" (V)
CeIl-O-CH2NH-COORAJ- (VI)
Die Alkenylgruppen dieser Zelluloseäther können dann durch
Behandeln unter milden Bedingungen mit einer Lösung des elementaren Halogens halogeniert werden. Als Halogen wird vorzugsweise
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Brom eingesetzt, da dieses Element ein wirksames Flammschutzmittel
ist, schnell mit ungesättigten Gruppen reagiert und die zellulosehaltige Komponente des Substrates nicht angreift,
verfärbt oder andersartig beschädigt. Es kann eine wässrige Bromlösung oder eine Lösung in einem inerten organischen
Lösungsmittel verwendet werden. Die Bromkonzentration, die Zeit und Temperatur der Bromierung stellen keine kritischen
Paktoren dar und können jeweils für jede Behandlung in einfacher Weise experimentell bestimmt werden.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Tatsache, daß kovalent gebundenes Brom schnell und
gleichmäßig in und an der Paser aus modifizierter Zellulose aufgenommen wird; dies läßt sich nicht durch für die Zellulosemodifikation
verwendete Bromierungsmittel erreichen, da die begrenzte Löslichkeit und Penetration derartiger Bromierungsmittel
im allgemeinen dazu führt, daß sich die Umsetzung im wesentlichen an den Oberflächen der Pasern abspielt, woraus
sich eine ungenügende Wirksamkeit und schlechte Haltbarkeit beim Waschen, Reinigen und beim Gebrauch ergeben.
Die Entflammbarkeit der behandelten Textilien läßt sich mit hoher Genauigkeit durch die in verschiedenen neueren Publikationen,
wie beispielsweise von J. Isaacs, Fire & Plammability I, 36-47 (I97O), beschriebene "Limiting Oxygen Index (LOI)"-Methode,
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austesten. Je höher der LOI-Wert, desto geringer ist die Entflammbarkeit,
wobei LOI-Werte von über 0,240 bis 0,260 Hinweise auf selbstlöschendes Verhalten in vertikalen Entflammbarkeitstesten,
wie beispielsweise 5m AATCC 34-1966-Test, geben
und somit .ausreichende flammentiemmende Gebrauchseigenschaften
ableitbar sind..
Die Haltbarkeit einer flammenhemmenden Ausrüstung hinsichtlich Waschen und anderen Reinigungsverfahren läßt sich in einfacher
Weise feststellen, indem die Textilien diesen Reinigungsverfahren unterzogen und anschließend LOI-Werte erneut bestimmt
werden. Auch die Elementaranalyse auf Halogene und andere in der Zellulosemodifikation enthaltene Elemente gibt Hinweise
darauf, daß die Ausrüstung und die darin enthaltenen Elemente auch nach dem Waschen oder anderen Reinigungsverfahren fest an
den Zellulosemolekülen gebunden bleiben.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
Nach dem Verfahren des Beispiels 3 der US-Patentschrift 3 374
unter Verwendung von Natx'iummethylat als Katalysator hergestelltes
3-(Diallyl-phosphono)propionamid zeigte in der NMR-Analyse
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-Ik-
einen Gehalt von mindestens 10 % Methylestergruppen, die wahrscheinlich
durch Austausch zwischen· Allylgruppen und Methylgruppen
des Katalysators entstehen. Diese Verunreinigungen können vermieden werden, wenn die Reaktion von Diallylphosphib
mit Acrylamid in Allylalkohol und Dioxan unter Verwendung von Natriumallylat als Katalysator durchgeführt wird. Die Umsetzung
des erhaltenen Zwischenproduktes mit Formaldehyd wurde mit Triäthylamin anstatt mit Natriumhydroxyd katalysiert; die weiteren
Umsetzungsbedingungen entsprachen den in der Patentschrift beschriebenen. Eine getrocknete Probe des N-Methylol-3-(diallylphosphono)propionamid
wurde analysiert: P berechnet.: 11,8 %> gefunden 11,64 %; N berechnet: 5,32 %, gefunden 5,36 %.
Eine Lösung aus 46,6 g (0,2 Mol) 3-(Diallyl-phosphono)propionamid
(Zwischenprodukt aus Beispiel 1Λ in 200 ml Dioxan wurde
auf -5 bis -10°C gekühlt und bei dieser Temperatur tropfenweise unter Rühren innerhalb von etwa 20 Minuten mit 64 g (0,4 Mol)
Brom versetzt. Die Mischung wurde eine weitere Stunde bei -10 C und anschließend 10 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt und
dann bei Zimmertemperatur über Nacht stehengelassen. Von den zwei gebildeten Phasen wurde die schwerere nach dem Abtrennen
in 65 ml Aceton aufgenommen und mit 250 ml Pentan behandelt.
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Der dabei entstehende rohe Niederschlag (86 g) wurde abgetrennt, in 50 ml Äthanol gelöst und mit 500 ml Wasser wieder ausgefäl'.t,
wobei nach dem Trocknen im Vakuum bei 60 C eine Ausbeute von einer fast weißen festen Masse von 65 g erhalten wurde. Eine
Probe dieser Verbindung wurde bei Raumtemperatur über P2^r ^e~
trocknet und analysiert: N berechnet 2,53 %3 gefunden 2,38 %\
Br berechnet 57,87 %> gefunden 57 > 7■%· ·
27,65 g (0,05 Mol) dieses Bromamids wurden mit 1,65 g (0,052 Mol) 95 #igen Paraformaldehyds und 0,1 ml Triäthylamin vermischt;
die Mischung wurde dann 10 Minuten in einem auf 100 G erhitzten ölbad erwärmt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung bei 50 C
unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft, der Rückstand in wenig Aceton aufgenommen und mit 8 ml Wasser ausgefällt. Die
NMR-Analyse ergab, daß der getrocknete Niederschlag zu etvra 95 % aus N-Methylol-3-(bis-2,3-dibrompropyl-phosphono)propionamid
bestand.
In diesen und den weiteren Beispielen wurde zur Behandlung der Textilien folgendes Verfahren durchgeführt: Gewogene Stoffproben
2 wurden in einem Laborfoulard bei einem Druck von 2,11 kg/cm
mit einer wässrigen Lösung des Flammschutzmittels mit einem
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Gehalt an 1 % Härtungskatalysator ^-Amino^-methyl-propanolhydrochlorid),und
0,1 % Netzmittel (Nonylphenyl-polyäthylenoxyäthanol) imprägniert, dann 4 Minuten bei 93°C getrocknet,
3 Minuten bei 175°<? gehärtet, in einer Haushaltswaschmaschine
unter Verwendung des Waschprogrammes "warm" 12 Minuten unter Zusatz von 0,001 % Waschmittel ausgewaschen, trockengeschleudert
und zum endgültigen Wiegen und Austesten über Nacht bei 22,2°C und 65 % relative Luftfeuchtigkeit gelagert. Falls nicht
anders angegeben, wurden als Stoffproben Bettuchstoffe aus 100 % Baumwolle (Padendichte 95 x 84, Gewicht 126,75 g/m2) und Betttuchstoffe
aus Polyester/Baumwolle im Verhältnis 50 : 50 (Fadendichte 96 χ 88, Gewicht 124,38 g/m ) verwendet. Die Stoffproben
hatten etwa die Maße von 25,4 χ 50,8 cm und wogen vor Durchführung
der Behandlung etwa 18 g bei Polyester/Baumwolle-Gewebe und etwa 16 g bei Gewebe aus 100 % Baumwolle. Die Behandlung
wurde wiederholt, wenn die Modifikation oder Aufnahme in einem höheren Maße erwünscht war, als es bei einer einmaligen Behanlung
erreichbar ist.
Eine Vielzahl von Proben aus 100 % Baumwolle und Polyester/Baumwolle-Gemischen
im Verhältnis 50 : 50 wurden nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren mit Lösungen des N-Methylol-3-
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(diallyl-phosphono)propionamld aus Beispiel 1 behandelt und
untersucht. Weitere Versuchsreihen wuvden unter Verwendung von N-Methylol-3-(dimethyl-phosphono)propionamid (Handels- .
marke Pyrovatex CP) durchgeführt, um die Auswirkungen von
Konzentrationsänderungen der Behandlungslösungen festzustellen.. Eine Anzahl der Resultate dieser Experimente ist in Tabelle 1
zusammengestellt. Unter "aufgenommenes Reagenz" wird, falls nichts anderes angegeben, das prozentuale Gewicht des trockenen
Reagenzes auf dem Gewebe" vor dem Aushärten verstanden. Unter "Aufnahme" wird die prozentuale Menge des auf dem Gewebe nach,
dem Aushärten und Auswaschen verbleibenden Reagenzes verstanden. Der LOI-Wert betrug für die ursprünglichen Gewebe in allen Versuchen
O,l68.
Wirksamheit von bekannten Flammschutzmitteln auf Geweben aus 100 % Baumwolle und 50 % Baumwolle mit
50 % Polyester.
% Baum- % aufge- . Anzahl der
Flammschutz- wolle des nommenes Behänd- %
mittel Gewebes Reagenz lungen Aufnahme LOI
Pyrovatex CP | 100 __.-■ | 8,5 | 1 | 3,5 | 0,200 |
100 --' | 15,2 | 1 | 7,5 | 0,222 | |
100 | 23,6 | 1 | 10,7 | 0,260 | |
50 | 13,4 | 1 | 6,5 | 0,215 | |
50 | 25,1. | 1 | 7,9 | 0,222 | |
50 | 34,6 | 1 | 8,4 | 0,225 | |
50 | 40* | 3 | 13,3 | 0,233 | |
N-Methylol-3-(diallyl- | |||||
phosphono)-propionamid | |||||
100 | 30* | 1 | 9,3 | 0,220 | |
100 | 30* | 2 | 14,2 | 0,244 | |
50 | 30* | 1 | 6,6 | 0,211 | |
50 | 2 | 8,8 | 0,215 | ||
Konzentration des Plammschutzmittels in der aufgetragenen Lösung
Aus der Tabelle ergibt sich, daß die bleibende Aufnahme an Flammschutzmitteln bis zu einem·gewissen Grade durch Steigerung
der aufgetragenen Menge und der Anzahl der Behandlungen vergrößert werden kann. Allerdings ließ sich in dieser Weise
keine Steigerung der permanenten Aufnahme oder des LOI-Wertes über die erzielten Werte hinaus durchführen.
Aus den Daten ergibt sich, daß in Abwesenheit von Halogenen der LOI-Wert von Proben aus 50 % Polyester und 50 % Baumwolle
bei Behandlung mit diesen bekannten Flammschutzmitteln mit einem Gehalt an Phosphor und Stickstoff so niedrig ist, daß
ein selbstlöschendes Verhalten nicht vorliegt. Pyrovatex CP muß selbst bei Geweben aus. 100 % Baumwolle in hohen } fest aufgenommenen
Mengen vorliegen, um LOI-Werte von etwa 0,260 zu ergeben j entsprechende Werte lassen sich bei Mischgeweben aus
Polyestern und Baumwolle im Verhältnis 50 : 50 nicht erreichen.
Der Bromierungsschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde
nach drei verschiedenen Methoden durchgeführt, wobei die dritte Methode aufgrund der hohen Bromaufnahme, der Gleichmäßigkeit
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und der erzielbaren hohen LOI-Werte bevorzugt wird.
A. Die trockenen Proben wurden bei Zimmertemperatur in.Bromlösungen
in Chloroform vollgetränkt und dann sorgfältig ausgewaschen.
B. Die Proben wurden bei Raumtemperatur mit wässrigen Bromlösungen
getränkt und dann ausgewaschen.
C. Die Proben wurden mit Wasser getränkt, dann in Bromlösungen
in Chloroform bei Zimmertemperatur eingetaucht und anschließend gewaschen. ■
In den Versuchen nach Methode A. wurden Proben mit den Maßen
25,4 x 50,8 cm aas 100 % Baumwolle oder 50 % Baumvrolle und 50 %
Polyester in 200 g Chloroform mit einem wechselnden "Gehalt an Brom verschieden langen Behandlungszeiten bei Raumtemperatur
unterworfen. Die Ergebnisse dieser Bromierungsversuche sind in
Tabelle 2 zusammengestellt. Die Phosphoranalysen ergeben ein Maß für die Menge des von jeder bromierten Probe gebundenen
N-Methylol-3-(diallyl-phosphono)-propionamid.
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Tabelle 2 Bromierung trockener Gewebe - Methode A
1,04 | Bromierung | Zeit | • | 10 | % Brom in | LOI | Vor | Nach | 0,267 | |
% P in Ge | 1,03 | in | 10 | Gewebe nach | Bromierung | 0,263 | ||||
webe vor | 1,04 | g Br? | Min. | 10 | Behandlung | 0,255 | ||||
Gewebe Behandlung | 1,08 | C. | 30 | 0,241 | 0,274 | |||||
100 % Baumwolle | 1,03 | 10 | 30 | 5,0 | 0,244 | 0,274 | ||||
1,67 | 1,02 | 0,96 | 10 | 30 | 3,8 | 0,244 | 0,278 | |||
1,62 | 1,23 | 2,24 | 10 | 30 | 5,0 | 0,244 | 0,299 | |||
1,69 | 4,88 | 30 | 6,3 | 0,241 | ||||||
1,70 | 0,96 | 30 | 5,1 | 0,244 | ||||||
1,65 | 2,24 | 30 | 6,7 | 0,250 | 0,225 | |||||
1,73 | 4,88 | 30 | 7,4 | - | 0,227 | |||||
2,27 | 35,2 | 0,227 | ||||||||
Polyester-Baum | 0,215 | 0,227 | ||||||||
wolle 50 : 50 | 2,7 | 0,217 | 0,233 | |||||||
0,64 | 2,2 | 0,215 | 0,235 | |||||||
1,28 | 2,7 | 0,215 | 0,241 | |||||||
3,56 | 2,3 | 0,215 | ||||||||
0,64 | 3,4 | 0,215 | ||||||||
1,28 | 4,5 | 0,213 | ||||||||
3,56 | 3,8 | |||||||||
16,0 | ||||||||||
Aus diesen Resultaten läßt sich entnehmen, daß die Bromaufnahme die flammenhemmende Wirkung vergrößert. Die in den folgenden
Beispielen beschriebenen Methoden führen allerdings zu besseren Ergebnissen.
In einer nächsten Versuchsreihe wurde die Methode B angewendet,
wobei Stoffproben wie in Beispiel 4 30 Minuten in 200 g'Wasser mit dem angegebenen Gehalt an Brom getaucht wurden. Durch dieses
0 3 8 4 7/1177
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Verfahren lassen sich höhere Aufnahmen an Brom und höhere
LOI-Werte erzielen, allerdings sind die so behandelten
Textilien nicht so gleichmäßig im Aussehen, wie die nach Methode C behandelten. .
Bromierung von Geweben mit wässriger Bromlösung
(Methode B)
Baumwolle/ Polyester |
1,23 1,24 1,18 |
g Br? | % Brom in | LOI | 0,313 0,317 0,323 |
|
? P in Ge- | in2 Lösung |
Gewebe nach Behandlung |
Vor Nach Bromierung |
|||
webe vor Gewebe Behandlung |
0,260 0,255 0,255 |
|||||
IOC | 12,8 16,0 16,0 |
13,9 14,1 14,6 |
0,253 0,255 0,253 |
|||
IVJl VJl
|o ο |
9,6 9,6 9,6 |
l·5 8,5 8,5 |
0,220 0,222 0,217 |
|||
) % Baumwolle | ||||||
2,18 2,34 2,31 |
In der bevorzugten Bromierungsmethode C werden wassergetränkte
Stoffproben wie in Beispiel 4 30 Minuten bei Raumtemperatur in 200 g Chloroform mit dem angegebenen Gehalt an Brom eingetaucht.
Bei dieser Methode werden hohe Aufnahmen an gebundenem Brom und hohe LOI-Werte erhalten, wobei die behandelten Gewebe weiß und
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weich bleiben und bei Wasch- und Trockenreinigungsversuchen, wie in Tabellen 4 und 5 ausgeführt, haltbar sind.
Bromierung wassergetränkter Gewebe in Chloroform - Methode C
2,18 2,36 . 2,46 |
1,15 1,18 1,24 |
g Br2 | % Brom in | LOI | Vor | Nach | οοο www IV) VjJ VjJ VO O O VO ODVjJ |
|
Baumwolle/ Polyester |
in | Gewebe nach | Bromierung | |||||
jPin Ge | Lösung | Behandlung | 0,247 0,250 0,255" |
|||||
webe vor |
ooo
www ro ro ro VJIVJlVJl O Ovjj |
|||||||
Gewebe Behandlung | 16 16 19,2 |
8,8 10,9 10,2 |
||||||
100 % Baumwolle | 0,217 0,217 0,220 |
|||||||
9,6 6,4 . 9,6 |
6,5 7,0 7,3 |
|||||||
Ivjivji
|o ο |
||||||||
Eigenschaften der gemäß Methode C bromierten
Gewebe
Knittererholungsvermögen (K χ S)
Scheuerfestigkeit(Stoll) (K χ S)
Zugreißfestigkeit (Grab) (K χ S)
Einreißfestigkeit (K χ S)
100
%
Baumwolle
94 χ 93
(Kontrolle 73 x 77)
(Kontrolle 73 x 77)
558 χ 388
(Kontrolle 498x690)
(Kontrolle 498x690)
59 x 51
(Kontrolle 75 x 63)
(Kontrolle 75 x 63)
865 x 800
(Kontrolle 1063x813)
(Kontrolle 1063x813)
50 % Baumwolle 50 % Polyester
113 x
(Kontrolle 111 χ Il6)
3338 χ 11848 (Kontrolle 5000+)
81 χ
(Kontrolle 89 x 79)
1025 x (Kontrolle l4l3xllOO)
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LOI-Werte der behandelten Proben:
50 % Baumwolle 100 % Baumwolle 50 % Polyester
Nach | Auswaschen | nach | Behandlung | 0 | ,278 - | 0 | ,258 |
Nach | 5 Wäschen | 0 | ,278 | 0 | ,254 | ||
Nach | 25 Wäschen | 0 | ,268 | 0 | ,250 |
Nach Spülung mit Dioxan
(kein Gewichtsverlust) 0,278
Die Eigenschaften wurden.nach folgenden Testmethoden untersucht:
Knittererholungsvermögen: ASTM - D - 1295 - 60 T
Stoll Flex-Test
(Scheuerfescigkeit): ASTM D 1175 - 1^T
Zugreißfestigkeit (Grab): ASTM D 16^2.- 64
Einreißfestigkeit (Elmendorf): ASTM D 1M24 - 63
Beispiel 8 ..■■..
Aus den folgenden Versuchen läßt sich entnehmen, daß es nachteilig
ist, vorher bromierte Flammschutzmittel zu verwenden, die beispielsweise nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren
hergestellt werden können. Die verwendete Verbindung, N-Methy.iol·*·
3-(bis-2,3-dibrompropyl-phosphono)-propionamid, wurde wie in
Beispiel 3 beschrieben in verschiedenen Konzentrationen auf Gewebe aus 100 % Baumwolle bzw. 50 % Baumwolle/50 % Polyester
aufgetragen. Da die Verbindung in Wasser» unlöslich ist, wurde
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das Auftragen aus einer Mischung aus Dioxan/Wasser im Verhältnis
1:1· vorgenommen. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in Tabelle 6 zusammengestellt:
Behandlung von Geweben mit N-Methylol-3-(bis-2,3-dibrompropyl-phosphono)-propionamid
in
Dr'oxan/Wasser
Dr'oxan/Wasser
50 % Baumwolle 100 % Baumwolle 50 % Polyester
Beispiel Nummer
Konzentration der Lösung {% Reagenz)
% Gewichtszunahme
% P in Endprodukt
% N im Endprodukt
% Br im Endprodukt
% Br nach Spülen mit Dioxan (berechnet aus Gewichtsverlust) 3,0
% Br nach 25 Wäschen
(berechnet aus Gewichtsverlust) H,5
LOI (nach Behandlung) ' 0,286 0,2*13
LOI nach Spülen mit Dioxan 0,198
LOI nach 25 Wäschen 0,2*13
Diese Daten zeigen, daß die scheinbare Gewichtszunahme bei Durchführung
des Verfahrens sehr hoch ist, daß aber die Haltbarkeit der Ausrüstung beim Waschen nur sehr mäßig ausfällt. Außerdem
waren im Gegensatz zu den in Beispiel 7 erhaltenen weißen, weichen und flexiblen Geweben alle gemäß Beispiel 8 behandelten Proben
gelb und steif. Diese unangenehmen Eigenschaften verschwanden
IA | 2A |
34 | 17 |
22,9 | 1*1,2 |
1,1 | 0,8 |
0,6 | 0,1 |
10,6 | 6f6 |
IB | 2B | 2 |
34 | 17 | 7 |
16,0 | 1*1, | 4 |
1,0 | o, | 5 |
0,5 | o, | |
7,8 | 6, | |
1,5 | - | 24; |
4,8 | _ | |
0,256 | o, | |
0,200 | ||
0,231 | - | |
209847/117?
auch nicht nach den Wäschen. Der hohe Verlust der Schutzmittel durch
einfaches Spülen mit Dioxan läßt darauf schließen, daß die Verbindung nur als oberflächliche Anlagerung im Gewebe vorhanden
ist, das heißt also, daß sich zwar eine Beschichtung der Pasern ausbildet, abex* keine Reaktion mit der Paser eintritt.
. ·
In einer weiteren Versuchsreihe wurde die zeitliche Aufeinanderfolge
der Zugabe der Flammschutzmittel geändert. Wie im Beispiel 3 beschrieben, wurden Proben mit den Maßen 25, *t x 50,8 cm
mit einer ^O jSigen wässrigen Lösung von N-Methylol-allylcarbamat
(NMAC) getränkt, wobei sich nach dem Härten und Auswaschen eine Aufnahme von 10,2 bis 11,6 % bei ^Geweben aus 100 %
Baumwolle und eine- Aufnahme von 8,3 bis 8,9 %auf Geweben aus
50/50 Polyester/Baumwolle ergab. Diese Proben wurden dann mit
Wasser getränkt und verschieden lange Zeit bei Zimmertemperatur in 350 g Chloroform mit einem Gehalt an dem vierfachen der berechneten
Menge Brom behandelt (Methode C). Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in Tabelle 7 zusammengestellt:
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Behandlung der Gewebe mit N-Methylol-allyl-carbamat
und anschließender Bromierung nach Methode, C
% Gewichts | Behandlungs | % Br | |
Gewebe | zunahme NMAC- | zeit in Min. | 4,54 |
100 % Baumwolle | 10,6 | 5 | 5,67 |
10,5 | 10 | 9,75 | |
11,0 | 30 | 6,58 | |
11,6 | 45 | 5,82 | |
11,4 | 60 | 5,54 | |
10,8 | 75 | 5,36 | |
10,2 | 90 | ||
50 % Polyester | 5,57 | ||
50 % Baumwolle | 8,6 | 5 | 6,90 |
8,6 | 10 | 7,17 | |
8,3 | 30 | ■3,73 | |
8,5 | 45 | 3,26 | |
8,8 | 60 | 1,46 | |
8,8 | 75 | 1,55 | |
8,9 | 90 | ||
Aus der Tabelle ergibt sich, daß die optimalen Behandlungszeiten etwa 10 bis 30 Minuten betragen. Die LOI-Werte der bromierten
Proben lagen bei etwa 0,212 für 100 % Baumwolle und bei 0,208 für Bettuchstoffe aus 50 % Polyester und 50 % Baumwolle.
Die so vorbehandelten Proben wurden dann entsprechend der in Beispiel 3 beschriebenen Methode mit 40 #igen wässrigen Lösungen
von Pyrovatex CP behandelt. Die Analysen dieser jetzt Stickstoff, Phosphor und Brom enthaltenen Proben sind in Tabelle 8
zusammengestellt:
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Behandlung der Gewebe mit N-Methylol-allylcarbamat,
Brom und Pyrovatex CP
%
Br vor Zugabe
%
P LOI
Gewebe von Pyrovatex nach Zugabe von Pyrovatex
100 | % Baumwolle | 5,67 | 0,91 | 0,247 |
VXlVJI
OO |
5 Polyester I Baumwolle |
6,58. 5,82 5,54 5,36 3,73 |
1,01 0,83 1,24 1,18 0,56 |
0,266 0,256 0,261 0,264 0,229 |
3,26 1,46 1,55 |
0,44 0,83 0,84 |
0,225 0,234 0,240 |
Diese Resultate zeigen, daß sich die erfindungsgemäßen Verfahren auf zahlreiche Mischungen anwenden lassen.
In einer weiteren Versuchsreihe wurden mit N-Methylol-allylcarbamat,
wie in Beispiel 9 beschrieben, behandelte Stoffproben nach der Methode C bromiert und dann jeweils mit 200 ml einer
wässrigen Lösung mit dem angegebenen Gehalt an Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumchlorid
(THPC), Harnstoff und Trimethylol-melamin (TMM) sowie 0,025 % eines nichtionischen
Netzmittels (Nonylphenoxy-polyäthylenoxy-äthanol), wobei diese
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Lösungen durch Zugabe von NaOH auf einen pH-Wert von etwa 5,8 eingestellt waren, durch Poulardieren bei einem Druck von
2
2,11 kg/cm behandelt, wobei eine Gesamtfeuchtigkeitsaufnahme von etwa 60 % erfolgte. Die Proben wurden dann vier Minuten bei 93°C getrocknet, drei Minuten bei l60°C gehärtet und gewaschen. In der folgenden Tabelle 9 sind die wichtigsten Daten zusammengestellt:
2,11 kg/cm behandelt, wobei eine Gesamtfeuchtigkeitsaufnahme von etwa 60 % erfolgte. Die Proben wurden dann vier Minuten bei 93°C getrocknet, drei Minuten bei l60°C gehärtet und gewaschen. In der folgenden Tabelle 9 sind die wichtigsten Daten zusammengestellt:
Behandlung der Proben mit N-Methylol-allyl-carfeamat,
Brom und anschließend THPC/Harnstoff/TMM
% Br vor
% P nach
Gewebe
100 % Baumwolle
50 % Polyester
50 % Baumwolle
50 % Baumwolle
* ar vor - Zusätze in Wasser * r nacn
Behandlung Behandlg#
mit THPC THPC (H3 N)2CO TMM mit THPC LOI
8,32 9,40 8,30
7,36
7,26 6,76 6,06 5,40
17,0 | 5,0 |
12,2 | 3,6 |
2,4 | |
1,2 | |
17,0 | 5,0 |
12,2 | 3,6 |
8,2 | 2,4 |
4,1 | 1,2 |
10,0 7,2 4,8 2,4
10,0 7,2 4,8 2,4
1,41 0,92 0,74 0,37
1,58 1,12 0,76 0,42
0,266 0,261 0,247 0,220
0,264
0,249 0,242 0,225
In einer weiteren Versuchsreihe wurde die Bromierung durchgeführt,
nachdem die Gewebeproben vorher mit einer anderen ungesättigten Verbindung, nämlich N-Methylol-acrylamid (NMA), behandelt worden
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waren. Die anfängliche Umsetzung wurde nach der in Beispiel 3 beschriebenen Methode vorgeführt , wobei allerdings vier Minuten
bei l49°C gehärtet wurde. Die wassergetränkten Proben wurden dann 30 Minuten bei Raumtemperatur in 350 g einer Chloroformlösung
mit dem vierfachen des berechneten Gehaltes an Brom
eingetaucht. Wie sich aus den in Tabelle 10 aufgeführten Daten ergibt, addiert sich Brom gut, wenn auch etwas unterschiedlich, an die Acrylgruppe; allerdings ist das addierte Brom gegenüber Waschvorgängen nicht sehr haltbar.
eingetaucht. Wie sich aus den in Tabelle 10 aufgeführten Daten ergibt, addiert sich Brom gut, wenn auch etwas unterschiedlich, an die Acrylgruppe; allerdings ist das addierte Brom gegenüber Waschvorgängen nicht sehr haltbar.
Behandlung der Gewebe mit N-Methylol-acrylamid
und nachfolgender Bromierung nach Methode C
Gewebe
100 % Baumwolle
50 % Polyester
50 % Baumwolle
50 % Baumwolle
% NMA in % NMA-Lösung Aufnahme
18
30
42
30
42
18
30
42
30
42
7,2 11,1 16,0
4,6
7,6
10,2
5 Br im % Br nach Gewebe 10 Wäschen
5,72
8,64
4,7«
8,64
4,7«
4,82
8,76
3,70·
8,76
3,70·
1,12 0,58 Os36
0,42 0,47 0,37
In einer weiteren Versuchsreihe wurden Proben aus Mischungen
von Polyestern mit AlIyI-Baumwolle erst bromiert und dann anschließend
mit N-Methylol"3"(dimethyl-phosphono)-propionamid
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(Pyrovatex CP) zur Reaktion gebracht; auch dies ist eine Möglichkeit,
die stickstoff-, phosphor- und bromhaltigen Flammfestausrüstungen zu erzeugen. Allyl-Baumwolle wurde nach den
von Temin und Liflin in Abstracts of Papers of I62nd National.
Meeting, American Chemical Society, Washington, D.C, September 12-17, 1971, Cell. 002, beschriebenen Methoden hergestellt.
Das von den Autoren angegebene Verfahren besteht darin, daß
Gewebe etwa eine Stunde in 20 #iger Natriumhydroxydlösung bis '
zu einer Feuchtigkeitsaufnahme von 100 % eingetaucht werden; anschließend werden die Gewebe als loser Ballen 16 Stunden in
Allylbromid oder eine 50 #ige Aliylbromidlösung in Benzol
eingetaucht. Nach dem Waschen in Aceton und Wasser wird das Ausmaß der Allylierung aus der Nettogewichtszunahme bestimmt,
die etwa 4 % bei Raumtemperatur und 6 % bei 60 C beträgt, wenn
mit einer 50 #igen Aliylbromidlösung in Benzol gearbeitet wird.
In der Versuchsreihe wurden mit Alkali vorbehandelte Stoffproben aus 5O/5O Polyester und Baumwolle bei Zimmertemperatur verschieden
lange Zeiten in 80 5?igen Allylbromidlösungen in Ben'zol behandelt,
anschließend gespült, getrocknet, entsprechend Methode C mit λ % Brom in Chloroform bromiert, gewaschen und abschließend
entsprechend dem Verfahren in Beispiel 3 mit 1IO % Pyrovatex CP
behandelt.
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Aus den in Tabelle 11 zusammengestellten Daten läßt sich entnehmen,
äaß die Bromierung der Allyl-Baumwolle nicht hinreichend
war, um die LOI-Werte der Polyestermischungen bis zu selbstlöschenden vierten anzuheben. Nach der abschließenden Behandlung
mit dem stickstoff- und phosphorhaltigen Pyrovatex CP wurden Proben erhalten, die nicht nur LOI-Werte von über 0,260 ergaben,
sondern die auch bei Durchführung des vertikalen"Flammentestes
zu einem sofortigen Verlöschen der Flammen führten, sobald der Brenner entfernt wurde, bar einzige Nachteil der Endprodukte
bestand in einer geringen Gelbfärbung.
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Behandlung von Gemischen aus 50/50 Polyester-Baumwolle mit Alkali,
Allylbromid, Brom und Pyrovatex CP
ro | Beispiel | Allylxerungs- | nach | Bromierung | nach | Behandlung mit | LOI | Pyrovatex CP |
1
VjJ ΓΟ |
O | zeit in h | % Br | LOI | % Br | ' Ll | vertikale Ein reißlänge in cm |
I | ||
CO
OO |
1 | 0,68 | ' 0,184 | - | |||||
-C- | 2 | 4 | 8,67 | 0,200 | - | 0,264 | - | ||
_» | 3 | 17 | 10,97 | - | 8,29 | 1,58 | 0,278 | 10,92 | |
-α | 4 | 17 | 18,18 | . 0,225 | 15,68 | 1,83 | - | - | |
5 | 20 | 16,86 | 0,223 | - | - | 0,281 | - | ||
6 | 24 | 18,42 | - | 14,78 | 1,36 | 0,287 | 9,90 | ||
7 | 24 | 19,84 | 14,12 | 1,43 | 0,315 | - | |||
8 | 24 | 19,00 | - | - | 1,26 | 8,63 | |||
24* | |||||||||
*Allylierung bei 600C
CD OO
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In dieser Versuchsreihe wurden Bromierungen von Mischungen aus
Polyesterstapeln mit phosphonitrilathaltigen Viskosestapeln durchgeführt. Das verwendete Hexallyl-oxophospho-riitrilat
wurde von Hamalainen und Guthrie in Textile Research Journal, 26, l4l-4*J (1956), beschrieben und wurde entsprechend dieser
Methode hergestellt. Die NMR-Analyse ergab, daß etwa 88 % freie
Allylgruppen und etwa 12 % vernetzte Allylgruppen vorlagen. In ähnlicher Weise wurde aus einer äquimolaren Mischung aus
Allylalkohol und n-Propanol ein gemischtes Hexa-(allyloxypropoxy)-phospho-nitrilat
hergestellt, bei dem die NMR-Analyse ein Verhältnis von Allyl- zu Propylgruppen von 1,3:0,7 ergab. Nach dem
in der US-Patentschrift 3 ^55 713 beschriebenen Verfahren wurden
diese beiden Phosphonitrilate in drei verschiedenen Konzentrationen in die Viskose eingearbeitet; anschließend wurden die
erhaltenen Stapelgarne zusammen mit Polyester zu Rayon-Polyester-Mischgarnen im Verhältnis von 50:50, 75:25 und 100:0 versponnen,
aus denen dann Testsocken gestrickt wurden. Es war beabsichtigt, Mischungen mit einem Gehalt an jeweils 1,5 bis.2,0 % Phosphor
herzustellen, allerdings wurden durch nicht vorherzusehene Verluste beim Verspinnen der Viskose die Phosphorgehalte auf etwa
1,0 % reduziert.
2G9847 / 1 177
Ein Teil der Testsocken wurde dann nach der Methode C bromiert.
Wie sich aus aen Resultaten in Tabelle 12 ergibt, war die durch die Phosphoranalysen der Testsocken vor und nach der Bromierung
festzustellende Aufnahme der Flammschutzstoffe sowie auch die Bromaufnähme ausgezeichnet, letztere lag nahe dem theoretischen
Maximum.
Bromierung von phosponitrilathaltigem Rayon und Mischungen aus Rayon und Polyestern
% P
Mischung | Vor | Nach | 1,00 | % aufgenomme | |
Reagenz | Rayon/Polyester | Bromierung | 0,95 | nes Brom | |
A* | 75/25 | 1,02 | 0,99 | 9,86 | |
A | 50/50 | 1,05 | 1,02 | 9,20 | |
AP** | 100/0 | 1,07 | 5,88 | ||
AP | 75/25 | 1,16 | 7,75 |
A = Hexallyloxy-phospho-nitrilat
AP = Hexa-(allyloxypropoxy)-phosphonitrilat
Weitere Testsocken wurden dann zur Auswertung der Plammfestausrtlstung
bromiert. Wie sich aus Tabelle 13 ergibt, steigen die LOI-Werte nach der Bromierung stark an, so daß einige der bromierten
Tectsocken den vertikalen Standardflammentest AATCC 34-1966
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bestehen, obwohl dieser Test sehr hohe Anforderungen an Gewirke stellt. Es ergibt sich, daß, falls die prozentuale Aufnahme der
Piaramschutzstoffe so hoch wie geplant möglich gewesen wäre, sogar die 50/50-Mischungen diesen Test bestanden hätten.
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Flammfestausrüstung von bromierten phosphonitrilathaltigen Rayon
und Mischungen aus Rayon und Polyestern
Flamm schutz- stoff |
Mischung Rayon/Polyester |
% P Vor Nach Bromierung |
" 0,98 | % aufgenomme nes Brom |
LOI Vor Nach Bromierung |
0,298 | vertikale Einreiß länge in cm |
V>l CTt I |
A | 100/0 | 1,14 | 1,00 | 7,50 | 0,223 | 0,271 | 7,81 | |
A | 75/25 | 1,02 | 0,95 | 9,54 | 0,214 | 0,254 | *BEL | |
A | 50/50 | 1,05 | 1,02 | 8,59 | 0,204 | 0,298 | BEL | |
AP | 100/0 | 1,07 | 1,04 | 6,01 | 0,218 | 0,266 | 8,38 | |
AP | 75/25 | 1,16 | 0,97 | 7,17 | 0,214 | 0,243 | 12,19 | |
AP | 50/50 | 1,00 | 7,98 | 0,210 | — | |||
Verkohlung in der gesamten Länge
ro ro
co co
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Eine weitere Versuchsreihe wurde unter Anwendung der in Beispiel 4 und 7 beschriebenen Verfahren mit einem Gewirke aus
5O/5O gefachten Garnen aus Polyesteriilamenten und Baumwolle
durchgeführt. In der folgenden Tabelle 14 sind die Analysen und
LOI-Werte der Originalgewirke und zweier Proben aufgeführt-, die
mit verschieden großen Mengen an NHMethylol-3-(diallyl-phosphono)-·
propionamid und Brom behandelt waren» Diese Resultate sind mit
den Resultaten für Gewebe vergleichbar.
Behandlung von Gewirken aus 50/50 Polyester und
Baumwolle miu N-Methylol-3-(diallyl-phosphono)-propionamid
und nachfolgender Brömierung nach Methode C
% P % Br LOT
. 0,169
0,96 4,00 . 0,236
1,17 6,11 0,249
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zum Herabsetzen der Entflammbarkeit von Textilien mit einem Gehalt an zellulosehaltigen Pasern und stickstofffreien thermoplastischen Pasern, dadurch gekennzeichnet, -daß die zellulosehaltige Paserkomponente mit einer ungesättigten Verbindung unter Ausbildung ungesättigter Gruppen in der zellulosehaltigen Komponente behandelt und die in die zellulosehaltige Komponente eingeführten ungesättigten Gruppen halogeniert werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilmaterial zellulosehaltige Pasern und Polyesterfasern enthält und daß die Polyesterfasern durch die Behandlung der zellulosehaltigen Pasern zur Einführung ungesättigter Gruppen und durch die Halogenierung im wesentlichen nicht verändert werden.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der ungesättigten Gruppen durch Umsetzung der Hydroxygruppen der zellulosehaltigen Komponente mit einer* ungesättigten Organophosphorverbindung erfolgt und daß die eingeführten ungesättigten Gruppen anschließend halogeniert werden.209847/11774. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der ungesättigten Gruppen durch Umsetzung der Hydroxygruppen der zellulosehaltigen Komponente mit einer ungesättigten phosphorfreien Verbindung erfolgt und daß die zellulosehaltige Komponente anschließend mit einer Organophosphorverbindung umgesetzt wird.5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit der Organophosphorverbindung vor der Halogenierung erfolgt.6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung mit der Organophosphorverbindung nach der Halogenierung erfolgt.7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichneti daß die Halogenierung mit Brom erfolgt.8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zellulosehaltige Faserkomponente als regenerierte Zellulose vorliegt und daß die Einführung der ungesättigten Gruppen während der Faserherstellung erfolgt.209847/11779. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführung der ungesättigten Gruppen durch Umsetzung mit einem wasserunlöslichen flüssigen Phosphonitrilatpolymer mit der regenerierten Zellulose vor dem Verspinnen in Fasern erfolgt..10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ungesättigte Verbindung ein N-Methylol-phosphono~propionamid der allgemeinen FormelBO. R1O-• P (0)-CH2CH2CONHCH2-OYverwendet wird, in der R eine Alkenylgruppe, R' eine Alkyl-s substituierte Alkyl- oder Alkenylgruppe und Y ein Wasserstoff atom oder niedere Alkylgruppo bedeuten,11. Verfahren nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß ungesättigte Verbindungen der allgemeinen Formel R11CO NHCH2 OY oder R1OCO NHCH2 OY verwendet werden, in denen R'1 eine Alkenylgruppe und Y ein Wasserstoffatom oder niedere Alkylgruppe bedeuten.12« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester-Baumwoll-Stoff mit einer wässrigen Lösung eines209847/1177-Mi-N-Methylol-alkenyl-phosphon'o-propionamids behandelt, getrocknet, gehärtet und die in die zellulcsehaltige Komponente eingeführten Alkenylgruppen anschließend broirlert werden.13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphono-propionamid N-Methylol-3-(diallyl-phosphono)~ propionamid verwendet wird.IM. Verfahren nach Anspruch 12, »dadurch gekennzeichnet, daß die Bromierung durch Imprägnieren des Textilmaterials mit einer Bromlösung durchgeführt wird. . .15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als ungesättigte Verbindung N-Methylol-allyl-carbamat oder N-Methylol-acrylamid verwendet wird.16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ungesättigte Verbindung ein Allylhalogenid verwendet und die allylierte zellulosehaltige Komponente bromiert wird.si:kö209847Π 177
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