DE2725715B2 - Verwendung eines Arylorganobromsilikons als Flammschutzmittel zum Ausrüsten von Textilgut - Google Patents
Verwendung eines Arylorganobromsilikons als Flammschutzmittel zum Ausrüsten von TextilgutInfo
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Description
χ für einen Mittelwert von 2 bis 3 steht,
y einen Wert von 1 bis 10 hat
R ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, ein Fluorkohlenwasserstoffrest mit
1 bis 18 Kohlenstoffatomen, ein Chlorkohlenwasserstoffrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
CH3 CH3 CH3
I I I
-OCH2CH2OSi-O-Si-O-Si — OCH2CH2O
I I I
CH3 CH3 CH3
worin χ die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, ist.
bzw. oder ein CyanokohlenwasserstorTrest mit 1
bis 18 Kohlenstoffatomen ist und
ζ einen Wert von 1 bis 26 bedeutet, zum Ausrüsten von Textilgut
ζ einen Wert von 1 bis 26 bedeutet, zum Ausrüsten von Textilgut
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammschutzmittel ein
Arylorganobromsilikon der Formel
Br,
Die Verwendung von Halogenverbindungen verschiedenster Art als Flammschutzmittel zum Ausrüsten
von Textilgut ist bekannt Dies gilt insbesondere für halogenierte organische Verbindungen.
Aus US-PS 37 91998 sind pastenartige härtbare
Organopolysiloxanmassen aus kohlenwasserstoffgruppenhaltigen
oder halogenkohlenwasserstoffhaltigen Organopolysiloxanpolymeren, flüssigen Organophosphaten,
wie Tributylphosphat, als Mittel gegen Strukturbildung, Organoperoxiden, wie Brs(2,4-dichlorbenzoyl)-peroxid,
als Härter und üblichen Füllstoffen bekannt, die gegebenenfalls auch im einzelnen nicht näher bezeichnete
Flammschutzmittel enthalten können. Zur Behandlung von entsprechendem Textilgut aus Baumwoll-,
WoIl-, Asbest-, Glas- oder Synthesefasern muß man diese Massen in flüssigem Zustand zuerst auf ein
ungrundiertes Textilgut aufbringen, darauf dann bei Temperaturen von bis zu etwa 100° C vulkanisieren und
das Ganze schließlich bei Temperaturen bis zu etwa 250° C härten. Dieses Verfahren stellt somit eine
aufwendige mehrstufige Arbeitsweise dar, und es sind in obiger US-PS weder allgemeine Angaben noch
Ausführungsbeispiele enthalten, die zeigen würden, welche Flammschutzmittel überhaupt eingesetzt und
mit welchem Erfolg verwendet werden könnten. Vorwiegendes Ziel der US-PS 37 91 998 ist daher auch
keine Flammfestausrüstung von Textilgut, sondern eine saubere und sichere Imprägnierung eines solchen
Materials mit einem Siliconkautschuk ohne Notwendigkeit einer Vorbehandlung des jeweiligen Textilguts mit
einem Grundiermittel oder Haftvermittler. Direkt und in einfacher Weise anwendbare Flammschutzmittel zur
Ausrüstung von textlien Fasermaterialien werden darin somit nicht beschrieben.
In JP-OS 73 01 475 wird ein Verfahren zur flammfesten, staubfesten und antistatischen Ausrüstung von
Textilgut auf Basis natürlicher, regenerierter oder synthetischer Fasern beschrieben, das in einer Behandlung
des jeweiligen Textilmaterial zuerst mit 3 bis 30 Gew.-% eines phosphor- und bzw. oder halogenhaltigen
flammhemmenden Mittels, wie
Tris(2,3-dibrompropyl)phosphat>
Tris(2-bromäthyl)phosphat oder
Trimethylphosphat,
Tris(2-bromäthyl)phosphat oder
Trimethylphosphat,
und anschließend mit 0,05 bis 2Gew.-% eines Organopolysiloxans unter abschließender Hitzehärtung
des Ganzen bei Temperaturen von 90 bis 190° C über eine Zeitdauer von 0,5 bis 10 Minuten besteht Zur
Erzeugung eines entsprechend ausgerüsteten Textilguts ist auch hiernach somit wiederum eine verhältnismäßig
aufwendige mehrstufige Arbeitsweise erforderlich, so daß sich hiernach Textilmaterialien nicht einfach durch
praktisch einstufige Behandlung, z. B. Imprägnierung, mit einem entsprechenden Flammschutzmittel flammfest
machen lassen.
Die bekannten Mittel und Methoden zur Flammfestausrüstung von Textilgut haben nun jedoch leider den
Nachteil, daß sie entweder zu wenig wirksam und bzw. oder kompliziert in ihrer Anwendung sind. Es besteht
daher Bedarf an einem gut wirksamen Mittel zum Flammfestmachen von Textilien, das zugleich auch in
einfacher Weise direkt angewandt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines obigen Eigenschaften entsprechenden Flammschutzmittels
zum Ausrüsten von Textilgut, und diese Aufgabe wird nun erfindungsgemäß durch die aus den Ansprüchen
hervorgehende Verwendung bestimmter Arylorganobromsilikone gelöst.
Es zeigte sich demnach nun, daß sich überraschenderweise
auch spezielle Arylorganobromsilikone als
Flammschutzmittel einsetzen lassen. Hierdurch wird die
Anzahl der auf dem Flammschutzgebiet verfügbaren Materialien bedeutend erhöht und der Fachmann in die
Lage versetzt, für die jeweiligen bestimmten Anwendungszwecke die hierzu am besten geeigneten Materialien
auszuwählen. Die einmalige Kombination aus Arylorganobromresten und SUikonresten bei den
erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sorgt darüber hinaus auch für bestimmte andere
ungewöhnliche Eigenschaften der damit ausgerüsteten Textilien, wobei das hierzu anzuwendende Verfahren
nur eine einfache Imprägnierung des jeweiligen Textilguts erfordert
Der Substituent R' kann bei den erfindungsgemäß zu
verwendender? Arylorganobromsilikonen mit der angeführten allgemeinen Formel, wie angegeben, Äthylen,
Propylen, Butylen oder eine (Combination hieraus sein. Es werden dabei solche Verbindungen bevorzugt, die im
Handel erhältlich sind, wobei der Substituent R'
insbesondere für Äthylen steht In jeder Arylorganobromeinheit können 1 bis 10 Einheiten der Formel RO
vorhanden sein, und dies bedeutet daß der Index y einen Wert von 1 bis 10 haben kann. Vorzugsweise liegt die
Anzahl der R'O-Einheiten jedoch im Bereich von 1 bis 5. Einzelbeispiele für Reste R in der genannten
allgemeinen Formel sind
2-Äthylhexyl, Decyl, Dodecyl.Octadecyl,
3,3,3-Trifluorpropyl,
3,3,4,4,5,5,5-Heptafluorpentyl,
alpha.alpha.alpha-Trifluortolyl,
4-Chlorbutyl, 2-Cyanoäthyl,
3-Cyanopropyl oder 1,3-Dicyanopheny}.
Von diesen Resten werden Methyl und Phenyl bevorzugt
Von diesen Resten werden Methyl und Phenyl bevorzugt
Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden Verbindungen können 1 bis 26 Einheiten der Formel R2SiO
vorhanden sein, und dies bedeutet, daß der Index ζ einen Wert von 1 bis 26 hat. Ein Material mit den günstigsten
Flammschutzeigenschaften ergibt sich im allgemeinen dann, wenn ζ für 1 bis 9 steht.
Die erfindungsgemäß benötigten Verbindungen lassen sich herstellen, indem man ein Bromarylcarbinol in
Gegenwart eines geeigneten Katalysators mit einem acetoxyendblockierten Siloxan umsetzt. Dieses Verfahren
wird in den Beispielen näher beschrieben. Andere Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen bieten
sich dem Fachmann automatisch an.
CH3
Die Arylorganobromsilikone der genannten allgemeinen Formel stellen Flammschutzmittel dar, und sie
lassen sich zu diesem Zweck in jeder geeigneten Weise, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen, Klotzen oder
Haltcwalzen, auf entsprechende Träger aufbringen. Die
Menge an auf die Träger aufgebrachten Aryloiganobromsilikonen ist abhängig von dem jeweiligen Träger
und dem gewünschten Effekt Gelegentlich kann es auch von Vorteil sein, wenn man die jeweiligen flammhemmenden
Verbindungen in den jeweiligen Träger während dessen Bildung direkt einarbeitet Die Menge
an zu verwendendem Arylorganobromsilikon beträgt
im allgemeinen 0,i bis 5,0 Gew.-%.
r> oben erwähnt, zur Rammschutzausrüstung der verschiedensten
Träger verwendet werden, insbesondere cellulosehaltiger Träger, wodurch diese Träger flammgeschützt
werden. Beispiele von Trägern dieser Art sind Holz, jute, Baumwolle oder Hanf, und es kann sich
2i> hierbei um Sperrholzplatten, Seile, Taue oder Textilien
handeln, oder entsprechende Träger können auch aus Nylon, Polyamiden oder Rayon bestehen.
Das Wesen der Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert Alle darin enthaltenen Teil-
und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, und alle Viskositätswerte sind bei 25° C gemessen, sofern
nichts anderes gesagt ist
j« Ein mit Rührer, Kühler, Tropftrichter, Ammoniakeinleitfritte
und Heizmantel versehener Dreihalskolben wird mit 188 g
Br1
-OCH2CH2OH
(zusammengesetzt aus mono-, di- und tribromsubstituierten
aromatischen Ringen mit im Mittel 2 Bromatomen pro Molekül) und 200 ml eines methoxyendblokkierten
Polyäthylenglykols beschickt Das Gemisch wird mit Ammoniak gesättigt und dann langsam unter
Heizen auf 90° C mit 106 g
versetzt Zur Bestimmung der Menge an acetoxyendblockiertem
Siloxan verfolgt man die Umsetzung durch gas-flüssig-chromatographische Analyse. Durch das
Erhitzen wird die Umsetzung schnell beendet Das im Reaktionsgemisch enthaltene Salz (Ammoniumacetat)
entfernt man durch zweimaliges Waschen mit Wasser. Bei der Analyse durch Gas-Flüssig-Chromatographie
zeigt sich, daß es hierdurch, wenn überhaupt, zu einer nur geringen Hydrolyse kommt Durch nachfolgendes
Abstreifen des Reaktionsgemisches auf einem Rinco-
CH3
-OCH2CH2OSi-O-Si-O-SiOCH2CH2O-
CH3
CH3
das bei 26 bis 3O0C schmilzt.
Das nach Beispiel 1 hergestellte Produkt unterzieht man zur Ermittlung seiner Flammschutzeigenschaften
folgenden Untersuchungen:
Dieser Test ist in Federal Test Methods No. 791A, Methode 6053, »Manifold Ignition Test«, beschrieben.
Zur Durchführung dieses Versuchs erhitzt man die zu untersuchende Flüssigkeit auf 232 ±2° C und läßt sie
dann mit einer Geschwindigkeit von 100 Tropfen pro Minute durch einen Tropftrichter fallen, der etwa
12,5 cm oberhalb des Zentrums des Vervielfältigers angeordnet ist Die Oberflächentemperatur des Vervielfältigers
ändert man von 316 bis 049° C in Sprüngen von jeweils 55° C Die Minimaltemperatur, bei der die
Flüssigkeit brennt, wird aufgezeichnet
Bei diesem Test tränkt man ein Kim-Wipe-Tuch mit der zu untersuchenden Flüssigkeit An das Tuch hält
man anschließend 5 Sekunden lang einen Bunsenbrenner und läßt es dann 5 Sekunden abkühlen, worauf man
das Ganze noch insgesamt viermal wiederholt
Man bringt etwa 7 g der zu untersuchenden Flüssigkeit auf eine kleine Aluminiumscheibe oder in
(A) Siloxan:
kleine Aluminiumbecher. Anschließend erhitzt man die Flüssigkeit kontinuierlich mit einem Bunsen-Brenner
und beobachtet dabei, ob sich die Flüssigkeil entzündet
oder ob sie brennt
Bei dem oben angegebenen Vervielfältiger-Test entzündet sich die zu untersuchende Flüssigkeit bei etwa
582° C. Bei dem genannten Kim-Wipe-Test brennt das Tuch überhaupt nicht 3ei dem angegebenen Aluminiumscheiben-Test
brennt das zu untersuchende Material nach Entfernen der Flamme nicht
Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird unter Verwendung äquivalenter Mengen der im folgenden
angegebenen Siloxane und Bromarylcarbinole wiederholt wobei man zu den ebenfalls angeführten Produkten
gelangt.
Br3
Produkt:
Produkt:
OCH2CH2OH
CH3 CH3
CH3 CH3
(B) SiUmn:
ι"1)
cH2CHOJ 2H
Produkt:
/ CH3 \ CHj
Br1-^O
(C) Siloxan:
CH3 / CH3
C6K5 C6H5
O >—Br2
-0(C4H8O)4H
Produkt:
(D) Siloxan:
CHjCOOKCHjJCFjCHzCHzSiOJjOCCHj
Bromarylcarbinol:
I
CH3
)
0(CHzCH2O)3 lcH2CHoj3H
/ CH3 \
Br3
Produkt:
Br3-H^O
CH3 \
\CH2CHO/3[(CH3)CF3CHzCH2SiO]3
(E) Siloxan:
CHjCOOKCHjizSiOlzsOCCHj
Bromarylcarbinol:
Produkt:
(F) Siloxan:
CH3COOKCH3)CICHzCHzCHzSiO]3OCCH3
Bromarylcarbinol:
Br
Produkt:
Br
O C H2C H2O H
OCH2CH2OKCHj)ClCH2CH2CH2SiO]3CH2CH2O-<^ O
(G) Siloxan:
CH3COOKCH3)NCCH2CH2SiO]JOCCH3
Bromarylcarbinol:
Br2-^OV-OCH2CHjOH
Produkt:
O V-OCHJCHJOKCH3)NCCH2CH2SiO]3CH2CH20^( O
O >—Br3
Claims (1)
- Patentansprüche: I. Verwendung eines Arylorganobromsilikons der allgemeinen FormelBr,wormO y— 0(RO)1(R1SiO)Si(ORO1O RO >—Br1
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---|---|---|---|
US05/725,218 US4042563A (en) | 1976-09-22 | 1976-09-22 | Enhancing flame retardancy with arylorganobromosilicone compounds |
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