DE2242683A1 - Verfahren zur herstellung von phosphorhaltigen kondensationsprodukten, die produkte und ihre verwendung als flammschutzmittel - Google Patents
Verfahren zur herstellung von phosphorhaltigen kondensationsprodukten, die produkte und ihre verwendung als flammschutzmittelInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von phosphorhaltigen Kondensationsprodukten,, die Produkte und ihre Verwendung als Flammschutz-
mittel.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Kondensationsprodukten aus
Hydroxymethylphosphoniumverbindungen und Cyanamid. dadurch gekennzeichnet,, dass man (a) ein Mol einer Tetrakis- (hydroxymethyl)-phosphoniumverbindung
mit (b) 0,02 bis Oj5 Mol,
vorzugsweise 0Λ1 bis 0,5 Mol Cyanamid bei 40 bis 120 C,
gegebenenfalls in Gegen-
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ORIGINAL INSPECTED
wart von Formaldehyd oder einem Formaldehyd abgebenden Mittel und gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten organischen
Lösungsmittels kondensiert, gegebenenfalls anschliessend
bei Temperaturen von 100 bis 15O C weiterkondensiert
und gegebenenfalls freie Hydroxylgruppen mindestens
teilweise mit mindestens einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen veräthert und gegebenenfalls die
Salze der Kondensationsprodukte in die entsprechenden Hydroxyde überführt. ,,/a
Die Kondensation wird vorzugsweise bei 7 0 bis !
C in einem inerten organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch durchgeführt. Geeignet sind hierbei vor
allem aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Toluol, o-, rn- oder p-Xylol oder ein Gemisch davon, oder auch
Xylol— Toluol-, Xylol-Benzol- oder Xylol-Decahydronaphtalin-Gemische.
Bevorzugt wird die gegebenenfalls anschliessende Weiterkondensation bei 125 bis l40° C oder
insbesondere etwa 135 C, d.h. dem Siedepunkt des Lösungsmittels bzw. Lösungsmittelsgemisches, durchgeführt.
Daneben ist es aber auch möglich, die Kondensation in Abwesenheit eines inerten organischen Lösungsmittels
durchzuführen, indem z.B. bereits hergestelltes Kondensationsprodukt als Lösungsmittel dient oder indem
in der Schmelze kondensiert wird.
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Zweckmässig geht man so vor, dass man die Tetrakis- (hydroxymethyl)-phosphoniumverbindung, welche in der
Regel als wässerige Lösung vorliegt, zusammen mit der Komponente (b), gegebenenfalls in einem Lösungsmittel^
zum Sieden erhitzt und das V/asser abdestilliert. Als Tetrakis- (hydroxymethyl ^phosphoniumverbindungen kommen vor
allem Salze und das Hydroxyd in Betracht.
Unter den verwendeten Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumsalzen werden die Halogenide, wie z.B das
Bromid oder insbesondere das Chlorid bevorzugt. Das Tetrakis- (hydröxymethyl)-phosphoniumchlorid wird nachfolgend
THPC genannt.
Sofern das Tetrakis-(hydroxymetbyl)-phosphoniumhydroxyd
(THPOH) als Ausgangsprodukt verwendet wird, wird dieses zweekmässig vorher durch Neutralisation in wässeriger
Lösung mit einer Base, z.B. Natriumhydroxyd aus einem entsprechenden Salz. z.B. THPC und nachfolgender Entwässerung
hergestellt.
Der gegebenenfalls mitverwendete Formaldehyd liegt vorzugsweise als wässerige Lösung vor. Als Formaldehyd
abgebendes Mittel kommt vor allem Paraformaldehyd in Betracht.
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Die gegebenenfalls durchzuführende Verätherur.g des Kond'ensationsproduktes, das noch freie Hydroxylgruppen'
enthält, wird z.B. mit n-Butanol, n-Propar.ol, Aethanol
oder insbesondere Methanol vorgenommen. Vorzugsweise v;ird
dabei in saurem Medium gearbeitet.
Bei den gegebenenfalls bei der Kondensation rcitverwendeten
sauren Katalysatoren handelt es sich vorzugsweise um sauer wirkende Salze (LEWIS-Säuren) wie Magnesiumchlorid,
Eisen-III-chlorid, Zinknitrat oder Bortrifluorid/
Diethylether. Insbesondere bei der Kondensation mit THPOH ist die Mitverwendung dieser Katalysatoren empfehlenswert.
. ... : ,.
Nach beendigter Kondensation und gegebenenfalls Verätherung können die Salze der Kondensationsprodukte auch
ganz oder teilweise in ihre entsprechenden Hydroxyde übergeführt werden, was in der Regel durch Zusatz von starken
Basen,wie Alkali- oder Erdalkalihydroxyden,z.B. Natriumhydroxyd,
Kaliumhydroxyd oder Calciumhydroxyd, ferner auch Natriumcarbonat, gemacht wird* Die Basenmenge wird dabei
zweckmässig so bemessen, dass der p„-Wert der Reaktionsmischung
etwa 5 bis 8 beträgt. Diese UeberfUhning erfolgt
zweckmassig im Applikationsbad.
Manchmal weisen die Endprodukte einen unangenehmen Geruch, hervorgerufen durch flüchtige, niedermolekulare
dreiwertige Phosphorverbindungen, z.B. Phosphine wie Trihydroxymethylphosphin, auf. Dieser Geruch kann
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durch eine oxydative Nachbehandlung des Kondensationsproduktes, z.B..durch Einleiten von Luft oder Sauerstoff, in
die Reaktionsmischung oder durch Zugabe von Oxydationsmitteln wie Wasserstoffperoxyd oder Kaiiumpersulfat, beseitigt
werden. ·
Die Kondensationsprodukte werden zum Flammfestmachen von organischem-Fasermaterial., insbesondere Textilien
verwendet. Zweckmässig wird dabei so verfahren, dass man auf diese Materialien eine wässerige Zubereitung aufbringt,
die mindestens
1) ein Kondensationsprodukt der angegebenen Art und
2) eine polyfunktionelle Verbindung, die von den Kondensationsprodukten gemäss 1) verschieden ist,
enthält, die so behandelten Materialien nach dem Thermo-, Feuchtlager-, Nasslager- oder Ammoniakfixierverfahren fertig
stellt. Das Thermofixierverfahren wird bevorzugt.
Bei der Komponente 2) handelt es sich vorzugsweise um polyfunktionelle Epoxyde oder vor allem um polyfunktionelle
Stickstoffverbindungen. Als Epoxyde kommen vor allem bei Zimmertemperatur flüssige Epoxyde mit mindestens
zwei. Epoxydgruppen, welche sich vorzugsweise von mehrwertigen Phenolen ableiten, in Frage. Polyfunktionelle
Stickstoffverbindungen sind-z.B. Polyalkylenpolyamine
oder insbesondere Aminoplastbildner oder Aminoplastvor- . kondensate» Die letzteren werden bevorzugt.
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Unter Aminoplastbildnern werden lnethylolierbare Stickstoffverbindungen und unter Aminoplastvorkondensaten
werden Additionsprodukte von Formaldehyd an methylolierbare Stickstoffverbindungen verstanden. Als Aminoplast bildner
bzw. als rhethylolierbare Stickstoffverbindungen seien genannt; .
1,3,5-Aminotriazine wie N-substituierte Melamine, z.B.
.N-Butylmelamin, N-Trihalogenmethylmelamine, Triazene,
sowie Ammelin, Guanamine, ζ. „Β. Benzoguanamine, Acetoguanamine
oder auch Diguanamine.
Weiter kommen in Frage: Cyanamid, Acrylamid, Alkyl-
oder Arylharnstoff und -thioharnstoffe, Alkylenharnstoffe
oder -diharnstoffe, z.B. Harnstoff, Thioharnstoff, Urone,
Aethylenharnstoff, Propylenharnstoff, Acetylendiharnstoff
oder insbesondere 4,5-Dihydroxyimidazolidon-2- und Derivate davon, z.B. das in 4-Stellung an der Hydroxyl
gruppe mit dem Rest -CH2CH2CO-NH-CHpOH substituierte 4,5-Dihydroxyimidazolidon-2.
Bevorzugt werden die Methylolverbindungen eines Harnstoffes, eines Aethylenharnstoffes
oder des Melamins verwendet. Wertvolle Produkte liefern im allgemeinen möglichst hoch, insbesondere aber auch nieder
methylolierte Produkte. Als Aminoplastvorkondensate eignen sich sowohl vorwiegend monomolekulare als auch höher vorkondensierte
Aminoplaste.
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Auch die Aether dieser Aminoplastvorkondensate können Zusammen mit den Umsetzungsprodukten verwendet werden.
Vorteilhaft sind. z.B. die Aether von Alkanolen wie Methanol.. Aethanolj n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol oder
Pentanolen. Zweckmässig ist es jedoch, wenn diese Aminoplastvorkondensate
wasserlöslich sind, wie z.B. der Pentamethylolmelamir.dimethyläther.
Bei den; flammfest auszurüstenden organischen Fasermaterialien handelt es sich z.B. um Holz, Papier, Pelze,
Pelle oder vorzugsweise um Textilien. Insbesondere werden
dabei Fasermaterialien aus Polyamiden, Cellulose, Cellulose-Polyester
oder Polyester flammfest gemacht, wobei Gewebe aus Wolle, Polyester oder Mischgewebe aus Polyester-Cellulose,
worin sich der Polyesteranteil zum Celluloseanteil
wie 1:4 bis 2:1 verhält, bevorzugt sind. Es kommen also z.B. sogenannte 20/80, 26/74, 50/50 oder 67/33 Polyester-Cellulose
-Mischgewebe in Betracht.
Die Cellulose oder der Celluloseanteil des Fasermaterials stammt z.B. von Leinen, Baumwolle, Kunstseide
oder Zellwolle. Neben Polyester-Cellulose-Fasermischungen kommen auch Fasermischungen von 'Cellulose mit natürlichen
oder synthetischen Polyamiden in Betracht. Vor allem auch Fasermaterialien aus Wolle können mit den Polykondensationsprodukten
gut flammfest gemacht werden.
0 9 8 11/118
Die wässerigen Zubereitungen zum Flammfestmachen der organischen Fasermaterialien enthalten in der Regef
bis 600 g/l, vorzugsweise 350 bis 450 g/l der Komponente
(1) und 20 bis 200 g/l, vorzugsweise h0 bis 120 g/l der
Komponente (2). Die Zubereitungen weisen meist einen sauren bis neutralen bzw. schwach alkalischen p„-Wert auf.
Die Zubereitungen zum Flammfestmachen können gegebenenfalls noch weitere Zusätze enthalten. Zur Erzielung
einer grösseren Substanzauflage auf Geweben ist z.B. ein Zusatz von 0,1 bis 0,5 /oo eines hochmolekularen PoIyäthylenglykols
vorteilhaft. Den Zubereitungen können weiter die üblichen Weichmacher beigesetzt werden, z.B. eine
oder/
wässerige Polyäthylen-ZSiliconölemulsion.
wässerige Polyäthylen-ZSiliconölemulsion.
Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeiten der Fasern können den Zubereitungen auch geeignete Copolymerisate
beigegeben werden, z.B. Copolymerisate aus N-Methylolacrylamid oder auch kationaktive Copolymerisate.
Vorteilhaft sind hierbei z.B. wässerige Emulsionen von Copolymerisäten aus
a) 0,25 bis 10# eines Erdalkalisalzes einer α,β-äthylenisch ungesättigten Monocarbonsäure,
b) 0,25 bis 30Ji eines N-Methylolamides oder
N-Methylolamidäthers einer α,ß-äthylenisch
ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäure und
c) 99*5 bis 605ε mindestens einer anderen copolymerisierbaren
Verbindung
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enthält. Diese Copolymerisate und ihre Herstellung sind bekannt. Durch die Mitverwendung eines solchen Copolymerisates
kann die Reissfestigkeit und Scheuerfestigkeit des behandelten Fasermaterials günstig beeinflusst v/erden.
Setzt man der Zubereitung noch ein Polymerisat
der angegebenen Art zu, so geschieht dies vorteilhaft in kleinen Mengen, z.B. 1 bis 10 %, bezogen auf die Menge des
Kondensationsproduktes. Dasselbe ist von einem allfälligen Weichmacher zu sagen, wo die entsprechenden Mengen ebenfalls
1 bis 10 % betragen können.
Ein Zusatz von Härtungskatalysatoren wie z. B. Ammoniumchlorid, Ammoniumdihydrogenorthophosphat, Phosphorsäure,
Magnesiumchlorid,-Zinknitrat ist auch möglich, doch meist nicht erforderlich.
Der pH-Wert an Zubereitungen betragt in der Regel 2 bis 7,5, vorzugsweise 4 bis 7 und wird auf übliche
Weise durch Basen-bzw. Säurenzugabe eingestellt.
Ein Zusatz von Puff er substanzen. z.B. NaIICO-,
Di« und Trinatriumphosphat, Triäthanolamin kann auch vorteilhaft sein.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit der Flammfestausrüstungen und zur Erwirkung eines weichen Griffes kann
es vorteilhaft sein, den wässerigen Zubereitungen haiogenierte Paraffine in Kombination mit einer Polyvinylhalozuzusetzen.
Zubereitungen werden nun auf die Pasermate-
Zubereitungen werden nun auf die Pasermate-
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rialien aufgebracht, was in an sich bekannter V/eise ausgeführt
werden kann. Vorzugsweise arbeitet man mit Stückware und imprägniert diese auf einem Foulard, das mit der
Zubereitung bei Raumtemperatur beschickt wird.
Beim bevorzugten Thermofixierverfahren muss nun
das so imprägnierte Fasermaterial getrocknet und einer V.'ärmebehandlung unterzogen werden. Zweckmässig wird bei Temperaturen
bis zu 100°C getrocknet. Hierauf v/ird das Material einer V/ärmebehandlung bei Temperaturen oberhalb 100°C, z.B.
100 bis 200°C, vorzugsweise 120 bis l80°C unterworfen, deren Dauer umso kurzer sein kann, je höher die Temperatur ist.
Diese Dauer des Erwärmens beträgt z.B. 30 Sekunden bis 10
Minuten.
Verfährt man nach dem Feuchtfixierverfahren, so wird das Gewebe zuerst auf eine Restfeuchtigkeit von etwa
5 bis 20 % getrocknet und hierauf während 12 bis 48 Stunden
bei etwa 40 bis 60 C gelagert, gespült, gewaschen und getrocknet. Beim Nassfixierverfahren geht man.ähnlich vor, mit
dem Unterschied dass man das vollständig nasse Fasermaterial lagert.· Beim Ammoniakfixierverfahren wird das behandelte Fasermaterial zuerst im feuchten Zustand mit Ammoniak begast
und ansahliessend getrocknet.
Eine Nachwäsche mit einem säurebindenden Mittel, vorzugsweise mit wässeriger Natriumcarbonatlösung, kann bei
stark saure* Reaktlonpsedlum zweckmässig sein.
Die Prozente und Teile in den nachfolgenden Beispielen sind Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozente. Volumorteile
verhalten sich zu Gewichtsteilen wie ml. zu g
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ClBA-GEiGYAG
Beispiel 1
In einem Rührgefäss von 500 Raumteilen Inhalt, welches mit Wasserabscheider und Thermometer versehen ist,
werden 2l\h Teile einer 7&%Lgen wässerigen THPC-Lösung
(1 Mol. THPC), 10,5 Teile Cyanamid (0,25 Mol) und 200 Teile
eines Xylol-Isomerengemisches unter raschem Rühren zum
Sieden erhitzt. Bei einem Siedepunkt von 102° C beginnt die azeotrope Entfernung des Wassers aus der wässerigen
THPC-Lösung. Nach der Entfernung dieses Wassers (53*5
Teile) beträgt die Siedetemperatur des Xylols I30 C.
Durch zusätzliche Behandlung bei I30 C werden nun weitere
22 Teile Wasser azeotrop entfernt, worauf das Kondensationsprodukt eine hochviskose Masse bildet. Man
kühlt auf 90 C ab, löst das Produkt durch Zugabe von
200 Teilen Wasser und saugt das Xylol weitgehend ab. Die wässerige Lösung wird im Vakuum bei 70 C vollständig
eingedampft. Man erhält 168 Teile eines hochviskosen,
farblosen Kondensationsproduktes, welches in wässeriger Lösung mit Ammoniak eine starke Fällung ergibt.
Die Analyse ergibt einen P-Gehalt von 17,2$
und einen N-Gehalt von 3,7Ji- . ,
Das Infrür'otspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden:
3 0 9 8 11/118 3
Breite | Bande | bei | ca. | 3200 | cm | stark |
Scharfe | 11 | It | 2910 | ti | schwach | |
Breite Schulter | Il | It | 285O | Il | mittel-stark | |
Breite " | Il | It | 2620 | Il | mittel | |
Breite " | Il | it | 235O | ti | schwach | |
Scharfe | Il | tt | 2170 | 11 | schwach | |
Scharfe | It " | ti | 2070 | 11 | schwach | |
Breite | ti | It | 1640 | ti | mittel | |
Breite | ti | ti | 1540 | It | mittel | |
Breite | ti | ti | 1410 | 11 | mittel | |
Scharfe | ti | ti | 1300 | Il | mittel | |
Breite | It | Il | 1260 | It | schwach | |
Breite | It | tt | II60 | tt | mittel | |
Scharfe | It | It | ca. | 1100 | 11 | schwach |
Scharfe | tt | ti | ca. | 1040 | Il | stark |
Breite | It | It | ca. | 920 | It | mittel-stark |
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CIBA-GEIGYAG
In einem Rührgefäss von 500 Raumteilen Inhalt,
welches mit Thermometer und Rückflusskühler versehen ist, werden 2^4 Teile einer 7ß^igen wässerigen Lösung von
THPC (1 Mol THPC) und 1.0,5 Teile Cyanamid (0,25 Mol)
während 2 Stunden bei 100 bis 105 C Innentemperatur
behandelt. Am Anfang der Behandlung steigt die Temperatur vorübergehend auf 110 C an. Nach beendigter Behand
lung wird das V/asser im Vakuum bei 70° C entfernt.
Man erhält 199 Teile eines niederviskosen, farblos klaren Vorkondensates.
Die Analyse ergibt, einen P-Gehalt von 15
und einen N-Gehalt von 3*4$.
Das Infrarotspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden:
0 9 0 11/118
-ι
Breite | Bande | bei ca. | 3200 | cm | stark |
Scharfe | Il | It | 2920 | ti | schwach |
Breite Schulter | Il | It | 2850 | ti | mittel-stark |
Breite | Il | Il | 2620 | tt | mittel |
Breite Schulter | It | It | 2350 | It | schwach |
Scharfe | Il | It | 2070 | It | schwach-mittel |
Breite | Il | Il | i64o | tt | mittel |
Breite | ti | It | 1550 | Il | mittel |
Breite | It | Il | 1410 | It | mittel |
Scharfe | ti | It | ^ 1295 | It | sehwach |
Scharfe | It | Il | 1260 | It | schwach |
Breite | Il | Il | 1190 | It | schwach |
Scharfe | It | It | ■ 1040 | ti | stark |
Breite | Il | Il | 920 | tt | mittel |
3098 11/
Man arbeitet wie in Beispiel 2 beschrieben, jedoch verwendet man 21 Teile Cyanamid (0,5 Mol).
Man -erhält I85 Teile eines gelblichen, viskosen
Vorkondensates.
Zwecks besserer Handhabung bei der Weiterverwendung wird das Produkt wieder mit Wasser auf
Aktivsubstanzgehalt verdünnt.
Das Infrarotspektrum dieses | » | Bande | bei ca. | 32OO cm"1 | Produktes zeigt |
folgende Banden: | 11 | ti | 2920 " | ||
Breite | I! | ti | 2850 n | stark | |
Scharfe | ti | tt | 2650 " | schwach | |
Breite Schulter | It | It | 2550 ■" | mittel-stark | |
Breite " | It | ti | 2070 " | mittel | |
Breite " | ti. | Il | 1640 " | schwach | |
Scharfe - | Ii | Il | 1550 " | schwach | |
Breite | Il | Il | i4oo " | mittel | |
Breite | Il | Il | 1290 " | mittel | |
Breite | ti | II | 1260 " | . mittel | |
Breite Schulter | Il | Il | 1190 " | mittel | |
Scharfe | Il | ti | io4o " | schwach | |
Breite | ti | ti | 890 " | mittel-schwach | |
Scharfe | stark | ||||
Breite | mittel |
3098 11/1183
Man arbeitet wie in Beispiel 2 beschrieben, jedoch werden noch zusätzlich 21 Teile 37 $-ige wässerige
Formaldehydlösung (O125 Mol) eingewogen.
Nach beendigtem Umsatz wird auf Raumtemperatur gekühlt. Das Reaktionsprodukt ist eine klare farblose
Lösung, welche 74 % Aktivsubstanz enthält.
Das Infrarotspektrum dieses Produkte zeigt folgende Banden:
Breite | Bande | bei | ca. 3200 | cm | stark |
Scharfe | ti | tt | 2920 | ti | schwach |
Breite Schulter | ti | tt | 2850 | Il | mittel |
Breite " | It | ■ it | 2620 | tt | mittel |
Breite " | ti | It | 2350 | Il | schwach |
Scharfe | ti | It | 2070 | Il | schwach |
Breite | ti | tt | 1640 | Il | mittel |
Breite | tt | ti | 1540 | ti | mittel |
Breite | ti | tt | 1410 | ti | mittel |
Scharfe | ti | tt | 1295 | ti | schwach |
Scharfe | ti | tt | 126O | It | schwach |
Breite | ti | ti | 1190 | It | schwach |
Breite Schulter | ti | It | 1100 | tt | schwach |
Scharfe | tt | ti | 1040 | tt | stark |
Breite | ti | ti | 89O | tt | mittel |
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Beispiel 5
In einem Rührgefäss von 500 Raumteilen Inhalt 3
welches mit Thermometer und Rückflusskühler versehen ist, werden 244 Teile einer 78/&igen wässerigen Lösung von
THPC (l Mol) mit 55,6 Teilen 30^iger Natriumhydroxydlösung
auf einen p„-Wert von 7*2 neutralisiert und anschliessend
21 Teile Cyanamid (0^,5 Mol) zugegeben. Hierauf
wird während 2 Stunden bei 100 bis 110 C Innentemperatur kondensiert. Nach dem Abkühlen erhält man
ein gelbes, klares niederviskoses Vorkondensat/ welches 63/0 Aktivsubstanz enthält.
Das Infrarotspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden:
Breite Bi Breite " Breite Schulter "
Breite Schulter " Breite Schulter " Scharfe " Breite "
Breite' " Breite " Scharfe "
-1
3240 | cm | stark |
2910 | 11 | schwach |
2850 | tr | mittel |
2640 | (I | mittel |
2360 | tt | mittel |
2080 | It | mittel |
1640 | 11 | mittel-stark |
1545 | Il | mittel |
1400 | Il | mittel |
I3OO | Il | schwach-mittel |
30981 1/1183
Breite Bande bei 11J0 cm mittel
Scharfe " " 1040 " mittel-stark
Scharfe Schulter" " 920 " mittel
Breite " " 885 " schwach
In einem Rührgefass von 500 Raumteilen Inhalt,
welches mit Wasserabscheider und Thermometer versehen ist, werden 244 Teile einer 78 ^-igen wässerigen THPC-Lösung
(1 Mol), 10,5 Teile Gyanamid (0,25 Mol) und 200 Teile Benzol unter raschem Rühren zum Sieden erhitzt.
Innerhalb 8 Stunden werden bei einem Siedepunkt von 75 bis 78 C insgesamt 57*5 Teile Wasser azeotrop entfernt.
Eine weitere V/asserabscheidung wird nicht beobachtet. Das Reaktionsprodukt ist eine sehr hochviskose Masse.
Das Benzol wird dann weitgehend abgesaugt, und das Harz in 200 Teilen Wasser gelöst. Die wässerige
benzolhaltige Lösung wird im Vakuum bei etwa 70 C vollständig eingedampft. Man erhält 194 Teile eines
viskosen Kondensationsproduktes, welches zwecks besserer Handhabung mit V/asser auf 80. # Aktivsubstanzgehalt
verdünnt wird.
Das Infrarotspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden:
309811/1183
Bande | Il | bei ca. | 3200 | cm" | 2242683 | stark | |
Breite | Il | ti | 2920 | It | schwach | ||
Scharfe | Il | It | 2350 | It | mittel | ||
Breite Schulter | It | ti | 2620 | It | mittel | ||
Breite Schulter | Il | ti | 2070 | It | schwach | ||
Scharfe | It | Il | l64o | ti | mittel | ||
Breite | Il | ti | 1550 | It | mittel | ||
Breite | Il | It | 1415 | Il | mittel | ||
Breite | Il | It | 1300 | Il | schwach | ||
Scharfe | Il | It | 1260 | Il | schwach | ||
Scharfe | It | It | 1190 | It | sehwach | ||
Breite | 11 | It | 1040 | Il | stark | ||
Scharfe | Scharfe Schulter11 | It | 920 | ti | mittel | ||
Breite Schulter | It | ••/880 | It | mittel | |||
1/1183
In einem Rührgefäss von 500 Raumteilen Inhalt,
welches mit Rückflusskühler und Thermometer versehen ist, werden 190,5 Teile (1 Mol) kristallisiertes wasserfreies
THPC und 0,84 Teile (0,02 Mol) Cyanamid während 2 Stunden
bei 105 - 110°C Innentemperatur in Schmelze kondensiert. Nach dem Erkalten erhält man I90 Teile farbloses wachsartiges
Kondensationsprodukt.
Das Infrarotspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden: Breite Bande bei οε
Scharfe " . " Breite Schulter " " Breite Schulter " "
Scharfe " " Breite
Breite " " . Scharfe " "
Scharfe " " Scharfe Schulter" "
Breite Schulter " "
-1
3200 | cm | stark |
2920 | ti | schwach |
2830 | Il | mittel |
2610 | ti | mittel |
2070 | ti | schwach |
1630 | It | mittel |
1430 | It | mittel |
1300 | It | schwach |
1040 | ti | stark |
920 | It | mittel |
880 | It | mittel |
30981 1/1183
- 21 Beispiel 8
176 Teile eines Kondensates hergestellt gemäss
Beispiel 7 werden in der gleichen Apparatur in 100 Teilen !!ethanol gelöst, mit 0,1 Teilen 36 Ja-iger wässeriger Salzsäure
versetzt und während 30 Minuten'bei Rückflusstemperatur
(64-65°C) veräthert. Hierauf kühlt man auf 50°C ab und entfernt im Vakuum unter Rühren das überschüssige Methanol
bis zur Gewichtskonstante.
Man erhält 207 Teile eines gelblichen Produktes, welches teilweise kristallisiert
Das Infrarotspektrum dieses Produktes zeigt folgende Banden:
Breite | Bande | bei ei | 5. 3240 | cm | stark |
Scharfe | tt | It | 292O | 11 | schwach |
Breite Schulter | It | tt | 285O | tt | mittel |
Breite | tt | tr | 2620 | If | mittel |
Breite Schulter | tt | 11 | 247O | It | schwach |
Breite Schulter | tt | It | 235O | tt | schwach |
Scharfe | 11. | " | 2070 | tt | schwach-mittel |
Breite | Il | tt | I63O | tt | mittel-stark |
Breite :c>--·/ | „ | » | 1420 | tt | mittel-stark |
Scharfe | It | It | 1295 | It | schwach |
'Breite | It | U | 1195 | It | schwach |
Scharfe | tt | It | io4o | tt | mittel-stark |
Scharfe Schulter | tt | ti | 920 | It | mittel |
Breite Schulter | It | It | 880 | tt | sehwach-mittel |
30981 1/1183
Beispiel 9
Gewebe aus Polyester/Baumwolle 67:33 (PES/CO),
Polyester (PES), Baumwollserge (CO) und V/o 11 gabardine (V.') werden mit den Flotten der nachfolgenden Tabelle
foulardiert, bei 80 bis 100° C getrocknet und anschliessend während 5 Minuten bei 150° C gehärtet (Thermofixierverfahren).
Neben dem Thermofixierverfahren kann man auch nach dem Ammoniakfixieryerfahren vorgehen. Das
foulardierte Gewebe wird bei 80° C getrocknet (nicht
vollständig), 5 Minuten mit Ammoniak begast, dann in einer Flotte, die 3OO ml einer 24^igen v/ässerigen
Ammoniaklösung irn Liter enthält, foulardiert und nach einer Verweilzeit von 5 Minuten an der Luft bei etwa 80 C getrocknet.
Ammoniaklösung irn Liter enthält, foulardiert und nach einer Verweilzeit von 5 Minuten an der Luft bei etwa 80 C getrocknet.
Das WoIl- und das Polyestergewebe werden Minuten bei kO C in einer Flotte gewaschen, welche im
Liter 4 g Natriumcarbonat und 1 g einer 25#igen wässerigen
Lösung eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol p-tert.-Nonylphenol und 9 Mol Aethylenoxyd enthält. Anschliessend
wird gespült und getrocknet.
Das Polyester-Baumwollgewebe bzw. das Baumwollgewebe werden 5 Minuten bei 60 C bzw. 5 Minuten bei
95° C mit einer Flotte gewaschen, die im Liter 5 ml
30981 1/1183
Wasserstoffsuperoxyd (35 %)? 5 S wässerige Natriumhydroxydlösung
(30 %) und 1 g einer 25 $-igen wässerigen Lösung
eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol p-tert.-Nonylphenol
und 9 Mol Aethylenoxyd enthält. Anschliessend wird gespült und getrocknet.
Die Gewebe werden dann bis zu 4θ mal während
45 Minuten und bei Temperaturen von 40 C, 60 C oder 95 C
iji einer Haushaltwaschmaschine gewaschen, in einer Flotte,
die h g/l eines Haushaltwaschmittels enthält. (SNV-I98861-Wäsche).
Die einzelnen Gewebe werden dann auf ihre Flammfestigkeit geprüft (Vertikaltest DIN 53906; Zündzeit
6 Sekunden, Unbehandelte Gewebe brennen ab.
Für reines Polyestergewebe wird die Prüfung der Plammfestigkeit nach der AATCC Test Method 34-1969
durchgeführt. Der Fixiergrad gibt die Menge des Flammsehutzmittels
nach der Nachwäsehe in Prozenten der ursprünglichen Aufnahme an.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellt.
30981 1/1183
co
CD
OO
CD CO
Bestandteile Produkt geraäss Beispiel 1 g/l Dirne thylol- melamin g/l Kondensations- produkt g/l P11 -Wert der Flotte (mit NaOH einge stellt) Flottenaufnahme % Fixiergrad % |
Behandelt mit Flotte | A | PES | CO | W | B | CO | W |
Thermofixierverfahren | 43O 120 5,5 80 81 |
189 96 5,5 ' 80 81 |
325 70 2 5,5 66 68 |
Ammoniakfixierverfahren | 250 2 5,5 • 77 |
325 2 5,5 68 69 |
||
PES/CO | PES/CO | |||||||
440 103 5,5 73 75 |
440 2 . 5,5 73 88 |
J=-
Kondensationsprodukt aus p.tert.-Nony!phenol + 9 Mol Aethylenoxyd
r-o
GO CO
Weiterbrennzeit [Sek. | PES | CO | ·] / Einreisslange | [cm. ] | CO | W | i | |
Flammfestigkeit | Thermoflxierverfahren | 3/13,5 | 0/7 | 0/4,5 | 0/2 | |||
Nach der Nachwäsche | PES/CO | - | ■ W | Ammoniakfixierverfahren | - | 0/1,5 | ||
Nach 5. Wäschen (4o°C) | 0/12 | - | 0/4 | PES | - | 6/6 | ||
■ Nach 10 Wäscher^ 40°C) | - | - | 0/8. | 0/3 | 0/11,5 | . 0/5 | - | |
Nach 20 Wäschen(60°C) | - | - | 0/7, | 9/7 | - | 0/5 | ||
Nach 40 Wäschen(60°C) | 0/10,5 | - | - | |||||
0/8,5 | Ad | 0/11>5 | ||||||
0/10 . |
Bestandteile (g/l) | Behandelt mit Flotte | B | PES/CO | PES | CO | C | PES | D | PES | E | PES | F | |
440 | 432 | 189 | PES/CO | - | PES/CO | — | PES/CO | _ | PES/CO | ||||
Produkt gemäss Bei spiel 2 |
- | - | - | - | 685 | - | - | — | - | _ | |||
Produkt gemäss Bei spiel 3 |
- | - | - | 65Ο | - | - | 78Ο | - | - | - | |||
Produkt gemäss Bei spiel 4 |
- | 745 | - | 850 | - | ||||||||
Produkt gemäss Bei spiel 5 |
- | - | - | - | - | ■ 655 | - | ||||||
309 | Produkt gemäss Bei spiel 6 |
103 | 120 | 96,5 | - . | 120 | - | 120 | - | 120 | 485 | ||
U) | Dimethylolmelamin | - | _ | '96,5 | 0,5 | 96,5 | 72,5 | 96,5 | |||||
Kondensationsprodukt ) | - | - | - | ||||||||||
OO | Silieonölemulsion(40#) | 5,5 | 5,5 | 5,5 | _ | 5,6 | 5,5 | 5,5 | |||||
CO | pv-Wert der Flotte (mit NaOH eingestellt) |
70 | 90 | 80 | 5,9 | 80 | 5,5 | 75 | 5,5 | 70 | 5,5 | ||
^lottenaufnahire {%) | 69 | 75 | 84 | 75 | 78 | 75 | 73 | 70 | 60 | 75 | |||
9 | ^ixiergrad {%) | 75 | 66 | 68 | 73 | ||||||||
3 | |||||||||||||
siehe Tabelle 1
ro cn co co
I | Flamir.festigkeit | Weiterbrennzeit [Sek] / Einreisslange | B | PES/CO | PES | CO | C | PES | D | [cm] | • | E | PES | F · | |
0/11 | 13/12,5 | 0,75 | PES/CO. | 3/12,5 | PES/CO | PES/CO | 6/14,5 | PES/CO | |||||||
Nach der Nachwäsche | 0/9,5 | _ | _ | 0/9,5 | — | 0/14 | PES - | 0/11 | - | 0,10,5 | |||||
Nach 20 Wäschen(60°C) | 0/9,5 | 0/11 | - | 0/10 | 0/8,5 | ||||||||||
0/9,5 | - | - | - | • | - | - | |||||||||
co | Nach 40 Waschen(600C) | 0/9,5 | 0/11 | .. - | •0/10 | ||||||||||
O
CD |
- | ||||||||||||||
OD |
OO
O &
ro
fs) cn
co
Gewebe aus Polyester/Baumwolle (PES/CO) 67:33 und 50:50 werden mit den Flotten der nachfolgenden Tabelle 3
foulardiert und dann wie folgt nachbehandelt:
a) Nach dem Thermofixverfahren wie in Beispiel 9 angegeben,
mit anschiiessender Wäsche bei 60 C wie in Beispiel 9 angegeben.
b) Teilweise nach dem Feuchtfixier- bzw. Feuchtlagerverfahren:
Nach Foulardieren bei 10%
Restfeuchtigkeit während 24 Stunden bis 50°C lagern, anschiiessend kalt mit Wasser spülen
und 5 Minuten in einem Bad, welches 4 g/l Natriumcarbonat und 1 g/l eines Kondensationsproduktes
aus 1 Mol p-tert. Nonylphenol und 9 Mol Aethylenoxyd enthält, waschen, dann spill en und
trocknen.
c) Teilweise nach dem Nassfixier- bzw. Nasslagerverfahren:
Nach Foulardieren während 24 Stunden bei 50°C nass lagern, anschliessend wie unter b) Spillen
und waschen.
Die Gewebe v/erden dann bei 60°C wie in Beispiel 9 angegeben bis zu 20 mal gewaschen und hierauf gemäss DIN 53 906 (Zündzeit
6 Sekunden) auf ihre Flammfestigkeit geprüft. Unbehandelte Gewebe brennen ab.
Die Ergebnisse sind in der umfolgenden Tabelle 3 zusammengestellt.
309811/1183
Bestandteile" | I | PES/CO 50 : | Behandelt | III | mit | III | PES/CO 67 | .1 ■ | : 35 | III ' |
g/l | T | 50 | P | N | I | II | P | |||
. T | τ | |||||||||
Produkt gemäss | 545 | - | - | - | ||||||
Beispiel 8 | 545 | - | ||||||||
Produkt gemäss | - | 550 | 550 | 550 | ||||||
Beispiel 5 | - | 550 | ||||||||
Di-Trimethylol- | 105 | 105 | 105 | 105 | ||||||
melamin | _■ | 105 | ||||||||
Tirimethylolmel- amindimethyl- äther (75 5&-ig) |
55 | 55 | 55 | M | 155 | 55 | ||||
SiIiconölemul sion (40 fo) |
5,5 | 4,5 | 4,5 | 55 | 55 | 4,5 | ||||
pH-Wert der Flotte |
■ 70 | 70 | 10 | 5,5 | 7 | 20 | ||||
57 | • 57 | 57 | 70 | 70 | 57 | |||||
50 | 50 | 50 | ■ 57 | 57 | 50 | |||||
50 | 50 | |||||||||
II | ||||||||||
T | ||||||||||
- | ||||||||||
550 | ||||||||||
155 | ||||||||||
Plottenaufnahme % | 55 | |||||||||
g Phosphor/kg Ge webe |
7 | |||||||||
g Stickstoff/kg Gewebe |
70 | |||||||||
57 | ||||||||||
50 | ||||||||||
O (O OD
Flammfestigke'it | 0/7,5 | : Weiterbrennzeit (Sek)/Einreisslänge (cm) | 0/8,5 | .0/9,5 | 0/10 | 0/10 | |
Nach der Nach | 0/5 | 0/7 | 0/9 | 0/8 | 0/7 | ||
wäsche | 0/7,5 | 0/7 | 0/7,5 | 0/6 | 0/7 | 0/8 | 0/7 |
Nach 1 Wäsche | 0/7 | 0/7 | 0/4 | 0/9 | 0/9 | 0/8 | 0/8 |
Nach 5 Waschen | 0/5 | 0/7 | |||||
Nach 20 Waschen I |
0/13 | 0/8 | |||||
T: Thermofixierverfahren (a)
F: Feuchtlagerverfahren (b) N: Nasslagerverfahren (c)
O
1
1
ro
ro cn
CD CO
Claims (33)
- - 31 PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von wasserlöslichen idensationsprodukten aus Hydroxymethyl-phosphoniumverbindungen und Cyanamid, dadurch gekennzeichnet, dass man 1 Mol einer Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumverbindung mit 0,02 bis 0,5 Mol Cyanamid bei 40 bis 120°C, gegebenenfalls in Gegenwart von Formaldehyd oder einem Formaldehyd abgebenden Mittel und gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels kondensiert, gegebenenfalls anschließend bei Temperaturen von 100 bis zu 150 C weiterkondensiert und gegebenenfalls freie Hydroxylgruppen mindestens teilweise mit mindestens einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen veräthert.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation bei 70 bis 1100C durchführt.
- 3.- " Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kondensation in Gegenwart mindestens eines inerten, aromatischen Kohlenwasserstoffes als Lösungsmittel durchführt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens ein Xylol als Lösungsmittel verwendet .3 0 9 8 11/118 3-52 -
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die beiden Ausgangsmateria lien in einem Molverhältnis von 1:0,1 bis 1:0,3 miteinander kondensiert.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> da durch gekennzeichnet, dass man ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumsalz oder -hydroxyd .verwendet.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass man ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumsalz verwendet.
- 8. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeich net, dass man ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumhalogenid verwendet.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumchlorid verwendet.
- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, dass man mit Methanol.veräthert
- 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man nach beendeter Reaktion die Salze der Kondensationsprodukte in die entsprechenden Hydroxyde überführt.. ·30981 1/1183
- 12. Die gemäss dem Verfahren einer der Ansprüche 1 bis 11 erhältlichen Kondensationsprodukte.
- 13. Verfahren zum Flammfestmachen von organischen Fasermaterialien , dadurch gekennzeichnet, dass man auf diese Materialien eine wässerige Zubereitung aufbringt, die mindestens(1) ein wasserlösliches Kondensationsprodukt aus einer Hydroxymethyl-phosphoniumverbindung und Cyanamid, welches dadurch erhalten wird, dass man 1 Mol einer -Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumverbindung mit 0,02 bis O55 Mol Gyanamid bei 40 bis 1200G, gegebenenfalls in Gegenwart von Formaldehyd oder einem Formaldehyd abgebenden Mittel und gegebenenfalls in Gegenwart eines- inerten organischen Lösungsmittels' . kondensiert, gegebenenfalls anschliessend bei Tem™ peraturen von 100 bis 150 C weiterkondensiert und gegebenenfalls freie Hydroxylgruppen mindestens teilweise mit mindestens einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen- verethert s und(2) eine polyfunktionelle Verbindung^ die von den Kondensationsprodukten gemMss (1) verschieden ist,enthalt, die so behandelten Materialien nach dem Thermo-, Feuchtlager-, Hasslager- oder Ammoniakfixierverfahren fertig stellt»
- 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet«, dass man die behandelten Materialien trocknet und einer Wärmebehandlung unterwirft,,30D811/1f13
- 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) die Konden-' sation bei 70 bis 110°C durchführt.
- 16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) die Kondensation in Gegenwart mindestens eines inerten, aromatischen Kohlenwasserstoffes als Lösungsmittel durchführt.
- 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) mindestens ein Xylol als Lösungsmittel verwendet.
- 18. Verfahren nach eine.m der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) die beiden Ausgangsmaterialien in einem Molverhältnis von 1:0,1 bis 1:0,3 miteinander kondensiert.
- 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumsalz oder -hydroxyd verwendet.
- 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumsalz verwendet.
- 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) ein Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumhalogenid verwendet.309811/1183
- 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) Tetrakis-(hydroxymethyl)-phosphoniumchlorid verwendet.
- 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, da durch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) mit Methanol verethert.
- 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Herstellung der Komponente (1) nach beendeter Reaktion die Salze der Kondensationsprodukte in die entsprechenden Hydroxyde überführt.
- 25. Verfahren nach Anspruch 149 dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (2) eine polyfunktionelle Stickstoffverbindung verwendet.
- 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (2) einen Aminoplastbildner oder ein Aminoplastvorkondensat verwendet.
- 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass man als Komponente (2) einen Methylolharnstoff oder ein Methylοlmelamin verwendet.
- 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial aus Polyamiden, Cellulose, Cellulose-Polyester oder Polyester flammfest gemacht wird.30981 1/1183
- 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , dass Gev7p.be aus Wolle, Polyester oder Mischgewebe aus Polyester-Cellulose flar.imfext gemacht werden,
- 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, das;? man das Fasermaterial bei Temperaturen bis zu 100 C trocknet und einer Wärmebehandlung oberhalb 100 C unterwirft.
- 31. Verwendung der Kondensationsprodukte gemMss Anspruch 12 zum Flammfestmachen von organischem Fasermaterial, insbesondere Textilien.
- 32. Die nach dem Verfahren gemMss einem der Ansprüche 13 bis 30 flammfest ausgerüsteten organischen Fasermaterialien.
- 33. Die zur Durchfuhrung des Verfahrens gemMss einem der Ansprüche 13 bis 30 verwendeten wasserigen Zubereitungen,3098 11/1183
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