DE2730371C3 - Phosphorhaltige Kondensationsprodukte, Verfahren zu deren Herstellung und diese enthaltende, flammverzögernder Harzmassen - Google Patents
Phosphorhaltige Kondensationsprodukte, Verfahren zu deren Herstellung und diese enthaltende, flammverzögernder HarzmassenInfo
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Description
darstellen, worin Ri, R2 und R3 jeweils ein |_/ \
pe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgrup- erhalten., worin Z eine Gruppierung
pe, Cyclohexyl- oder Phenylgruppe, χ die Zahlen 0,1
oder 2 und yeine Zahl von 1 bis 4 bedeuten.
12. Harzmasse nach Anspruch 11, dadurch V
gekennzeichnet, daß das synthetische Harz aus ,
AS-Harzen, ABS-Harzen, Polystyrolen, Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Phenoxyharzen und 20 —1
und X einen Rest
Gemäß der Erfindung werden neue phosphorhaltige Kondensationsprodukte angegeben, weiche durch Ausführung einer Dehydiokondensation von 10-Hydroxymethyl-9, lO-Dihydro-9-oxy-lO-phosphorphenanthren-10-oxidverbindungen mit Melamin oder Benzoguanamin erhalten wurden.
Alternativ werden 9,10-Dinydro-ö-oxa-10-phosphorphenanthren-10-oxidverbindungen mit Alkoxymethylmelaminen oder Alkoxymethylbenzofejanaminen unter
Erhitzen kondensiert
Diese phosphorhaltigen Kondensationsprodukte sind
als Flamm verzögerungsmittel für verschiedene synthetische Harze wertvoll.
Organophosphorverbindungen wurden als Flammverzögerungsmittel für verschiedene synthetische Harze verwendet, wie beispielsweise in den US-Patentschriften 32 47 134, 32 62 894, 32 78464 und 33 68 916
angegeben ist Wenn jedoch die üblichen Organophosphorverbindungen in ausreichender Menge zugesetzt
werden, um eine Flammverzögerung zu erteilen, besitzen sie ,den Nachteil einer Erniedrigung der
thermischen Verformungs- oder Abbautemperatur der synthetischen Harze.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in neuen
phosphorhaltigen Kondensationsprodukten mit einem Flammverzögerungseffekt auf normaler Weise entzündbare synthetische Harze ohne Erniedrigung von
deren thermischer Verformungs- oder Schädigungstemperatur.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von phosphorhaltigen
Kondensationsprodukten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von phorphorhaltigen
Kondensationsprodukten unter Beschränkung der Ausbildung von Nebenprodukten und Förderung einer
glatten und sicheren Kondensationsreaktion.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer flammverzögernden synthetischen Harzmasse, die diese
phosphorhaltigen Kondensationsprodukte enthält.
Gemäß der Erfindung werden phorphorhaltige Kondensationsprodukte mit der Struktur der allgemei-
25
30
CH,-
40
45
bedeuten, worin Rj, R2 und R3 jeweils ein Wasserstoffatom, eine Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 8
Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe, Cyclohexyl- oder Phenylgruppe, Af die Zahl 0,1 oder 2 und yeine Zahl
von 1 bis 4 bedeuten, angeben.
Gemäß der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung von phosphorhaltigen Kondensationsprodukten der vorstehenden Formel I arjegeben, wobei
eine Dehydrokondensation von Organophosphorverbindungen der Formel
(III)
50
CH2OH
55
60
worin Ri, Ri und R3 die vorstehend angegebene
Bedeutung besitzen, mit Melamin oder Benzoguanamin stattfindet (Verfahren a).
Alternativ wird zwischen Organophosphorverbindungen entsprechend der Formel
(IV)
worin Ri, R2 und R3 die vorstehend angegebene lledeuüing besitzen, und Alkoxymethylmelaminen oder
Alkoxymethylbenzoguanaminen eine Erhitzungskondensation durchgeführt, so daß die phosphorhaltigen
Kondensationsprodukte der Formel I erhalten werden (Verfahren b).
Im Rahmen der Beschreibung der Erfindung im einzelnen werden die einsetzbaren Verbindungen der
Formel III, die bekannt sind, verwendet und können durch Ausführung einer Additionsreaktion von Formaldehyd
an Verbindungen der Formel IV hergestellt werden.
Beispielsweise Formalin oder die para-Form mit einem Geha't von 1,0 bis 1,2 MoI Formaldehyd wird an
1,0 MoI der Verbindung der Formel IV addiert, und die Umsetzung wird bei Temperaturen von 120 bis 1600C
während etwa 2 Stunden ausgeführt.
Anschließend werden verbliebenes Wasser und Formaldehyd aus dem Reaktionsgemisch im Vakuum
entfernt Dabei werden die Verbindungen der Formel III in hoher Reinheit erhalten.
Beispiele für Verbindungen der Formel III umfassen
1 Ü-Hydroxymethyl-9,10-dihydro-9-oxy-10-phos-
Beispiele für Verbindungen der Formel III umfassen
1 Ü-Hydroxymethyl-9,10-dihydro-9-oxy-10-phos-
phorphenanthren-10-oxid,
e.e-Dichlor-lO-hydroxymethyW.lO-dihydro-
e.e-Dichlor-lO-hydroxymethyW.lO-dihydro-
9-oxa-10-phosphorphenanthren-10-oxid,
2,6,8-Tri-tert-butyl-10-hydroxymethyl-i,10-di-
2,6,8-Tri-tert-butyl-10-hydroxymethyl-i,10-di-
hydro-9-oxa-lO-phosphorphenanthren-lO-oxid,
2-Methyl-6-tert.-butyl-8-methyl-10-hydroxymethyl-^lO-dihydro-g-oxa-lO-phosphorpenanthren-10-oxid,
8-Phenyl-l O-hydroxymethyl-9,10-dihydro-9-oxa-
2-Methyl-6-tert.-butyl-8-methyl-10-hydroxymethyl-^lO-dihydro-g-oxa-lO-phosphorpenanthren-10-oxid,
8-Phenyl-l O-hydroxymethyl-9,10-dihydro-9-oxa-
10-phosphorphenanthren-10-oxid,
e.e-Dicyclohexyl-lO-hydroxymethyl-g.lO-dihydro-9-tO-phophorphenanthren-lO-oxid
und ähnliche Verbindungen.
e.e-Dicyclohexyl-lO-hydroxymethyl-g.lO-dihydro-9-tO-phophorphenanthren-lO-oxid
und ähnliche Verbindungen.
Die Verbindungen der Formel IV sind bekannt und können nach den in der US-PS 37 02 878 oder der
japanischen Patentveröffentlichung 17 979/75 beschriebenen Verfahren oder ähnlichen Verfahren hierzu
hergestellt werden.
Beispielsweise werden Verbindungen der Formel
Beispielsweise werden Verbindungen der Formel
(IV)
worin Rs, R2 und R3 die vorstehend angegebene
Bedeutung besitzen, erhalten, indem 1 Mol einer substituierten o-Phenylphenolverbindung der Formel
g.lO-Dihydro-g-oxa-lO-phosphorphenanthren-10-oxid,
OH
worin Rt, R2 und R3 die vorstehend angegebene
Bedeutung besitzen, mit etwa 13 Mol Phosphortrichlorid in Gegenwart von 0,003 MoI Zinkchlorid bei
Temperaturen von 130 bis 2000C während etwa 20 Std. umgesetzt wird.
Die Verbindungen der Formel IV werden somit durch Addition eines Überschusses an Wasser an die
Verbindung der Formel IV erhalten, wobei Hydrolyse erfolgt und das verbliebene Wasser unter verringertem
Druck entfernt wird.
Beispiele für Verbindungen der Formel IV sind
phenanthren-10-oxid,
ö-Methyl^lO-dibydro^-oxa-lO-phosphorphen-
ö-Methyl^lO-dibydro^-oxa-lO-phosphorphen-
anthren-10-oxid,
2,6,8-Tri-tert-butyl-9,iO-dihydro-9-oxa-
2,6,8-Tri-tert-butyl-9,iO-dihydro-9-oxa-
10-phosphorphenanthren-10-oxid,
e-Phenyl^.lO-dihydro^-oxa-lO-phosphorphenanthren-10-oxid,
e-Phenyl^.lO-dihydro^-oxa-lO-phosphorphenanthren-10-oxid,
6,8-Dibenzyl-9,l O-dihydro-9-oxa-10-phosphorphenanthren-10-oxid
und ähnliche Verbindungen.
und ähnliche Verbindungen.
Die Verbindung der Formel III allein oder im Gemisch wird einer Dehydrokondensation mit Melamin
oder einem Benzoguanamin unterzogen. Die Dehydrokondensation
ist praktisch vollständig bei Temperaturen von 150 bis 250° C während eines Zeitraumes von
etwa 2 Std. bis Std. beendet Obwohl die Reaktionsgeschwindigkeit in Gegenwart eines Katalysators, wie
einer Säure oder eines Alkalis ber.:hleuiügt wird, läuft
üblicherweise die Kondensation ohne Katalysatoren ab. Wenn die Reaktion fortschreitet, verschwindet die
Infrarotabsorption bei der Wellenzahl 3170, die eine Hydroxylgruppe der Verbindung der Formel III
identifiziert, oder nimmt zumindest ab und die Infrarotabsorption bei der Wellenzahl 3390, die
N — Η-Bindungen des Melamins oder Benzoguanamins identifiziert, nimmt ab.
Dies belegt, daß die Reaktionsprodukte die durch die
vorstehenden Formeln I oder II angegebenen Strukturen besitzen.
Die Kondensationsprodukte gemäß der Erfindung
sind farbiose oder hellgelbe transparente glasartige Feststoffe mit einem Erweichungspunkt von 100 bis
180° C. Gemäß der Fiüssigchromatographie wurde
bestätigt, daß die Kondensationsprodukte aus einem Gemisch von Verbindungen mit unterschiedlichen
Werten von χ oder y aufgebaut sind. Vorzugsweise
besitzt χ den Wert 0 oder 1 und y besitzt den Wert von 1
bis 2.
Nach dem Verfahren b) sind die Oxidationsprodukte der Verbindung der Formel IV als Nebenprodukte
während der Kondensationsreaktion auf unterhalb 2% verringert, so daß die Endprodukte der Formel I mit
hoher Reinheit erhalten werden können und somit bei erweiterten Gebrauchszwecken eingesetzt werden
können, ohne daß eine schwierige Abtrennung der Nebenprodukte erfolgen müßte.
Es tritt als weiterer Vorteil auf, daß die Kondensation
glatt selbst am Ende der Reaktion fortschreitet, so daß die Produktivität höher wird. Auch nimmt das Auftreten
von verbrennbaren Gasen bemerkenswert ab und infolgedessen kann die Gefahr von Brand oder
Explosion verhindert werden.
Mit den Ausdrücken von Alkoxymethylmelaminen
und Alkoxymethylbenzoguanaminen werden hier Verbindungen mit einem Rest R4OCH2-, worin R4 eine
niedere Alkylgruppe bedeutet, an Stelle mindestens eines WassersMfatoms des NH2-Restes des Melamins
oder Benzoguanamins substituierte Alkylgruppe bezeichnet.
Die alkoxymethylierten Melamine und Benzoguanamine sind allgemein bekannt als eine Komponente vor
f,5 Aminoharzen und werden insbesondere in Anstrichen in
weitem Umfang eingesetzt.
Im Hinblick auf die chemische Struktur kann das Melamin mono- bis hexa-substituiert mit Alkoxymelhyl-
resten sein und die Benzoguanamine können mono- bis
tetra-substituiert durch Alkoxymethylreste sein. Jedoch haben die in der Praxis hergestellten Alkoxymethylmelamine und Alkoxymethylbenzoguanamine, wie sie in der
Praxis erhalten werden, einen deutlich komplizierteren r,
Aufbau.
Die alkoxymethylierten Melamine und Benzoguanamine, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, enthalten vorzugsweise freie Methylol- und Dimethylenätherrestc in einer geringeren Menge. Durch Alkoxymethyl-
gruppen mono- bis hexa-, vorzugsweise di- bis tri-substituierte Melamine und mit Alkoxymethylgruppen mono- bis tetra-, vorzugsweise mono- bis
di-substituierte Benzoguanamine sind geeignet. Sie
C C
können jedoch solche Reste wie
-NH-CH2-NH- und
-N(CH2OR,),
zusätzlich zu
-NHCH2OR.
enthalten, und die Kondensation gemäß der Erfindung wird kaum durch die Anwesenheit solcher Reste
beeinflußt.
Dies wird durch die nachfolgend aufgeführten Versuchsergebnisse bestätigt.
Die Kondensationsreaktion mit der Verbindung der Formel IV besteht hauptsächlich aus einer Dealkoholisierungsreaktion entsprechend dem Reaktionsschema V
!
c
4. <' v<
y —
O=P-O
H
N N
C C
H2N N N-H
CH2 O
CH,OH (V)
In der Praxis werden jedoch die Endprodukte gemäß der Erfindung durch einen komplizierteren Reactionsablauf in Abhängigkeit von der komplizierten Zusammensetzung des alkoxymethylierten Melamins oder
Das Vorstehende wird durch die Reaktionsschemas VI und VII, wie sie nachfolgend angegeben sind,
bestätigt:
H,
H7N
N |
^ /
N |
N | NHC | H2HN | O |
P
I |
N | N | N |
C |
Φ
I |
C | C^ | C | |||||
I
C |
|||||||||
N7
I |
N i| |
||||||||
I
C |
'nx | C |
N—
j |
H | |||||
CH1 | |||||||||
o | |||||||||
NH,
O=P-O
. H
I
c
H2N
N
C
(VI)
NH2
-/■
N N
C C
(CK1OCH2I2N N N(CH2OCHU2
N N
C C
H2N N NH2
+ 4
O=P-O
H-N N N-H
+ 4CH1OH
(VII)
Wie aus den Strukturen in den Versuchsformeln V, VI und VII ersichtlich, haben die Endprodukte eine starke
intramolekulare Wasserstoffbindung, die zwischen dem Sauerstoff der P = O-Bindung und dem Wasserstoff der
N - Η-Bindung ausgebildet ist.
Tatsächlich wird eine Infrarotabsorption auf der Basis der Streckvibration des wasserstoffverbundenen N-H
als breite Spitze bei der Wellenzahl 3350 beobachtet.
Dies belegt, daß die Kondensationsprodukte die Struktur der Formel I besitzen.
Die alkoxymethylierten Melamine und Benzoguanaitinic, (JiC für die Eriinuung geeignet siiiu, küiincii in
bekannter Weise durch Methylolierung von Melamin oder Benzoguanamin mit Formaldehyd, beispielsweise
Formalin oder Paraform, in Gegenwart eines alkalischen Katalysators und anschließende Ausführung einer
Dehydrokondensation mit Alkoholen unter. sauren Bedingungen hergestellt werden. Beispiele für verwendbare Alkohole umfassen niedere Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, Butanol, sec.-Butanol oder
iso-Butanol. Um eine durch Bindung von Triazinringen über Methylenreste verursachte Gelierung zu vermeiden, wird es bevorzugt, die Alkohole im großen
Überschuß gegenüber der theoretischen Menge anzuwenden.
Falls die methylolierten Produkte von Melamin oder
Benzoguanamin nicht vollständig mit Alkoholen veräthert sind, wird im Fall den Kondensation mit der
Verbindung der Formel IV Wasser gebildet, welches dann mit der Verbindung der Formel IV bei erhöhten
Temperaturen unter Bildung von Oxidationsprodukten reagiert
Deshalb wird es bevorzugt, daß die Veretherung der
N-methylolierten Produkte bis zur Vollständigkeit
entweder durch Zusatz einer großen Menge eines Alkohols oder durch Verschiebung des Gleichgewichtes
unter Entfernung des bei der Verätherung entstehenden Wassers bewirkt wird.
In der ersten Weise werden Alkohole mit einem geringen Molekulargewicht, wie Methanol, bevorzugt.
Bei der letzteren Ausführungsform werden Alkohole, die zur leichten Entfernung von Wasser durch
Azeotropy bekannt sind, wie Butanol, sec-Butanol oder
iso-Butanol, bevorzugt. Die Abtrennung des Wassers aus dem azeotropen Gemisch kann in wirksamer Weise
durch Zusatz von Benzol, Toluol oder Xylol ausgefüh'. i
v/erden.
iuic uiiu
ucnZOgüän
amine können mit der Verbindung IV ohne Entfernung
des Katalysators und des darin vorliegenden Alkohols umgesetzt werden.
Obwohl die Kondensation unter Erhitzen bewirkt wird, kann ein Katalysator zum Reaktionssystem
gewünschtenfalls zur Abkürzung der Reaktionszeit zugefügt werden.
Die Reaktionstemperatur kann bis zu etwa 250° C erhöht werden, obwohl es bevorzugt wird, um die
Verfärbung der Reaktionsprodukte zu verhindern, die Temperatur unterhalb etwa 2200C zu halten. Zum
Zweck der vollständigen Entfernung der flüchtigen Materialien aus den Endprodukten kann das Reaktionssystem unter verringertem Druck gesetzt werden oder
es kann ein Inertgas hierin eingeblasen werden.
Die Reaktionszeit kann in Abhängigkeit von der Umwandlungsgeschwindigkeit der Reaktion, der Temperatur und der Anwesenheit eines Katalysators und
dessen Menge variieren, liegt jedoch bevorzugt innerhalb des Bereiches von 1 bis 10 Stunden.
Als Katalysatoren können Metallverbindungen, die wirksam für eine übliche Dehydrokondensation sind,
eingesetzt werden. Beispiele für derartige Katalysatoren sind
Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat,
Kaliumacetat, Natriumhydroxid,
Natriumcarbonat, Natriumacetat,
Calciumhydroxid, Calciumoxid,
Bariumhydroxid, Zinkhydroxid,
Zinkoxid, Zinkacetat, Zinkchlorid,
Cadmiumchlorid, Aluminiumchlorid,
Germaniumoxid, Zinnchlorid und
Bleiacetat urd weitere derartige Verbindungen.
Der Ablauf der Kondensation kann durch Flüssigchromatographie verfolgt werden und infolgedessen
kann das Ende der Reaktion bestimmt werden.
Das Kondensationsprodukt gemäß der Erfindung kann in isolierter Form oder so wie es ist mit einem
normalerweise entzündbaren synthetischen Harz compoundiert werden, um dieses flammverzögernd zu
machen.
Gemäß der Erfindung ergibt sich auch eine flammverzögernde Harzmasse, die eine oder mehrere
Verbindungen der Formel I als Flammverzögerungsmittel enthält.
Bei Mengen von etwa 2 bis 20 Gewichtsteilen auf 100
Gewichtsteile des Harzes wird eine bemerkenswerte Flammverzögerung erhalten. Beispiele für derartige
Kunststoffe sind AS-Harze, ABS-Harze, Polystyrole, Polycarbonate, Polyester, Polyamide, Phenoxyharze
und weitere Harze.
Andererseits nehmen nach der Vermischung mit einem thermisch härtenden Phenolharz oder Aminoplastharz die Verbindungen der Formel I an der
Härtungsreaktion teil und bilden einen Teil des gehärteten Harzes.
Mit Mengen von etwa 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 100
Gewichtsteile des Harzes wird eine bemerkenswerte Flammverzögerung erhalten. Die Verbindungen der
Formel I können in Kombination mit organischen Halogeniden oder Metalloxiden verwendet werden,
welche üblicherweise als Flammverzögerungsmittel eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch für Entfärbungsmittel, Antioxidantien, Ultraviolettabsorber, Verfärbungsverhinderungsmittel und Plastifizierer hinsichtlich Polyolefinen. Polystyrolen, ABS-Harzen,
AS-Karzcn, Folyaceiai, Polycarbonaten, Foiyacryiharzen, Polysulfonen, Polyamiden, Polyestern, Epoxyharzen und Phenolharzen und weiteren Harzen verwendet
werden.
Ferner können die erfindungsgemäßen Verbindungen in synthetischen Fasern beispielsweise aus Polyacrylnitril, Polyester und Polyamid als Streckspinnungsmodifizierer, Färbungshilfsmittel, Lichtechtheitsmodifizierungsmittel der Fasern nach der Färbung, Wärmestabilisatoren oder thermische Verfärbungsverhinderungsmittel, Entfärbungsmittel, flammverzögernde Materialien
oder als Flammverzögerungshilfsmittel eingesetzt werden.
Die folgenden nicht begrenzenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Herstellung von
9,10-Dihydro-9-oxa-l 0-phosphorphenanthren-10-oxid
(nachfolgend mit HCA bezeichnet)
6800 g o-Phenylphenol und 14 g Zinkchlorid wurden
in einen Vierhalskolben mit 10 000 ml Inhalt, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und Rückflußkühler ausgerüstet war, eingebracht und auf eine Tempera
tur von 8O0C gebracht. 6500 g Phosphortrichlorid wurden aus dem Tropftrichter bei dieser Temperatur
unter Rühren des Inhalts des Kolbens eingetropft.
Nach Beendigung des Eintropfens wurde die Temperatur auf 180°C erhöht und Phosphortrichlorid fortgesetzt in solchem Ausmaß zugegeben, daß der Rückfluß
des Phosphortrichlorids langsam aufrechterhalten wurde.
Wenn sich die Innenternperatur des Kolbens durch den Zusatz von Phosphortrichlorid nicht mehr weiter
erhöhte, wurde die Zugabe des Phosphortrichlorids abgebrochen und dann wurde während 10 Std. erhitzt.
Der Inhalt wurde unter verringertem Druck von 17 mm Hg destilliert und dabei wurde 10-Chlor-9,10-dihydro-9-oxa-lO-phosphorphenanthren erhalten. Nachdem 1500 g Wasser zu dieser Verbindung bei 1300C
zugesetzt wurden und nach 30 min das Wasser unter verringertem Druck von 13,3 mbar entfernt wurde,
wurde das HCA erhalten.
ι ici stellung vi/n ι w*i ijrui vJAjruicuijri-J, ι v-uiujui w
9-oxa-lO-phosphorphenanthren-l 0-oxid
(nachfolgend als 10-Hydroxymethyl-HCA bezeichnet)
1517 g (7 Mol) des vorstehend erhaltenen HCA's wurden in einen 2000-ml-VierhalskoIben, der mit
Thermometer, Tropftrichter, Wasserauslaß und Rührer ausgerüstet war, eingebracht und, nachdem die Temperatur auf 1300C erhöht wurde, wurde das Rühren
ausgeführt. 624 g (1,1 χ 7 Mol) an 37%igem Formalin wurden aus dem Tropftrichter bei 150° C eingetropft.
Die Umsetzung erfolgte unmittelbar und das Wasser destillierte ab.
Mach Beendigung des Eintropfens wurde das Rea.ktionssystem bei 1600C während 0,5 Std. gehalten.
Dann wurden das verbliebene Wasser und der Formaldehyd bei 1600C unter verringertem Druck von
23,94 mbar entfernt.
Dabei wurden 1727 g 10-Hydroxymethyl-HCA der folgenden Formel
CH2-OH
erhalten.
800 g des vorstehend erhaltenen 10-Hydroxymethyl-HCA und 30 g Melamin wurden in einen 1000-ml-Dreihalskolben, der mit Rührer, Thermometer und
Wasserauslaß ausgerüstet war, eingebracht und auf 170°C erhitzt und dann wurde gerührt Nach Erhöhung
der Temperatur auf 210° C wurde die Dehydratationsreaktion unter verringertem Druck während 4 Std.
ausgeführt Die Umsetzung wurde in der Weise beendet, daß der Enddruck etwa 39,9 mbar erreichte.
Wenn das Reaktionsgemisch in Chloroform gelöst
wurde und einer Dünnschichtchromatographie auf Silikagel (Entwickler: Chloroform) unterworfen wurde,
trennte es sich in zwei Teile auf, wobei die eine aus einer nicht stickstoffhaltigen Komponente bestand und die
andere aus der Stickstoff und Phorphor enthaltenden Komponente bestand.
Auf Grund der Elementaranalyse bestand die letztere Verbindung aus einer einzigen Verbindung der Formel I,
wobei das Atomverhältnif von Stickstoff zu Phosphor
1 :1 beträgt, χ den Wert 2 und y den Wert 4 hat Die
Verbindung wurde als Identit'ikstionsmaterial in den
nachfolgenden Beispielen eingesetzt.
Nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1, wurde eine einzige Verbindung der Formel I erhalten,
worin Z eine Phenylgruppe und y den Wert 4 darstellte, wenn 800 g 10-Hydroxymethyl-HCA und 500 g Benzoguanamin
verwendet werden. Die Verbindung wird als Identifikationsmaterial in den späteren Beispielen
verwendet.
50 g lO-Hydroxymethyl-HCA, 150 g Melamin und
Dimethylformamid wurden in dem gleichen Kolben, wie in Beispiel 1 eingebracht und auf die Siedetemperatur
des Inhalts erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt wurde das erstehende Wasser zusammen mit einer geringen
menge äii D'iVicii'iyiiüiTfiäriiid äbucäiiiliePt. NuCn cificf
Reaktionszeit von 4 Std. wurde das Gemisch durch Dünnschiclitchromatographie in der gleichen Weise wie
in Beispiel 1 aufgetrennt.
Dabei wurde eine einzige Verbindung der Formel 1 erhalten, worin Z eine Gruppe NH2 -, χ die Bedeutung
Oundydie Bedeutung 1 darstellen, erhalten.
Auf Grund der Elementaranalyse betrug das Atomverhältnis von N zu P 6 :1. Diese Verbindung wird als
Identifikationsmaterial in den späteren Beispielen verwendet.
Unter Anwendung von 40 g 10-Hydroxymethyl-HCA, 170 g Benzoguanamin und Dimethylformamid wurde
eine einzige Verbindung der Formel I erhalten, worin Z eine Phenylgruppe und y den Wert 1 darstellen, nach
dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 3 erhalten.
Das Atomverhältnis von N zu P beträgt 5:1.
6000 g 10-Hydroxymethyl-HCA und 560 g Melamin
wurden in einen 10 000-ml-Dreihalskolben eingebracht
und auf 170cC erhitzt und dann gerührt Die Temperatur
des Inhalts wurde weiterhin auf 230°C erhöht und bei dieser Temperatur während 1 Std. gehalten, wobei
während dieses Zeitraumes das Wasser abgezogen wurde. Dann wurde der Innenraum des Kolbens unter
V3kuum gesetzt, um das Wasser zu entfernen. Der
Inhalt wurde bei 230°C während 3 Std. in der Weise gehalten, daß der abschließende Druck etwa 39,9 mbar
erreichte.
Wenn die Reaktionsprodukte in einen Behälter aus rostfreiem Stahl bei dieser Temperatur gegossen
wurden und dann abgekühlt wurden, wurde ein bernsteinfarbiger glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt
von 157° C erhalten.
Nach dem Infrarotabsorptionsspektrum dieses Produktes war die Absorption bei einer Wellenzahl von
3170, erhalten vom Hydroxylrest der Ausgangsverbindung, verschwunden und die Absorption bei einer
Wellenzahl von 3390, erhalten auf Grund der N-H-Bindung war verringert. Es ergibt sich aus diesem
Sachverhalt klar, daß eine Dehydratationskondensation
zwischen dem Hydroxylrest und dem Aminorest stattgefunden hatte.
Die Anwesenheit des Hauptproduktes der Formel I, worin χ den Wert 2 und y den Wert 4 hatte, wurde durch
Flüssigkeitschromatographie unter Anwendung der in Beispiel 1 erhaltenen einzigen Verbindung als Identifikationsmaterial
bestätigt.
6000 g 10-Hydroxymethyl-HCA und P30 g Benzoguanamin wurden in dem gleichen Kolben wie in
Beispiel 5 eingebracht, auf 170° C erhitzt und dann
gerührt.
Nach der Erhöhung der Temperatur auf 210° C wurde
Nach der Erhöhung der Temperatur auf 210° C wurde
to das Innere des Kolbens unter Vakuum gesetzt und die Dehydratationsreaktion während 4 Std. ausgeführt. Die
Reaktion wurde in der Weise beendet, daß der Enddruck etwa 39,9 mbar erreicht hatte. Nach der
Abkühlung wurde ein hellgelber glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von 125° C erhalten.
Das Infrarotabsorptionsspektrum dieses Produktes ist das gleiche, wie dasjenige von Beispiel 5 und zeigt,
daß eine Dehydratationsreaktion zwischen dem Hydro
i vei uinuuiig uiiu
der N —H-Bindung des Benzoaguanamins stattgefunden hatte.
Das Vorliegen einer Verbindung der Formel I, worin Z eine Phenylgruppe und y den Wert 4 hat, wurde durch
Flüssigkeitschromatographie unter Anwendung des Identifikationsmaterials gemäß Beispiel 2 bestätigt.
Die Dehydratationsreaktion wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 6 ausgeführt, wobei
jedoch 6000 g 10-Hydroxymethyl-HCA und 1025 g Melamin verwendet wurden.
Nach der Abkühlung hatten die Reaktionsprodukte das gleiche Aussehen wie dasjenige nach Beispiel 5 und
einen Erweichungspunkt von 153°C.
Das Vorliegen eines Produktes der Formel I, worin χ den Wert 0 und y den Wert 1 hatte, wurde durch
Flüssigchromatographie unter Anwendung des Identifikationsmaterials gemäß Beispiel 3 bestätigt.
w Beispiel 8
6000 g 6,8-Dichlor-10-hydroxymethyl-9. 10-dihydro-9-oxa-lO-Dhosphorphenanthren-lO-oxid
und 800 s Melamin wurden in den gleichen Kolben wie in P°ispiel 5
eingebracht, auf 19O0C erhitzt und gerührt. Nach Erhöhung der Temperatur auf 230°C, wurde der
Innenraum des Kolbens unter Vakuum gesetzt.
Nach 4 Stunden war die Dehydrationsreaktion in der Weise beendet, daß der Enddruck etwa 39,9 mbar
erreicht hatte.
Das erhaltene Reaktionsprodukt stellte einen gelben glasartigen Feststoff mit einem Erweichungspunkt von
130° C dar. Das Infrarotabsorptionsspektrum zeigte, daß
die Absorption bei der Wellenzahl 3170, die vom Hydroxylrest der Ausgangsverbindung herrührte, verschwunden
war und eine Absorption bei der Wellenzahl
3390. die von der N-Η-Bindung des Melamins herrührte, verringert war und damit die Reaktion
beendet war.
Gemäß der Flüssigchromatographie zeigte es sich, daß das Reaktionsprodukt aus einer chlorsubstituierten
Verbindung mit der gleichen Struktur wie das in Beispiel 7 erhaltene Produkt bestand.
Das Verfahren nach Beispiel 7 wurde wiederholt unter Anwendung von 6000 g 2,6,8-tri-tert.-Butyl- 10-hydroxymethyl-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphorphenanthren-10-oxid
und 600 g Melamin.
15
20
25
30
Ein hellgelber glasartiger Feststoff mii einem Erweichungspunkt von 1050C wurde erhalten. Gemäß
dem Infrarotabsorptionsspektrum und der Flüssigchromatographie bestand das Reaktionsprodukt aus einer
tert-butylsubstituicrten Verbindung mit der gleichen Struktur wie das Produkt nach Beispiel 7.
Beispiel 10
Das Verfahren wurde unter Anwendung von 6000 g l- Viethyl-ö-tert-butyl-e-methyl-10-hydroxymethyl-9,10-di-hydro-9-oxa-l 0-phosphorphenanthren-10-oxid
und 700 g Melamin wiederholt
Ein hellgelber glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von 115° C wurde erhalten. Gemäß
Infrarotabsorptionsspektrum und Flüssigchromatographie bestand das Reaktionsprodukt aus einem CH3- und
tert-butyl-substituiertem Produkt der gleichen Struktur
wie das Produkt nach Beispiel 7.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 8 wurde unter Anwendung von 6000 g 8-Phenyl-lOhydroxymethyI-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphorphenanthren-10-oxid
und 800 g Melamin durchgeführt Ein hellgelber glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von
1700C wurde erhalten. Gemäß Infrarotabsorptionsspektrum und Flüssigchromatographie bestand das
Reaktionsprodukt aus einer phenylsubstituierten Verbindung mit der gleichen Struktur wie das Produkt nach
Beispiel 7.
Beispiel 12
561 g (3,0 Mol) Benzoguanamin, 225 g (3 χ 2 Mol) an 80%igen Paraformaldehyd und 962 g (3,0 χ 5 Mol) an
Butanoi wurden in einen 2000-ml-Vierhalskolben eingebracht, der mit Rührer, Thermometer, Gaseinlaß
und einer mit einem Rektifizierer vom Packungskolonnentyp von 3 cm Durchmesser und 40 cm Füllhöhe und
einem RückfluDkühler ausgerüsteten Dehydrationseinrichtung ausgestattet war.
Stickstoffgas wurde langsam eingeblasen, während der Inhalt des Kolbens gerührt wurde und die
Temperatur des Inhaltes auf 8O0C erhöht wurde.
Nachdem das Reaktionsgemisch durch Zusatz von 2,0 ml einer 10%igen wäßrigen Lösung von Natriumcar- 4
bomt alkalisch gemacht worden war, fand die Addition von Formaldehyd am Benzoguanamin statt und nach
etwa 1 Stunde wurde das Innere des Kolbens durchsichtig.
Nachdem die Temperatur bei 8O0C während einer
weiteren Stunde gehalten wurde, wurden 0,5 ml Ameisensäure zugesetzt und die Temperatur während
einer Stunde aufrechterhalten. Anschließend wurden 100 ml Benzol langsam in das Reaktionsgemisch aus
dem Oberteil der Dehydratationsapparatur eingegossen.
Dann wurde der Inhalt des Kolbens in der Weise erhitzt, daß kein Fluten in der gepackten Kolonne
stattfand, und das Wasser azeotrop entfernt Benzol und Butanoi wurden aus der Dehydratationsapparatur w
entfernt, und die Temperatur des Inhaltes wurde auf I2O°C erhöht Nach der Abkühlung wurden die
unlöslichen Materialien abfiltriert, wodurch Dibutoxymethylbenzoguanamin erhalten wurde.
1296 g (3,0 χ 2 Mol) HCA wurden in einen 2000-ml- 1,5
Vierhalskolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und einer mit einer Rektifizierkolonne von 4 cm
Durchmesser und 20 cm Füllhöhe ausgerüsteten Vaku
umdestillationsgerät ausgerüstet war, eingebracht
Nach Erhöhung der Temperatur des Inhalts aul
1300C wurde mit dem Rühren begonnen und das Innere des Kolbens bei einem Vakuum von 39,9 mbar gehalten.
Dann wurde das gesamte vorstehende Dtbutoxymethylbenzoguanamin aus dem Tropftrichter zugetropft
Die Tropfgeschwindigkeii wurde in der Weise gesteuert, daß der Rückfluß vom Oberteil der Rektifizierkolonne langsam bewirkt wurde, so daß kein Fluten
auftrat
Zu diesem Zeitpunkt wurde das Erhitzen fortgesetzt und die Temperatur bei 130° C gehalten.
Nach dem Eintropfen wurde das Innere des Kolbens unter einem Vakuum von 6,65 mbar gehalten und die
Temperatur langsam auf 2000C erhöht Nach etwa 6 Stunden bei 2000C war die Reaktion beendet Dann
wurden die Reaktionsprodukte in einen Behälter aus rostfreiem Stahl gegossen und abgekühlt
Das Ende der Reaktion wurde bestimmt, indem das Verschwinden von HCA mittels Flüssigchromatographie bestimmt wurde.
Das dabei erhaltene Produkt war ein hellgelber transparenter glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von 125-142° C nach dem Capillarrohrverfahren. Gemäß dem Infrarotabsorptionsspektrum
war eine Absorptionsspitze bei der Wellenzahl 2370, herrührend von der Streckvibration der P-H-Bindung
des Ausgangsmaterials and zwei scharfe Absorptionsspitzen bei der Wellenzahl von etwa 3400, herrührend
von der Streckvibration der N — Η-Bindung verschwunden, und es wurde eine breite schwach Absorptionsspitze bei der Wellenzahl 3350, herrührend von der
Streckvibration der intramolekularen Wasserstoffbindung N-H, beobachtet
Das Hauptprodukt wurde durch Säulenchromatographie auf Silicagel isoliert und der Elementaranalyse
unterworfen:
Berechnet: P 9,64, N 10,89, C 1630, H 4,20%;
gefunden: P 9,61, N 11,0, C 16,80, H 4,09%.
(bestimmt nach der ebullioskopischen Methode):
625
Aus diesen Werten wird bestätigt, daß das Hauptprodukt die Struktur der Formel VIII besitzt
! Il
\/
if \
N N
! I!
C C
CH2 O
P I'' -.
O CH2
030 265/296
Durch Flüssigchromatographie wurde auch bestätigt,
daß die Reaktionsprodukte die Verbindung der Formel VIII in einer Menge von 82 Gew.-% enthielten.
IO
15
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 12 wurde Butoxymethylbenzoguanamin aus 561 g (3,0 MoI)
Benzoguanamin, 124 g (3,0 χ 1,1 Mol) 80%igen Paraformaldehyd und 962 g (3,0 χ 5 Mol) Butanol erhalten.
713 g (3,0 χ 1,1 MoI) RCA wurden eingebracht und das gesamte vorstehende Butoxymethylbenzoguanamin
bei 130° C in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 eingetropft
Nach Beendigung des Eintropfens wurde der Innenraum des Kolbens unter ein Vakuum von
6.65 mbar gesetzt und die Temperatur auf 210°Cerhöht Nach 2 Stunden bei dieser Temperatur wurden die
Reaktionsprodukte in ein Gefäß aus rostfreiem Stahl gegossen und abgekühlt
Das Produkt bestand aus einem hellgelben transparenten glasartigen Feststoff mit einem Erweichungs- 2s
punktvonU5-132°C
Nach einer Flüssigkeitschromatographie unter Feststellung der Ultraviolettabsorption bei einer Wellenzahl
von 254 · 10-°τη enthielt das Reaktionsprodukt etwa 39% der Verbindung der Formel VIII, etwa 17%
Benzoguanamin und 42% mit der größten Spitze hinsichtlich des Spitzenbereiches. Eine einzige Verbinducg entsprechend dieser größten Spitze wurde durch
Dünnschichtchromatographie isoliert und der Elementaranalyse unterworfen. Das Atomverhältnis von N zu P
betrug 5 :1. Es ergibt sich klar aus den vorstehenden Werten, daß das Hauptprodukt in dieser Probe aus einer
Verbindung der Formel I bestand, worin Z eine Phenylgruppe, y die Zahl 1 und Ri, R2 und R3 jeweils
Wasserstoffatome bedeuten.
dadurch das Tributoxymethylmelamin erhalten.
Dann wurden 1296 g (2,0x3 Mot) HCA in den
gleichen Kolben wie in Beispiel 12 eingebracht und auf 140" C erhitzt, wobei der Innenraum des Kolbens unter
ein Vakuum von 22,61 mbar gesetzt wurde. Während der Inhalt des Kolbens gerührt wurde, wurde das
gesamte vorstehende Tributoxymethylmelamin in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 zugetropft.
Während des Eintropfens wurde die Temperatur langsam in der Weise erhöht, daß die Temperatur nach
dem Eintropfen einen Wert von 590" C erreicht hatte.
Nach der Beendigung des Eintropfens wurde die Temperatur des Inhalts weiterhin auf 215°C erhöht und
nach 1,5 Stunden war die Umsetzung beendet
Der Inhalt wurde in einen rostfreien Behälter bei dieser Temperatur gegossen und abgekühlt
Das dabei erhaltene Produkt war ein farbloser transparenter glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von 145 bis 163°C Im Infrarotabsorptionsspektrum wurde eine breite weiche Absorption,
beruhend auf der intramolekularen Wasserstoffbindung N-H, bei der WeUenzahl 3350 beobachtet
Das Hauptprodukt wurde durch Säulenchromatographie in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 isoliert und
der Elementaranalyse und Bestimmung des Molekulargewichtes unterworfen.
Molekulargewicht: 852
P-Gehalt: 11,25%
N-Gehalt: 938%
Durch diese Werte wird bestätigt, daß das Hauptprodukt in diesem Beispiel die folgende Formel
Beispiel 14
45
252 g Melamin, 515 g (2,0 χ 3 Mol) an 35%igen
Formalin und 2 ml einer 10%igen wäßrigen Lösung von Natriumcarbonat wurden in den gleichen Kolben wie in
Beispiel 12 gegeben. Stickstoffgas wurde langsam unter % Rühren des Inhalts des Kolbens eingeblasen und die
Temperatur des Inhalts auf 650C erhöht
Nad) etwa 30 Minuten wurde der Inhalt transparent
Dann wurde Butanol tropfenweise zugegeben, so daß der Inhalt nicht opak wurde, und nach einer Stunde
wurde weiteres Butanol zugesetzt, bis die Gesamtmenge an Butanol 962g (2,0 χ 74 Mol) erreichte.
Der Kolben wurde erhitzt und etwa 300 g Wasser wurden entfernt, indem Wasser und Butanol azeotrop
abdestilliert wurden. M
Zu diesem Zeitpunkt wurden 03 ml Ameisensäure
vom Oberteil der Rektifizierkolonne und 100 ml Benzol
vom Oberteil des RückfluBkühlers zugesetzt
Nach einer azeotropen Destillation von 15 Stunden
destillierte kaum mehr Wasser ab und dann wurden β5
Benzol und Methanol entfernt, bis die Temperatur des Inhalts II8°C erreicht hatte. Nach der Abkühlung
wurden die unlöslichen Materialien abfiltriert und besitzt.
(IX)
374 g (2,0 MoI) Benzoguanamin, 127 g (2,0 χ 2 Mol)
an 95%igen Paraformaldehyd, 1280 g (2,0 χ 20 Mol)
Methanol und 0,1 g Natriumhydroxid wurden in einen 2000-mI-Vierhalskolben eingebracht, der mit Rührer,
Thermometer, Gaseinlaß und Rückflußkühler ausgestattet war. Stickstoffgas wurde langsam unter Rühren des
Inhaltes in den. Kolben eingeblasen. Wenn die Temperatur des Inhaltes auf 6O0C erhöht wurde, wurde
der Inhalt transparent Nach einer Stunde wurde 1,0 ml Ameisensäure zugesetzt und der Inhalt in der Weise
während 10 Stunden erhitzt, daß langsamer Rückfluß bewirkt wurde.
Nach der Abkühlung wurden die unlöslichen Materialien abfiltriert und dabei Dimethoxymethylbenzoguanamin erhalten.
Dann wurden ',14Og (2,0 χ 2MoI) 6,8-DiChIOr-^lO-dihydro-9-oxa-lü-phosphorphenanthren-lO-oxid in
einen 2000-mI-Vierhalskolben, der mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und Vakuumdestillationsöffnung,
die mit einer durch Trockeneis gekühlten Kältefalle ausgestattet war, versehen war. Das Innere des Kolbens
wurde bei einer Temperatur von 1700C und einem
Druck von 339 mbar gehalten. Das gesamte vorstehende Dimethoxymethylbenzoguanamin wurde langsam
bei dieser Temperatur eingetropft Hierbei wurden die flüchtigen Materialien praktisch vollständig aus dem
Reaktionsgemiscb entfernt, die dann in der Kältefalle
kondensiert wurden.
Nach Beendigung des Eintreffens wurde das
Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von 2000C
gebracht und bei dieser Temperatur ν Ihrend 5 Std. zur Beendigung der Umsetzung gehalten. Die Reaktionsprodukte wurden in ein rostfreies Gefäß bei dieser
Temperatur gegossen und abgekühlt Dabei wurde ein hellgelber durchsichtiger glasartiger Feststoff erhalten.
Erweichungspunkt: 105 bis 126° C
Gemäß Infrarotabsorptionsspektrum, Flüssigkeits-Chromatographie. Elementaranalyse und Bestimmung
des Molekulargewichts wurde bestätigt, daß das Hauptprodukt dem chlorsubstituierten Produkt der
Verbindung der Formel VIII entsprach und 76 Gewichts-% der Reaktionsprodukte ausmachte.
Molekulargewicht: 782;
Cl 18,5%, P 735%, N 9,0%.
50
1296 g (3,0 χ 2 Mol) HCA wurden in einen Vierhalskolben von 2000 ml Inhalt eingebracht, der mit Rührer,
Thermometer, Tropftrichter und einer mit einer Rektifizierkolonne von 4 cm Durchmesser und 20 cm
Füllhöhe ausgerüsteten Destillationsanlage ausgestattet war. Das Innere des Kolbens wurde bei einer
Temperatur von 1300C und einem Druck von 393 nibar
gehalten. M
Dann wurde eine Lösung von Dibutoxymethylmelamin in Butanol, welche aus 3 Mol Melamin und
3,0 χ 2 Mol Formaldehyd in der gleichen Weise, wie in Beispiel 14 erhalten worden war, unter Rühren des
Inhalts des Kolbens zugesetzt. Nach der Zugabe wurde h-,
der Kolbeninhalt langsam auf eine Temperatur von 200°C erhöht und dann wurde das Innere des Kolbens
unter Vakuum von 6,65 mbar gesetzt. Das Erhitzen
wurde weiterhin fortgesetzt und nach 6 Std. wurde der Inhalt in ein rostfreies Stahlgefäß gegossen und
abgekühlt
Das dabei erhaltene Produkt war ein praktisch farbloser transparenter glasartiger Feststoff.
Gemäß der Flüssigkeitschromatographie bestand das
Reaktionsprodukt aus etwa 35 Gew.-% des durch die Phosphorverbindung trisubstituierten Melamins (d. h.
Verbindung der Formel IX, χ = 1, y= 2), etwa 40 Gew.-%
des disubstituierten Melamins (d. h. x= 0, y= 2) und etwa
17 Gew.-% des monosubstituierten Melamins (d. h. Jf=O,
V=I).
Beispiel 17
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 12 wurde eine Kondensationsreaktion unter den Bedingungen von 2334 mbar, 235° C und 1,5 Std. unter
Anwendung von 1168 g (2,0 χ 2 Mol) 8-Phenyl-9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphorphenan thren-10-oxid und
2 Mol Dibutoxymethylbenzoguanamin ausgeführt
Ein gelber glasartiger Feststoff mit einem Erweichungspunkt von 145 bis 160° C wurde erhalten.
Gemäß der Flüssigkeitschromatographie und Elementaranalyse wurde bestätigt daß das Hauptprodukt
einer Verbindung der Formel I entsprach, worin R1 eine Phenylgruppe, R2 und R3 jeweils Wasserstoff, Z eine
Phenylgruppe und yden Wert 2 bedeuten.
Molekulargewicht: 800;
P 7,80%, N 8,8%.
Beispiel 18
Dieses Beispiel belegt daß die erfindungsgemäßen Verbindungen eine bemerkenswerte Flammverzögerung an synthetische Harze erteilen. Die Bewertung der
Flammverzögerung wurde durch Bestimmung der Trennzeit einer Testprobe nach dem Standard gemäß
Unterwriter's Laboratories Ine, Subjekt 94 (das
nachfolgend als Methode UL-94 bezeichnet wird) bestimmt
Die Probe hat 3,2 mm Dicke, 12,2 mm Breite und
552,4 mm Länge.
5 Gewichtsteile des Produktes mit einem Erweichungspunkt von 157°C, erhalten nach Beispiel 5,
wurden zu 100 Gewichtsteilen eines Polyäthylenterephthalats mit einem numerischen Durchschnittsmolekulargewicht von 27 000 zugegeben und in einer Brabender-Mflhle während 10 min vermischt Die Probe zum
Brenntest gemäß der Methode UL-94 wurde durch Behandlung der Verbindungen mittels Preßverformung
unter den Bedingungen von 290°, 200 kg/cm2 und 5 min erhalten.
Beim Brenntest trug die maximale Brennzeit 9,1 see
und durchschnittlich 4,1 see, so daß diese Probe mit V-O bezeichnet wird.
Die gleichen Tests wurden unter Anwendung der organischen Phosphorverbindungen in den in Tabelle I
angegebenen Mengen durchgeführt.
Zum Vergleich ist eine Probe ohne Anwendung der organischen Phosphorverbindung ebenfalls in Tabelle 1
aufgeführt.
Tabelle I | 27 30 | 371 | 22 | durch- | Bewertung | |
21 | Organische Phosphorverbindungen | schnitti., | ||||
see. | ||||||
Menge*) | Brenntest | 14,8 | V-I | |||
maximal, | 5,2 | V-I | ||||
Produkt von Beispiel 5 | see. | 11,5 | V-I | |||
Produkt von Beispiel 6 | - | SB | ||||
Produkt von Beispiel 6 | 2,0 | 22,8 | ||||
Ohne | 5,0 | 8,5 | ||||
2,0 | 18,0 | |||||
- | völlig | |||||
verbrannt | ||||||
*) Gewichtsteile auf (00 Gewichtsteile Polyäthylenterephthalat.
Beispiel 19
100 Gewichtsteile eines Phenolharzpu.'vers vom
Resoltyp und 4 Gewichtsteile des Produktes von Beispiel 7, mit einem Erweichungspunkt von 153° C
wurden in einer Brabender-Mühle bei 120° C während
10 min kompoundiert
Die Testprobe für die Methode UL-94 wurde durch Behandlung der Verbindungen mittels PreBverformung
unter den Bedingungen von 160 bis 170° C, 100 kg/cm2
und 3 min erhalten.
Beim Brenntest betrug die maximale Brennzeit 8,4 see
und der Durchschnitt 4,6 see, so daß diese Probe mit V-P
zu bewerten ist
Formkörper aus dem Harz, die die organische Phosphorverbindung nicht enthielten, verbrannten
vollständig und werden mit SB bewertet
Falls die Menge der organischen Phosphorverbindungen auf 2,0 Gew.-Teile verringert wird, beträgt die
maximale Brennzeit 28,5 see und durciischnittlich 18,4
see
100 Gewichtsteile eines Melaminpräpoiymerrn vom
Härtungstyp in einem Verhältnis von Formalin zu Melamin von 33 :1 und 4 Gewichtsteile des Reaktionsproduktes nach Beispiel 7 wurden bei 100° C während 5
min vermischt und der Preßverformung unter den Bedingungen von 155° C, 150 kg/cm- und 2 min unterworfen.
Die in dieser Weise erhaltene Probe wurde zum Brenntest verwendet Die maximale Brennzeit betrug
5,5 see und der Durchschnitt 2,0 see, so daß diese Probe
mit V-O bewertet wird.
Falls die Menge der organischen Phosphorverbindung auf 2,0 Gewichtsteile verringert wird, beträgt die
maximale Brennzeit 19,5 see und der Durchschnitt 12,0 see.
HN
R'-
NZP(OKOR2J2
hergestellt, worin die Reste R, Rt und R2 jeweils eine
Methylgruppe und Z einen Äthylenrest darstellen (Verbindung A; vgl. Chemical Abstracts, 81, 1974,
15 34 56a).
Die Bewertung der Flammenverzögerung der Verbindung A und der Verbindung der Formel VIII des
vorstehenden Beispiels 12, die nachstehend als Verbindung B bezeichnet ist, wurde durchgeführt
Zu 100 Gewichtsteilen eines modifizierten Polyphenylenoxydharzes mit einer Wärmeverformungstemperatur von 110°C wurden 4,0 Gewichtsteile der eo
Verbindung B zugegeben. Bei der Bewertung der Flammenverzögerung unter Anwendung der vorstei snd in Beispiel 18 angegebenen Arbeitsweise wurde
eine Bewertung von V-O ermittelt Die Wärmeverformungstemperatur von dieser Harzmasse war bei 108° C.
Andererseits waren S Gewichtsteile der Verbindung A νA 100 Gewichtsteile des vorstehend angegebenen
Harzes erforderlich, um den gleichen Grad an Flainmenverzögeoing wie bei der Verbindung B zu
erhalten. Darüber hinaus war auch die Wärmeverformungstemperatur auf 103° C erniedrigt
Diese Versuchsergebnisse belegen, daß die Verbindungen gemäß der Erfindung den Vorteil, verglichen mit
der Verbindung A1 besitzen* daß sie eine zufriedenste!=
lende Flammenverzögerung erteilen und gleichzeitig die Wärmeverformungstemperatur nur sehr gering
herabsetzen.
Claims (1)
- Patentansprüche:1. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte der Struktur der folgenden FormelN i C1-PCx (I)worin Z einen Rest8. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ri eine Methylgruppe, R3 eine tert-Butylgruppe und R3 ein Wasserstoffatom bedeuten.9. Verfahren zur Herstellung von phosphorhaltigen Kondensationsprodukten der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dehydratationskondensation von Organophosphorverbindungen entsprechend der Formel II(III)CH2OHworin Ri, R2 und R3 die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, mit Melamin oder Benzoguanamin durchgeführt wird.10. Verfahren zur Herstellung von phosphorhaltigen Kondensationsprodukten der Formel I, dadurch gekennzeichnet daß eine Erhitzungskondensation zwischen Organophosphorverbindungen entsprechend der Formel(II)CH2-darstellen, worin R,, R2 und Rj jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine Aralkylgruppe, Cyclohexyl- oder Phenylgruppe, Ardie Zahlen 0,1 oder 2 und /eine Zahl von 1 bis 4 bedeuten.2. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß Z eine Phenylgruppe ist und y einen Wert von 1 bis 2 besitzt.3. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß Z eine Gruppe — NH2-.X,, xdie Zahlen Ooder 1 und y eine Zahl von 1 bis 2 bedeuten.4. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste Ri. R2 und R] jeweils aus einem Wasserstoffatom bestehen.5. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste Ri und R} jeweils ein Chloratom und R3 ein Wasserstoffatom bedeuten.6. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ri, R2 und Rj jeweils eine lert.-Butylgruppe bedeuten.7. Phosphorhaltige Kondensationsprodukte nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß Ri eine Phenylgruppe und Rj und R] jeweils ein Wasscrsloffaiom bedeulen.(IV)worin Ri, R2 und R3 die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, und Alkoxymethylmeiaminen oder Alkoxymethylbenzoguanaminen durchgeführt wird.11. Flammverzögernde Harzmasse, bestehend aus einem normalerweise brennbaren synthetischen Harz und einer geeigneten Menge an phosphorhaltige η Kondensationsprodukten der FormelN NH4. C Cworin Z einen RestNil, ,X,und X einen Restnen Formel I(U)IOI CIl C
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