DE2111202C3 - Flammabweisender thermoplastischer Polyester - Google Patents
Flammabweisender thermoplastischer PolyesterInfo
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Description
HO
OH
HO
(I)
(H)
is
20
25 mit zum Beispiel Phosphonsauredichloriden in Gegenwart eines Katalysators erhalten worden sind, harte,
spröde und sich teilweise zu flaminf esten Fasern zieheniassende
Kunstharze bilden. Anhand der mitgeteilten Eigenschaften ließ sich nicht erwarten, daB die spröden
und harten Kunstharze mit thermoplastischen Polyestern verträglich sind.
Aufgabe der Erfindung war es, einen neuen flammabweisenden thermoplastischen Polyester mit einem
Gehalt an phosphorhaltigen Zusätzen zur Verfügung zu stellen, der gegenüber den herkömmliche phosphorhaltige Zusätze enthaltenden Polyestern einen nur gering
fügig erniedrigten Polykondensationsgrad besitzt und beim Spritzgießen, wie Schmelzspinnen, nur wenig ver-
schüchterte physikalische und chemische Eigenschaften zeigt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung
gelöst
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flammabweisender thermoplastischer Polyester mit einem Ge-
halt an phosphorhaltigen Zusätzen, der dadurch gekennzeichnet
ist, daB er als flammhemmenden Zusatz 0,4 bis 4 Gewichtsprozent, ausgedrückt als Phosphor
und bezogen auf die Polyesterkomponente, mindestens eines Polyarylenphosphonats mit einem Polykondensationsgrad
von mindestens 6 enthält, das sich von mindestens einem zweiwertigen Phenol oder Naphthol der
Formeln I bis IV
(IV)
als Diolkomponente ableitet, wobei Y eine
Methylen- oder Sulfonylgruppe oder einen C2-6-Alkyliden-
oder -Cycloalkylidenrest bedeutet und die Benzolringe gegebenenfalls durch einen oder r>
mehrere Alkylreste substituiert sind.
40
Da die meisten der in breitem Umfang zu Herstellung von z. B. Fasern oder Folien eingesetzten thermoplastischen
Polyester, wie Polyäthylenterephthalat, 4Ί entflammbar sind, besteht ein großes Interesse an
flammabweisenden Polyestern dieses Typs.
Um Polyestern flammabweisende Eigenschaften zu verleihen, wurden ihnen bisher die verschiedensten
Verbindungen einverleibt, z. B. Halogen-, Phosphor- w oder Metallverbindungen. Von diesen Verbindungen
besitzen gegebenenfalls Halogenatome aufweisende Phosphorsäure-, Phosphorigsäure- und Phosphonsäureester
eine relativ starke flammhemmende Wirkung. Wenn man einen Polyester, der einen der vorgenannten «
Ester phosphorhaltiger Säuren enthält, jedoch aus dessen Schmelze spritzgießt, z. B. schmelzspinnt, findet
zwischen dem Polyester und dem Ester der phosphorhaltigen Säure eine Umesterung statt, wodurch der
Polykondensationsgrad und die Schmelzviskosität des w> Polyesters verringert werden. Dies hat zur Folge, daß
der Polyester entweder sehr schlecht versponnen werden kann oder daß beim Verspinnen Fäden von
schlechter Qualität erhalten werden, bei deren Verwendung Schwierigkeiten auftreten. μ
Aus Chemical Abstracts 54 (1960). Spalte 15999 f, war bekanntgeworden, daß Polymere, die durch Kondensation
einer aromatischen Dihydroxyverbindung HO
OH
HO
OH
HO OH
OH
(D
(H)
(HI)
(IV)
als Diolkomponente ableitet, wobei Y einen Methylenoder Sulfonylrest oder einen C2_ä-Alkyliden- oder
-Cycloalkylidenrest bedeutet und die Benzolringe gegebenenfalls durch einen oder mehrere Alkylreste, vorzugsweise
Ci-4-Alkylreste, insbesondere Methylgruppen, substituiert sind.
Obwohl die flammabweisenden thermoplastischen Polyester der Erfindung als flammhemmendes Mittel
eine Phosphorverbindung enthalten, besitzen sie nur einen ganz geringfügig erniedrigten Polykondensationsgrad,
und auch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften beim Spritzgießen bzw. Schmelzspinnen
sind nur sehr wenig verschlechtert
Spezielle Beispiele für die zweiwertigen Phenole oder Naphthole der Formeln I bis IV, von denen sich die
erfindungsgemäß eingesetzten Polyarylenphosphonate ableiten, sind
Hydrochinon, Resorcin,
4,4'-Dihydroxybiphenyl, 4,4'-Methylenbisphenol, 4,4'-Äthylidenbisphenol,
4,4'lsopropylidenbisphenol,
4,4'-Cyclohexylidenbisphenol,
4,4'lsopropylidenbisphenol,
4,4'-Cyclohexylidenbisphenol,
21 Π
W-Methylenbisphenol,
4,4'- Dihydroxydiphenylsulfon.
2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
3,3'-Dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenyIsulfon,
2<2'-Dimethyl-4,4'-dihydroxy-5,5'-di-tert-butyldiphsnylsulfon.
4,4'- Dihydroxydiphenylsulfon.
2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
3,3'-Dimethyl-4,4'-dihydroxydiphenyIsulfon,
2<2'-Dimethyl-4,4'-dihydroxy-5,5'-di-tert-butyldiphsnylsulfon.
2,2'-Dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyIsulfon,
33',5,5'-Tetramethyl-4,4'-dihydroxydiphenylsulfon, 1,5-Dihydroxynaphthalin und
2,7-Dihydroxynaphthalin.
33',5,5'-Tetramethyl-4,4'-dihydroxydiphenylsulfon, 1,5-Dihydroxynaphthalin und
2,7-Dihydroxynaphthalin.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyarylenphosphonate
sollen, wie erwähnt, einen Polykondensationsgrad von mindestens 6 aufweisen. Der Polykondensationsgrad
wird dabei aus dem Molekulargewicht errechnet, das durch Dampfdruck-Osmometrie unter Verwendung
von Chloroform als Lösungsmittel bei 35° C bestimmt wird. Polyarylenphosphonaie mit einem PoIykondensationsgrad
unterhalb 6 sind unbeständig, und die Viskosität von Polyestern, denen derartige
Phosphonate einverleibt werden, wird beträchtlich erniedrigt Erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzt werden
Polyarylenphosphonate mit einem Polykondensationsgrad von mindestens 10.
Besonders bevorzugt werden eine Sulfonylgruppe aufweisende Polyarylenphosphonate, da diese bessere
flammhemmende Eigenschaften aufweisen als irgendein Polyarylenphosphonat ohne Sulfonylgruppe. Bei der
Herstellung der Polyarylenphosphonate wird daher vorzugsweise eine Verbindung der allgemeinen Forme} jo
UIa (Y in Formel III-Sulfonylgruppe) allein oder in Form eines Gemisches mit einem anderen der vorgenannten
zweiwertigen Phenole oder Naphthole eingesetzt, das mehr als 30 Mc'-%, insbesondere mehr als 50
Mol-%, der Verbindung der allgemeinen Formel IHa js
enthält.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß
eingesetzten Polyarylenphosphonate besteht darin, daß man mindestens eines der vorgenannten
zweiwertigen Phenole oder Naphthole der Formeln I bis IV mit einem Dihalogenphosphinoxid der
allgemeinen Forme! V
Il
R-P(-X)2
(V)
45
in der R einen Arylrest, vorzugsweise C6_i2-Arylrest,
bedeutet und die Reste X Chlor- oder Bromatome sind, unter Anwendung etwa äquimolarer Anteile zunächst
bei Temperaturen von 100 bis 200°C und Atmosphärendruck und anschließend bei Temperaturen von 150 bis
250°C und Atmosphärendruck oder vermindertem Druck in einer Atmosphäre eines Inertgases oder
wasserfreier Luft zur Umsetzung bringt. Beispiele für Reste R (Formel V) sind der Phenylrest und niedere
Alkylphenylreste, wie der Tolylrest und der Naphthylrest. Das vorgenannte Verfahren wird vorzugsweise in
Gegenwart eines Katalysators, wie Magnesiumchlorid oder Calciumchlorid, durchgeführt. Spezielle Beispiele μ>
für die Verbindungen der Formel V sind Phenyldichlorphosphinoxid und Phenyldibromphosphinoxid. Phenyldichiorphosphinoxid
wird bevorzugt eingesetzt. Gemäß einer abgewandelten Methode führt man die vorgenannte
Umsetzung durch, indem man das Dihalogen- b5 phosphinoxid der allgemeinen Formel V in Form einer
Lösung (in z. B. Methylendichlorid) unter Rühren mit mindestens einem der in Form wäßriger Lösungen ihrer
Alkalisalze vorliegenden Phenole oder Naphthole der
Formeln I bis FV der Grenzflächenpolymerisation unterwirft
Die flamsTiabweisenden thermoplastischen Polyester der Erfindung enthalten vorzugsweise 0,6 bis 3 Gewichtsprozent
(ausgedrückt als Phosphor und bezogen auf die Polyesterkomponente) der vorgenannten Polyarylenphosphonate.
Die Polyarylenphospiionate werden den Polyestern vorzugsweise zugesetzt, nachdem
deren Polykondensation beendet ist
Die erfindungsgemäßen flammabweisenden Polyester können die verschiedensten thermoplastischen
Polyesterkomponenten enthalten. Erfindungsgemäß bevorzugte Polyesterkomponenten sind Polyethylenterephthalat,
zur Faserherstellung geeignete Polyester-Copolymere mit einem Anteil von mindestens
80 Mol-% an Äthylenterephthalat-Einheiten, PoIy-1 ^-Cyclohexylidendimethylenterephthalat, Polyäthylensebacat
und Polyäthylenadipat
Wenn die flammabweisenden Polyester der Erfindung nach dem Schmelzspinnverfahren verarbeitet
werden sollen, achtet man bei der Zugabe des PoIyarylenphosphonats
zweckmäßig darauf, daß dieses so kurz wie möglich den Bedingungen der Schmelze unterworfen
wird. Es ist ferner günstig, wenn man das Polyarylenphosphonat der Polyesterkomponente nach Beendigung
der Polykondensation und unmittelbar vor dem Verspinnen zusetzt. Bei einer zu Beginn oder in
einer mittleren Stufe der Polykondensation durchgeführten Zugabe besteht die Gefahr, daß sich der Polyester
verfärbt und daß der Reaktionsablauf hinausgezögert wird. Wenn die Zugabe in der Endstufe der Polykondensation
vorgenommen wird, kann sich die Viskosität des Polyesters verringern, und seine Verfärbung
durch die Einwirkung von UV-Licht kann ansteigen.
Man kann die vorgenannten Polyarylenphosphonate den thermoplastischen Polyestern in Form von Pellets
einverleiben. Zur Herstellung der Pellets werden die Polyarylenphosphonate schmelzpolykondensiert, anschließend
aus einer am unteren Ende des Reaktors angeordneten Düse mittels Druckstickstoff extrudiert
und schließlich im heißen Zustand zerkleinert. Nach einer abgewandelten Methode wird eine Lösung des
betreffenden Polyarylenphosphonats in z. B. Chloroform oder Tetrachloräthan in ein Nicht-Lösungsmittel,
wie Methanol, eingegossen, und das dabei ausgefallene Pulver wird — gegebenenfalls nach Verarbeitung zu
Tabletten — mit Hilfe eines Extruders zu Pellets verarbeitet.
Man kann die flammabweisenden Polyester der Erfindung, welche die vorgenannten Polyarylenphosphonate
bereits enthalten, als solche dem Schmelzspinnverfahren unterwerfen. Vorzugsweise verarbeitet man
die Polyester jedoch zuvor zu Pellets. Die bei der Schmelzverspinnung erhaltenen Fäden sind nur geringfügig
verfärbt und weisen einen sehr wenig erniedrigten Polykondensationsgrad auf. Auch bei Einwirkung von
UV-Licht verfärben sich die Fäden nur sehr wenig. Man kann die vorgenannten Polyarylenphosphonate jedoch
auch während des Verspinnens der geschmolzenen Polyesterkomponente zusetzen.
Die thermoplastischen Polyester der Erfindung besitzen außer ihrer hervorragenden flammabweisenden
Eigenschaften eine gute Affinität gegenüber kationenaktiven Farbstoffen und Dispersionsfarbstoffen und
weisen eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Noppen- oder Knölchenbildung (»pilling«) nach der
21 Π
Einfärbung bei hohen Temperaturen oder einer Bleichung auf.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Teilangaben beziehen sich auf das Gewicht.
In den Beispielen wird die Viskositätszahl [η] der
Polyester in einem Gemisch aus 3 Teilen Phenol pro 2 Teile Tetrachloräthan bei 3O0C bestimmt.
Die flammabweisenden Eigenschalten werden mittels der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtung wie folgt
bestimmt:
1) Bestimmung der Weiterbrennzeit und des Anteils des unverbrannten Rückstands
Jeweils 1 g des zu prüfenden Polyesters wird in Pulverform (Teilchengröße = etwa 0,84 mm) in das
kegelförmige Gefäß 1 gegeben, das aus Draht aus korrosionsbeständigem Stahl Nr. 36 (0,297 mm) besieht.
Der untere Teil des Gefäßes 1 wird 20 Sekunden mit der Butan-Gasflamme 3, die Luft enthält und aus dem
Mikrobrenner 2 (Öffnungsdurchmesser = 6 mm) durch eine Blende eines Durchmessers von 2 mm zugeführt
wird, in Berührung gebracht. Die Form des Gefäßes 1, der Umfang der Butan-Gasflamme 3 und der Abstand
zwischen dem unteren Ende des Gefäßes 1 und der Butan-Gasflamme 3 sind ebenfalls in der Zeichnung
gezeigt. Die Temperatur des mit dem Gefäß 1 in Berührung stehenden oberen Teils der Flamme beträgt
etwa 7500C. Hin Teil des zu prüfenden Polyesters wird
zum Schmelzen gebracht und tropft auf eine Aluminiumfolie 4 herab. Der im Gefäß und auf der Aluminiumfolie
verbleibende unverbrannte Rückstand wird gewogen, und sein prozentualer Anteil, bezogen auf das
Anfangsgewicht der Polyesterprobe, wird ebenso wie die Weiterbrennzeit nach der Entfernung der Flamme
zur Bestimmung der flammabweisenden Eigenschaften j-,
herangezogen.
2) Stützwendel-Prüfverfahren . (Japanisches Feuerschutzgesetz, Verordnung 4-3-4)
Ein glattes Gewebe aus Fäden aus dem zu prüfenden Polyester, das eine Breite von 10 cm und ein Gewicht
von 1 g aufweist, wird zusammengerollt und in eine aus gehärtetem korrosionsbeständigen Stahl bestehende
und einen Innendurchmesser von 10 mm, eine Ganghöhe von 2 mm und eine Länge von 15 cm aufweisende
Stützwendel hineingegeben. Die Wendel wird dann in einer luftzuggeschülzten Kammer in einem Winkel von
45° aufgehängt. Der zu prüfende Polyester wird mit . einem Brenner angezündet, der so zugeführt wird, daß
die Spitze der 45 mm langen Flamme mit dem unteren Ende des zu prüfenden Polyesters in Berührung gebracht
wird. Als Brennstoff wird Flüssiggas verwendet. Das Zünden wird in der vorstehend beschriebenen
Weise so oft wiederholt, bis die Probe nicht mehr brennt. Dann wird die Wendel so lange mit der Flamme
kontaktiert, bis der untere Teil der Probe bis zu einer Länge von 9 cm vollständig verbrannt ist. Wenn die
Anzahl der Berührungen mit der Flamme 3 oder mehr beträgt, werden die flammabweisenden Eigenschaften to
des geprüften Polyesters als befriedigend angesehen.
3) Sauerstoff-Index »n« (in °/o)
Der Sauerstoff-Index »n« wird gemäß der ASTM-Prüfnorm
D-2863-70 bestimmt. Dabei wird ein Tuch aus *5 einem glatten Gewebe verwendet, das aus dem zu prüfenden
Polyester besteht, eine Länge von 10 cm und eine Breite von 5 cm aufweist und eng in der Form eines
Stabes aufgerollt wurde.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts des PoIyarylenphosphonats
wird durch Dampfdruck-Osmometrie in Chloroform bei 35°C gemessen, und der PoIykondensationsgrad
wird daraus bestimmt.
Herstellung von flammhemmenden Mitteln
Methode 1
Methode 1
Ein Gemisch aus 1 Mol Phenyldichlorphosphinoxid und 0,96 Mol eines zweiwertigen Phenols oder Naphthols
(A bis F; vgl. Tabelle 1) wird in Gegenwart von Calciumchlorid im Stickstoffstrom 4 Stunden auf 150°C
und anschließend 15 Stunden auf 1800C erhitzt. Danach wird das Reaktionsgemisch weitere 2 Stunden bei vermindertem
Druck auf 2000C erhitzt. Man erhält flammhemmende
Mittel (vgl. Tabelle I).
Methode 2
Ein Gemisch aus 21,6 Teilen Hydrochinon, 42,2 Teilen Phenoxydichlorphosphinoxid und 0,3 Teilen Calciumchlorid
wird im Stickstoffstrom 19 Stunden auf 1500C und anschließend 4 Stunden bei vermindertem Druck
auf 1500C erhitzt. Man erhält ein flammhemmendes Mittel (d; vgl. Tabelle I).
Methode 3
1 Mol einer Phosphorverbindung (e bis g; vgl. Tabelle I) wird 3 Stunden im Stickstoffstrom bei Raumtemperatur
mit 0,96 Mol 1,4-Butandiol umgesetzt und anschließend 1 Stunde bei vermindertem Druck auf
4O0C erhitzt. Man erhält flammhemmende Mittel (vgl. Tabelle I).
Methode 4
Ein Gemisch aus Phenyldichlorphosphinoxid und einem zweiwertigen Phenol (h bis j; vgl. Tabelle I), das
ein Molverhältnis Phenol/Phosphinoxid von !,13:1 aufweist, wird gemäß Methode 1 verarbeitet. Man erhält
flammhemmende Mittel (vgl. Tabelle I).
Methode 5
Ein Gemisch aus 0,027 Mol Phenoxydichlorphosphinoxid, 0,025 MoI eines zweiwertigen Phenols (c und
k; vgl. Tabelle I) und 25 mg Calciumchlorid wird 2 Stunden im Stickstoffstrom auf 15O0C, 2 Stunden auf 185° C
und schließlich 15 Stunden auf 2000C erhitzt Danach wird der Druck innerhalb von 4 Stunden auf unterhalb
6,7 mbar verringert und das Reaktionsgemisch wird weitere 90 Minuten auf 22O0C, 80 Minuten auf 2400C
und schließlich 60 Minuten auf 2500C erhitzt Man erhält flammhemmende Mittel (vgl. Tabelle I). Die
flammhemmenden Mittel c bis k sind erfindungsgemäß
nicht geeignet (Vergleichssubstanzen).
In Tabelle 1 sind ferner zwei bekannte flammhemmende
Mittel, d.h. Triphenylphosphat (a) und Diphenylbenzolphosphonat (b) (Benzolphosphonsäurediphenylester),
aufgeführt.
Produkt | Eingeüetztes zweiwertiges Phenol | Phosphorverbindung | Fp, °C | PoIy- | Phosphor | Herstel |
oder Naphthol | konden- | gehalt, Va | lungs- | |||
sations- | methode | |||||
grad |
A
B
C
D
E
F
Resorcin
4,4'-E>ihydroxydiphenyI
4,4'-iüopropyiidenbisphenoi
1,5-Dihydroxynaphthalin
Hydrochinon (0,48 MoI) und
4,4'- Isopropylidenbisphenol
(0,48 Mol)
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenyldichiorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
phosphon;il
Phenoxydichlorphosphinoxid
Phenoxydichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenoxydichlorphosphinoxid
Methyldichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Phenyldichlorphosphinoxid
Hydrochinon (0,565 MoI) und Phenyldichlor-4,4'-Isopropylidenbisphenol phosphinoxid
(0,565 Mol)
4,4'-Isopropylidenbis- Phenoxydichlor-
(2,6-dibromphenol) phosphinoxid
4,4'-Isopropylidenbis-(2,6-dichlorphenol)
Hydrochinon
1,4-Bt.tandiol
1,4-Butandiol
1,4-Butandiol
Hydrochinon
4,4'-IsopropylidenbisphenoI
120 | 32 | 13,35 | 1 |
88 | 40 | 13,34 | 1 |
110 | 16 | 10,00 | 1 |
105 | 14 | 8,83 | 1 |
195 | 9 | 10,86 | 1 |
87 | 15 | 10,60 | 1 |
49 |
1
1 |
||
170 | 7,7 | 5 | |
45 | 20 | 2 | |
") | 9 | 3 | |
") | 7 | 3 | |
") | 10 | 3 | |
105 | 5 | 4 | |
60 | 3,5 | 4 | |
90 | 4,4 | 4 |
194
*) Bei der bei vermindertem Druck durchgeführten Hitzebehandlung wird bei 250°C gearbeitet.
") Bei Raumtemperaiur flüssig.
Methode 6
Ein Gemisch aus 36 Teilen 4,4'-DihydroxydiphenyI-sulfon, 29,3 Teilen Phenyldichlorphosphinoxid und
0,2 Teile Calciumchlorid wird im Stickstoffstrom 90 Minuten auf 1500Q dann 30 Minuten auf 1700C und
schließlich 30 Minuten auf 19O0C erhitzt Nach der Erhöhung der Temperatur auf 250° C innerhalb von 30 Minuten hält man das Reaktionsgemisch 10 Minuten bei
etwa 133 mbar bei dieser Temperatur. Zur Angleichung an Atmosphärendruck wird dann Stickstoffgas eingeleitet Anschließend wird das Reaktionsgemisch abgekühlt Man erhält eine braune feste Substanz (flammhemmendes Mittel A') mit einem Molekulargewicht von
5800, einem Polykondensationsgrad von 15 und einem Fp. von 187°C
Methode 7
Eine Lösung von 20 g des flammhemmenden Mittels A' in 50 ml Chloroform wird in 300 ml Methanol eingegossen. Dabei bildet sich ein Niederschlag, den man
abfiltriert, gut mit Methanol wäscht und bei vermindertem Druck trocknet Dabei erhält man 19 g eines
weißen Pulvers (flammhemmendes Mittel B') mit einem Molekulargewicht von 7400, einem Polykondensationsgrad von 19^ und einem Fp. von 175°C
Methode 8
fc5 Ein Gemisch aus 1 Mol Phenyldichlorphosphinoxid,
0,48 Mol 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 0,48 Mol Resorcin und einer katalytisch wirksamen Calciumchloridmenge wird 4 Stunden im Stickstoffstrom auf 15O0C,
15 Stunden auf 180° C und schließlich 2 Stunden bei vermindertem
Druck auf 200°C erhitzt. Das erhaltene Produkt (flammhemmendes Mittel C) besitzt einen PoIykondensationsgrad
von 18 und einen Fp. von 140 bis 150° C.
Methode 9
Ein Gemisch aus 40 Teilen 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 29,3 Teilen Phenyldichlorphosphinoxid und 0,25
Teilen Calciumchlorid wird im Stickstoffstrom 90 Minuten auf 150° C, 30 Minuten auf 180° C und schließlich 30
Minuten auf 200°C erhitzt. Danach hält man das Gemisch 10 Minuten bei vermindertem Druck und stellt
dann den Atmosphärendruck durch Einleiten von St'nkstoffgas wieder her. Schließlich kühlt man das Reiiktionsgemisch
ab, wobei man eine braune, feste Substanz (flammhemmendes Mittel Y) mit einem Molekulargewicht
von 2150, einem Polykondensationsgrad von 5,8 und einem Fp. von 17O0C erhält. Das flammhemmende
Mittel Y dient als Vergleichssubstanz.
Methode 11
Durchschnitts-Polykondensationsgrad von 22,2 und einem Fp. von 204°C.
Methode 10
Ein Gemisch aus 2100 g 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
371 g 2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, 1950 g Phenyldichlorphosphinoxid, 7 g Calciumchlorid und 3,6 Liter
1,1,2,2-Tetrachloräthan wird innerhalb von etwa 8 Stunden bis zur Siedetemperatur des 1,1,2,2-Tetrachloräthans
erhitzt. Das Gemisch wird dann 7 Stunden unter Rückfluß erhitzt und anschließend mit 5,4 Liter
1,1,2,2-Tetrachloräthan verdünnt. Die dabei erhaltene Lösung wird in etwa 90 Liter Methanol eingetropft,
wobei sich ein Niederschlag bildet, den man abfiltriert und trocknet. Man erhält ein weißes Pulver (flammhemmendes
Mittel D') mit einem Molekulargewicht von 10 300, einem Durchschnitts-Polykondensationsgrad
von 27,7 und einem Fp. von 180° C.
40
Ein Gemisch aus 25 g Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 18,3 g Phenyldichlorphosphinoxid und
100 mg Calciumchlorid wird innerhalb von 7 Stunden im
Stickstoffstrom auf Temperaturen von 140 bis 250°C 4-, erhitzt und anschließend 15 Stunden bei einem Druck
von unterhalb 6,7 mbar auf 26O0C erhitzt. Dabei erhält man eine gelbbraune feste Substanz mit einem Durchschnitts-Molekulsrgewicht
von 7300. Die feste Substanz (30 g) wird in 70 ml Chloroform gelöst und die erhaltene
Lösung in 700 ml Methanol eingetropft. Dabei bilden sich 27 g eines Niederschlags (flammhemmendes
Mittel E') mit einem Molekulargewicht von 8900, einem Methode 12
Ein Gemisch aus 15,3 g Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon,
10,2 g Phenyldichlorphosphinoxid und 300 mg Calciumchlorid wird gemäß Methode 11 aufgearbeitet.
Dabei erhält man eine gelbbraune feste Substanz. Diese Substanz (19 g) wird in 50 ml Chloroform
gelöst, und die erhaltene Lösung wird in 500 ml Methanol eingetropft, wobei 15 g eines Niederschlags
(flammhemmendes Mittel F') mit einem Durchschnitts-Molekulargewicht von 4200, einem Durchschnitts-Polykondensationsgrad
von 9,7 und einem Fp. von 223° C erhalten werden.
Methode 13
Unter Anwendung der Methode 6, wobei man jedoch anstelle von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon Resorcin
verwendet, erhält man eine gelbe feste Substanz (flammhemmendes Mittel Z') mit einem Polykondensationsgrad
von 25 und einem Fp. von 70 bis 80° C.
Ebenfalls unter Anwendung der Methode 6, jedoch unter Verwendung von 4,4'-lsopropylidenbisphenol anstelle
von 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon, erhält man eine gelbe feste Substanz (flammhemmendes Mittel N')
mit einem Polykondensationsgrad von 10 und einem Fp.
von 100 bis 110°C
Methode 14
Eine Lösung von 3,5 kg des gemäß Methode 10 hergestellten
Produkts (Molekulargewicht = 11 000) in
21 Liter Chloroform wird mit 17,5 Liter Methanol versetzt, und das erhaltene Gemisch wird gerührt Die
obere Schicht des Gemisches wird dann abdekantiert und die untere Schicht in Methanol eingetropft, wobei
man etwa 2730 g eines weißen Pulvers (flammhemmendes Mittel H') erhält. Der oberen Schicht werden 2,7 Liter
Methano! zugesetzt, und das erhaltene Gemisch wird gerührt Der durch Eindampfen der unteren
Schicht bei vermindertem Druck erhaltene Rückstand wird nachstehend als »flammhemmendes Mittel I'« bezeichnet.
Die obere Schicht wird in der vorstehend beschriebenen Weise zur Wiederholung der Auftrennung
mit der aus Tabelle II ersichtlichen Methanolmenge weiterbehandelt Die abgetrennten Produkte werden
nachstehend als »flammhemmende Mittel ]' bzw. K' bzw. L' bzw. M'« bezeichnet Die Ausbeuten und physikalischen
Eigenschaften dieser fiammhemmenden Mittel sind ebenfalls aus Tabelle II ersichtlich.
Flammhemmendes
Mittel
Zugesetzte Methanolmenge, Liter
Ausbeute, g
Durchschnitts-Molekular
gewicht
Durchschnitts-
Polykondensationsgrad
H' | 17,5 | 2730 | 11780 | 31.7 |
I' | 2,7 | 290 | 4500 | 12,1 |
]' | 0.87 | 140 | 4 320 | 11,6 |
K' | 1.17 | 98 | 3 970 | 10.7 |
L' | 2,27 | 60 | 3070 | 83 |
M' | Eindampf | 182 | 1350 | 3.6 |
rückstand |
Polyethylenterephthalat (Viskositätszahl - 0,62 dl/g),
das unter Verwendung von Zinkacetat und Antimontrioxid als Katalysatoren hergestellt wurde, wird zu
einem Pulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,84 mm verarbeitet und in dieser Form mit einem flammhemmenden Mittel (vgl. Tabelle III) vermischt Das erhal-
tene Gemisch wird 16 Stunden bei Temperaturen von
110 bis 120DC und einem Druck von 0,13 mbar in einer
Glasampulle getrocknet Das trockene Gemisch wird dann im Stickstoffstrom bei 275° C geschmolzen, 20 Minuten gerührt und schließlich abgekühlt Dabei erhält
man flammabweisendes Polyäthylenterephthalat Die Viskositätszahl und flammabweisenden Eigenschaften
sind ebenfalls aus Tabelle III ersichtlich.
Tabelle III | Anteil | Viskositätszahl | Flammabweisende Eigenschaften | unverbrannter |
Flammhemmendes Mittel | Weiterbrenn- | Rückstand | ||
Art | zeit | C% | ||
_ | dl/g | S | 77 | |
10,0 | 0,61 | 36 | 94 | |
10,0 | 0,62 | 1 | 94 | |
A | U.0 | 0,61 | 1 | 92 |
B | 10,0 | 0,62 | 10 | 91 |
C | 10,0 | 0,61 | 17 | 92 |
D | 10,0 | 0,61 | 10 | 92 |
E | 53 | 0,60 | 12 | |
F | 6,5 | 0,50 | ||
a | 9,2 | 030 | ||
b | 63 | 031 | ||
C | 5,0 | Gelbildung | ||
d | 5,0 | 0,43 | ||
e | 5,0 | 0,40 | ||
f | 10,0 | 0,40 | ||
g | 53 | 0,52 | ||
h | 10,0 | 0,54 | ||
i | ·) Gewichtsprozent, bezogen | 0,51 | ||
j | auf die eingesetzte Probe. | gestreckt, wobei ei | ||
Beispiel 2 | 43fache | seiner Länge | ||
40
Polyäthylenterephthalat (vgl. Beispiel 1) wird mit einem flammhemmenden Mittel (vgl. Tabelle IV) vermischt, und das Gemisch wird mittels einer Spinnmaschine vom Extrudertyp schmelzversponnen. Bei
dieser Methode beträgt die Temperatur des Zylinders 270° C und jene der Düse 280° C Die Verweilzeit im
Extruder beträgt etwa 15 Minuten. Der erhaltene Spinnfaden wird auf einer 90°C heißen Platte auf das
einem Titer von etwa 93 dtex erhalten wird. Die physikalischen Eigenschaften dieses Garnes werden dann
bestimmt Die flammabweisenden Eigenschaften der aus dem Garn erhaltenen Strick- bzw. Wirkware werden nach der vorstehend beschriebenen Stützwendel-Prüfmethode bestimmt und anhand der Anzahl zur vollständigen Verbrennung der Ware benötigten Berührungen mit der Flamme wiedergegeben. Die Ergebnisse
sind aus Tabelle IV ersichtlich.
Flammhemmendes Mittel | Anteil | Eigenschaften | , der Garne | Flammabweisende |
Art | Festigkeit | Reißdchming | eigenschaften (Anzahl der |
|
im trockenen | im trockenen | Berührungen | ||
% | Zustand | Zustand | mit der Flamme) | |
0 | g/dtex | % | S | |
73 | 53I | 173 | 1 | |
A | 73 | 534 | 143 | 6 |
B | 73 | 5,89 | 153 | 6 |
k | 73 | 4,76 | 16,6 | 6 |
d | 731 | Verspinnen | wegen Gelbildung | undurchführbar |
e | 73 | |||
f | 73 | Verspinnen | wegen Abreißen der Garne | |
g | 73 J | undurchführbar | ||
h | ||||
Bei Verwendung des Flammbemmenden Mittels k
kann das Verspinnen durchgeführt werden, bei längerer Durchführung haften jedoch unlösliche Verunreinigungen am Filter der Spinnmaschine und verstopfen dieses.
Beispiet 3
Polyethylenterephthalat (Viskositätszahl = 0,63 dl/g)
wird zu einem Pulver mit einer Teilchengröße unterhalb 0,841 mm verarbeitet und in dieser Form mit den
flammhemmenden Mitteln A' bzw. B' bzw. Y vermischt
Die erhaltenen Gemische werden jeweils 16 Stunden bei Temperaturen von UO bis 1200C und einem Druck
von 0,13 mbar in einer Glasampulle getrocknet Die trockenen Gemische werden dann 30 Minuten im Stickstoffstrom bei 2800C gut verknetet und anschließend
abgekühlt Dabei erhält man flammabweisendes Polyethylenterephthalat, dessen Viskositätszahl und flammabweisende Eigenschaften aus Tabelle V ersichtlich
sind.
Hammhemmendes Mittel
Art Anteil*)
dl'g
Weiterbrennzeit
unverbrannter Rückstand
— | 0 | 0,63 | 36 | 76 |
A' | 9 (0,78) | 0,50 | 0,5 | 97 |
B' | 7 (0,60) | 0,52 | 2 | 97 |
Y | 8 (0,70) | 0,40 | 0,5 | 98 |
*) Anteil in Gewichtsprozent; die Zahlen in Klammern beziehen sich
<uf die Phosphormenge.
Die in Tabelle V aufgeführten Werte zeigen, daß die Viskositätszahl des Polyäthylenterephthalats bei Verwendung des flammhemmenden Mittels Y (Vergleichssubstanz) stark erniedrigt wird, obwohl die flammab-
weisenden Eigenschaften befriedigen.
Polyethylenterephthalat (Viskositätszahl = 0,62 dl/g) r>
wird zu einem Pulver mit einer Teilchengröße unterhalb 0,841 mm verarbeitet und in dieser Form mit
10 Gewichtsprozent (entsprechend 1,06% Phosphor) des flammhemmenden Mittels C vermischt. Das erhaltene Gemisch wird gemäß Beispiel 1 behandelt, wo-
bei man das Kneten jedoch 20 Minuten bei 275°C durchführt. Man erhält flammabweisendes Polyethylenterephthalat, dessen Viskositätszahl 0,6 dl/g beträgt und das
eine Weiterbrennzeit von 6 Sekunden und einen Anteil an unverbranntem Rückstand von 93% aufweist. «5
Polyethylenterephthalat (Viskositätszahl = 0,6 dl/g)
wird in Anteiler, von jeweils 15% mit den flammhemmenden Mitteln A bzw. B bzw. D vermischt, unci die
erhaltenen Gemische werden bei 270°C zu Folien extrudiert. Die Folien werden dann auf ihre flammabweisenden Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind aus
Tabelle Vl ersichtlich.
Flammhemmendes
Mittel
b0
Weiterbrennzeit
unverbranntcr
Rückstand
36
0
0
0
76
98
98
98
Polyäthylenterephthalat wird mit dem flammhemmenden Mittel A vermischt, und des erheltene Gemisch
wird gemäß Beispiel 1 behandelt. Die flammabweisenden Eigenschaften des erhaltenen Produkts sind aus
Tabelle VlI ersichtlich.
Anteil des flammhemmenden Mittels
% (als P)
Weiterbrennzeit
unverbrannter Rückstand
36
37
38
45
49
51
39
28
23
20
12
37
38
45
49
51
39
28
23
20
12
76 76 76 75 75 7" 78 86 89 92 93 97
98 98 98 98 98
Es wird flammabweisendes Polyäthylenterephthalat gemäß Beispiel 4 hergestellt, wobei man jedoch das
flammhemmende Mittel A bzw. A' einsetzt. Aus Tabelle VIII sind die flammabweisenden Eigenschaften
ersichtlich.
flammhemmend«!
brennzeit
% (als P) s *
Weiterbrenozeit
unverbrannter
Rückstand
O | 36 | 76 | 36 | 76 |
0,01 | 38 | 76 | 39 | 76 |
0,10 | 49 | 75 | 50 | 74 |
0,27 | 52 | 75 | 52 | 68 |
038 | 46 | 75 | 13 | 90 |
040 | 39 | 78 | 4 | 96 |
0,74 | 25 | 88 | 1 | 97 |
1.00 | 12 | 93 | 0 | 98 |
0 | 98 | 0 | 98 | |
3.00 | 0 | 98 | 0 | 98 |
Beispie! 8
Pellets aus Polyethylenterephthalat werden gemäß Beispiel 2 mit dem flammhemmenden Mittel A bzw. B
vermischt, und die erhaltenen Gemische werden mit einer Spinngeschwindigkeit von 43 g/min schmelzversponnen. Die Spinnfäden werden dann zu Garnen gestreckt. Die Verfahrensbedingungen sowie die physikalischen Eigenschaften und flammabweisenden Eigenschaften der Garne sind aus Tabelle IX ersichtlich. ■
Probe Nr.
Xa Xb Xc
Viskositätszahl des Polyäthylenterephthalats, dl/g
Flammhemmendes Mittel
Anteil des flammhemmenden
Mittels, Gewichtsprozent (bezogen auf den Polyester)
Temperatur beim Verspinnen, 0C Streckungsgrad
Titer, dtex
Titerfestigkeit, g/dtex
Reißdehnung, %
Fp, 0C
Flammabweisende Eigenschaften (Anzahl der Berührungen mit der Flamme gemäß der Stützwendel-Prüfmethode)
0,66 | 0,66 | 0,67 |
A | B | |
15 | 15 | — |
280 | 280 | 292 |
341 | 341 | 341 |
3,78 | 3,81 | 3,78 |
4,67 | 4,66 | 5,03 |
354 | 234 | 30,4 |
248 | 246 | 260 |
25
Probe | Nr. | Xc |
Xa | Xb | 1-2 |
8 | 8 | 21 |
33 | 33 | |
JO
35
50
55
vor dem Reinigen1) | 8 | 8 | 1-2 |
nach dem Reinigen | 8 | 8 | 1-2 |
nach dem Reinigen und | 7 | 7 | 1-2 60 |
Bleichen2) | |||
nach dem Reinigen, Bleichen | 7 | 7 | 1-2 |
und Einfärben mit einem | |||
fluoreszierenden Farbstoff3) | |||
nach dem Reinigen und | 7 | 7 | 1-2 b5 |
Einfärben«) | |||
nach lOmaliger chemischer | 8 | 8 | 1-2 |
Reinigung5) |
nach lOmaligem Waschen mit
Seifee)
Sauerstoff-Index (nach dem
Verspinnen) (n), %
■) Reinigen:
Das Garn wird mit einer Lösung eines im Handel erhältlichen nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels (2 g/l)
bei einem Flottenverhältnis von 1 :50 20 Minuten bei 700C
behandelt, anschließend mit Wasser gewaschen und schließlich getrocknet.
τ) Bleichen:
Das Gam wird mit Natriumchloritlösung (2 g/l) und
IO%iger Essigsäure (10 ml/l) bei einem Flottenverhältnis
von 1 :30 60 Minuten bei 1000C behandelt und anschließend mit Wasser gewaschen. Danach wird das Produkt mit
einer Natriumbisulfitlösung (2 g/l) bei einem Flottenverhältnis von 1 :50 20 Minuten bei 70°C behandelt, dann mit
Wasser gewaschen und schließlich getrocknet.
3) Einfärben mit einem fluoreszierenden Farbstoff:
Nach der Chloritbleichung wird das Garn mit einer Lösung eines im Handel erhältlichen, fluoreszierenden Farbstoffs
(14%. bezogen auf das Gewicht der zu färbenden Fasern)
und eines handelsüblichen anionenaktiven, oberflächenaktiven Mittels (1 g/l) bei einem Flottenverhältnis von
1 :30 60 Minuten bei 120°C behandelt, danach mit Wasser
gewaschen und schließlich getrocknet.
4) Einfärben mit einem Dispersions-Farbstoff:
Das gereinigte Garn wird 60 Minuten bei 1200C mit einem
Bad eines handelsüblichen Dispersions-Farbstoffs (1 Gew.-%, bezogen auf die Faser) und eines weiteren
handelsüblichen Dispersions-Farbstoffs (1 g/l) bei einem Flottenverhältnis von 1 :40 behandelt. Anschließend wird
das Garn 20 Minuten bei 80°C mit einer Lösung von Bisulfit (2 g/l), Natriumhydroxid (2 g/l) und eines im Handel
erhältlichen anionenaktiven, oberflächenaktiven Mittels bei einem Flottenverhältnis von I :50 weiterbehandelt,
dann mit Wasser gewaschen und schließlich getrocknet.
5) Chemische Reinigung:
Das Garn wird 30 Minuten bei 30°C mit einer Lösung eines im Handel erhältlichen, nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels (10 g/l), eines handelsüblichen anionenaktiven oberflächenaktiven Mittels (10 g/l) und Wasser
(I ml/l) in Perchloräthylen behandelt und anschließend bei Atmosphärendruck getrocknet.
') Waschen mit Seife:
Das Garn wird 10 Minuten bei 600C in einer Waschmaschine mit einer 03%igen Seifenlösung bei einem Flottenverhältnis von 1 :50 gewaschen, anschließend mit Wasser
gewaschen, von grob anhaftendem Wasser befreit und schließlich bei 8O0C heißluftgetrocknet.
21 Ii
Polyäthylenterephthalat-Pellets, welche unter Verwendung von Zink/Germanium als Katalysator
erhalten wurden, werden mit dem flammhemmenden Mittel D' vermischt, und das erhaltene Gemisch wird 16
Stunden bei Temperaturen von 105 bis 1100C und
einem Druck unterhalb lumbar getrocknet Die
trockene Masse wird mittels eines Extruders mit einem Innendurchmesser von 40 mm zu Pellets verarbeitet
Die Temperatur des Zylinders-und der Düse beträgt
dabei jeweils 2800C während die Extrudiergeschwindigkeit 150 g/min beträgt Die erhaltenen Pellets werden 16 Stunden bei Temperaturen von 105 bis 1100C
und einem Druck von 13 mbar getrocknet und an- is
schließend mittels einer Spinnmaschine vom Extrudertyp eines Innendurchmessers von 30 mm schmeizversponnen. Der Durchmesser der Düse beträgt dabei
03 mm, die Zahl der öffnungen 36. Es wird bei einer Spinngeschwindigkeit von 900 m/min, einer verspönnenen Menge von 25,5 g/min und einer Verspinntemperatur von 275° C am Zylinder und von 2800C an der
Düse gearbeitet. Das Verspinnen erfolgt gleichmäßig und ohne Schwierigkeiten, wie einem Abreißen der
Fäden. Die Spinnfäden werden in einer Streckvorrichtung bis zur 3,51 fachen Länge gestreckt, wobei die
Temperatur des Doms 90° C, jene der Platte 1500C und
die Streckgeschwindigkeit 220 m/min betragen.
Z'im Vergleich wird Polyethylenterephthalat, dem
kein flammhemmendes Mittel zugesetzt wurde, zu jo Pellets verarbeitet und in dieser Form in der vorstehend
beschriebenen Weise schmelzversponnen, wobei die Temperatur der Düse jedoch 292° C beträgt.
Die Eigenschaften der nach den vorstehend beschriebenen Methoden erhaltenen Garne sind aus
Tabelle X ersichtlich.
Tabelle X
Geprüftes
Garn
I Il
phthalats, dl/g
0,68 0,67
Geprüftes | Il | |
Gs\rn
I |
0,62 | |
Viskositätszahl der Polyäthylentere- | 0,65 | |
phthalat-Pellets (mit oder ohne flamm | ||
hemmendes Mittel), dl/g | — | |
Gestrecktes Garn | — | 233 |
Titer, dtex | 230 | 5.03 |
Titerfestigkeit, g/dtex | 424 | 30.4 |
Reißdehnung, % | 31.5 | 437 |
Knotenfestigkeit, g/dtex | 3,71 | 10.7 |
Dehnung des Knotens, % | 153 | 260 |
Fp, 0C | 254 | |
Flammabweisende Eigenschaften | ||
(Anzahl der Berührungen mit der | ||
Flamme gemäß der Stützwendel- | ||
Prüfmethode) | 1-2 | |
vor dem Reinigen | 6-7 | 1-2 |
nach dem Reinigen | 6-7 | 1-2 |
nach dem Reinigen und Bleichen | 6-7 | 1-2 |
nach dem Reinigen, Bleichen und | 5 | |
Einfärben mit einem fluoreszierenden | ||
Farbstoff | 1-2 | |
nach dem Reinigen und Einfärben | 6 | 1-2 |
nach lOmaliger chemischer Reinigung | 6-7 | 1-2 |
nach lOmaligem Waschen mit Seife | 6-7 |
29
Polyalkylenterephthalat wird mit einem flammhemmenden Mitte! (vgl. Tabelle XI) vermischt, und das
erhaltene Gemisch wird jeweils schmelzversponnen. 4Ί Die Ergebnisse sind ebenfalls aus Tabelle XI ersichtlich.
Geprüftes Garn
III IV
VI
VII
Flammhemmendes Mittel | D' | D' | D' | E' | F' |
Menge des flammhemmenden Mittels, Teile | 6 | 12 | 16 | 9 | 10 |
Temperatur beim Verspinnen, "C | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 |
Streckungsgrad, Vielfaches der Ursprungslänge | 4,10 | 4,10 | 4,10 | 4,10 | 4,10 |
Titer, dtex | 230 | 232 | 231 | 2,24 | 233 |
Titerfestigkeit, g/dtex | 4,76 | 4,52 | 4.11 | 4.71 | 4,62 |
Reißdehnung, % | 20,6 | 18,6 | 19,0 | 21,2 | 21,0 |
Knotenfestigkeit, g/dtex | 4,18 | 338 | 3,61 | 4,14 | 4,07 |
Dehnung des Knotens, % | 9,2 | 8.0 | 7,5 | 8.5 | 8,8 |
Fp, °C | 256 | 248 | 241 | 256 | 255 |
Flammabweisende Eigenschaften (Anzahl der | |||||
Berührungen mit der Flamme gemäß der | |||||
Stützwendel-Prüfmethode) | |||||
vor dem Reinigen | 6 | 7 | 8 | 6-7 | 6-7 |
nach dem Reinigen | 6 | 7 | 8 | 6-7 | 5-7 |
Geprüftes Garn
III IV
VI
nach dem Reinigen und Bleichen 5 6 7 6—7 6—7
nach dem Reinigen, Bleichen und Einfärben mit einem 4 5 6 5 5
fluoreszierenden Farbstoff
nach dem Reinigen und Einfärben 5 6 7 6 6
nach lOmaliger chemischer Reinigung 5—6 7 8 6—7 6—7
nach lOmaligem Waschen mit Seife 5—6 .7 8 6—7 6—7
90 Teile Polyethylenterephthalat, das gemäß Beispiel 4 zu einem Pulver verarbeitet wurde, werden mit
10 Teilen eines flammhemmenden Mittels (vgl. Tabelle XII) vermischt, und die erhaltenen Gemische werden
jeweils 16 Stunden bei Temperaturen von 110 bis 1200C
und einem Druck von weniger als lumbar in einer Glasampulle getrocknet und anschließend 30 Minuten
im Stickstoffstrom verknetet Die Viskositätszahlen der erhaltenen Produkte sind aus Tabelle XIl ersichtlich.
Flammhemmen
des Mittel
Flammhemmen
des Mittel
Menge des
flammhemmenden
Mittels
Teile
sationsgrad
Viskositätszahl der Schmelze
dl/g
10
10
10
10
31,7
12,1
11.6
10,7
0,48 0,42 0,42 0,41
Menge des
flammhemmenden
Mittels
Teile
saiionsgrad
Viskositätszahl der
Schmelze
dl/g
10
10
10
8,3
3,6
0,40
0,24
0,24
Die in Tabelle XII aufgeführten Werte lassen erkennen, daß die Viskosität des Polyäthylenterephthalats
um so niedriger ist, je geringer der Polykondensationsgri'd des ihm einverleibten flammhemmenden Mittel?
ist.
Ein ein flammhemmendes Mittel (vgl. Tabelle XlIl) enthaltender Polyester wird gemäß Beispiel 10 dem
Schmelzspinnverfahren unterworfen, und die erhaltenen Fäden werden gemäß Beispiel 10 gestreckt. Die
dabei erhaltenen Garne werden mit Hilfe einer Strickmaschine für Socken verknüpft. Die erhaltene
Strickware wird in einem Lichtechtsheitsprüfer mit UV-Licht bestrahlt, und anschließend wird ihr
Weißgehalt mittels eines Spektrometers bestimmt. Die Ergebnisse sind aus Tabelle XIU ersichtlich.
Flammhemmend» MiIIeI Struktur
Menge.
Teile
Teile
vorder nach
Bestrahlung -Wstündigcr
Bcs ι ruh I u ng
Bcs ι ruh I u ng
mich
UXkltimligcr Bestrahlung
- SO2
/"N
53
40
21
21 Π
Nr.
Flammhemmciides Mille!
Struktur
Menge.
Teile
vor der nach nach
Bestrahlung 4(lslUndigcr MXKlündi-Bcslrahlunj: ger Bestrahlung
F'
N'
D'
15
70
66
63
64
40
20
48
57
20
-4
Il
-PO
Il
o-
15
55
-5
Z'
Aus den in Tabelle XHI aufgeführten Werten ist ersichtlich, daß sich bei Verwendung der eine Sulfonylgruppe enthaltenden flammhemmenden Mittel bei einer
UV-Bestrahlung keine so starke Verfärbung ergibt wie bei Einsatz der anderen flammhemmenden Mittel.
15
58
Das gemäß Beispiel 8 erhaltene Garn wird 60 Minuten bei 1200C und unter Anwendung eines Flotten Verhältnisses von 1 -.50 in ein Färbebad eingetaucht, das
einen kationenaktiven Farbstoff (2%, bezogen auf das
Gewicht der zu färbenden Fasern), Essigsäure (14%,
bezogen auf das Gewicht der zu färbenden Fasern) und ein handelsübliches anionenaktives oberflächenaktives
Mittel (1 g/l) enthält. Anschließend wird das Garn 20 Minuten bei 80cC unter Anwendung eines Flottenverhältnisses von 1 :50 in ein weiteres Färbebad getaucht,
das Bisulfit (2 g/l), Natriumhydroxid (2 g/l) und ein handelsübliches anionenaktives oberflächenaktives Mittel (2 g/l) enthält. Danach wird das Garn mit Wasser ge-
waschen und getrocknet Die Ergebnisse der Einfärbung sind aus Tabelle XIV ersichtlich.
15
Kationenaktive Farbstoffe
(Handelsprodukte)
Xa. Xb Xc
Cl Basischgelb 40 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Basischorange 27 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Rot 36 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Basischrot 14 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Basischblau 1 | mäßig | Fleckenbildung |
25
Tabelle XIV zeigt, daß der erfindungsgemäße flammabweisende Polyester (Polyester Xa bzw. Xb) überraschenderweise eine Affinität gegenüber einem
kationenaktiven Farbstoff besitzt.
Das gemäß Beispiel 9 erhaltene Garn wird 60 Minuten bei 1200C unter Anwendung eines Flottenverhältnisses von 1 :50 in ein Färbebad eingetaucht, das
einen kationenaktiven Farbstoff (2%, bezogen auf das Gewicht der zu färbenden Fasern), Essigsäure (1,5%,
bezogen auf das Gewicht der zu färbenden Fasern) und ein handelsübliches anionenaktives oberflächenaktives
Mittel (1 g/l) enthält. Anschließend wird das Garn 20
Minuten bei 80° C unter Anwendung eines Flottenverhältnisses von 1 :50 nochmals in ein Färbebad eingetaucht, das Bilsulfit (2 g/l), Natriumhydroxid (2 g/l) und
ein im Handel erhältliches, anionenaktives oberflächenaktives Mittel (2 g/l) enthält Danach wird das Garn mit
Wasser gewaschen und schließlich getrocknet Die Ergebnisse der Einfärbung sind aus Tabelle XV ersichtlich.
30
40
Kationenaktive Farbstoffe
(Handelsprodukte)
CI Basischgelb 40 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Basischorange 27 | mäßig | Fleckenbildung |
Cl Rot 36 | mäßig | Fleckenbildung |
CI Basischrot 14 | mäßig | Fleckenbildung |
Cl Basischblau 1 | mäßig | Fleckenbildung |
Aus Tabelle XV ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße flammabweisende Polyester (der Polyester I)
überraschenderweise eine Affinität gegenüber einem kationenaktiven Farbstoff aufweist,
Das gemäß Beispiel 9 hergestellte Garn aus PoIyäthylenterephthalat mit flammabweisenden Eigenschaften wird 90 Minuten bei 100° C unter Anwendung
eines Flottenverhältnisses von 1 :40 in einem Färbebad eingefärbt, das einen im Handel erhältlichen fluoreszierenden Farbstoff (vgl. Beispiel 8) (2%, bezogen auf das
Gewicht der zu färbenden Fasern) und ein handelsübliches anionenaktives oberflächenaktives Mittel
(1 g/l) enthält. Das erhaltene Produkt (50 mg) wird mit 100 ml Monochlorbenzol behandelt, und es wird die
Absorption der Monochlorbenzollösung bei 365 nm mit Hilfe eines Spektrometers gemessen. Die Ergebnisse
sind aus Tabelle XVI ersichtlich.
-log T
l/ll
J5
I II 0362
0,169
2,15
1,00
1,00
Man erkennt aus Tabelle XVI, daß der Färbungsgrad des geprüften Garns I das 2,15fache des entsprechenden
Werts des geprüften Garns II beträgt.
Das gemäß Beispiel 8 erhaltene Garn wird gemäß Beispiel 8 mit einem Dispersions-Farbstoff eingefärbt.
Die Ergebnisse sind aus Tabelle XVlI ersichtlich. Der Färbungsgrad wird anhand des Reflexionswertes errechnet, welcher bei 400 bis 760 nm mit Hilfe eines im
Handel erhältlichen Spektrometers bestimmt wird.
Tabeiie XVH | Χ·) | Υ·) | ζ·) |
Reflexionsweri
bei 420 nm % |
K/S") |
Geprüftes
Gam |
0.1165
0,1185 |
0,1078
0.1071 |
03415
03567 |
32,5
35,4 |
0,701
0589 |
Xa
Xc |
|||||
Monk.
Tabelle XVII zeigt, daß der erfindungsgemäße Polyester (in Form des Garns Xa) tiefer eingefärbt wird.
Das gemäß Beispiel 9 bzw. 10 hergestellte Garn wird mit einem Dispersions-Farbstoff eingefärbt; und der
Reflexionswert bei 400 bis 760 nm des Chloroformextraktes des eingefärbten Garns wird mit Hilfe eines
b5 Spektrometers gemessen. Der Färbungsgrad wird aus
dem Reflexionswert bestimmt Die Ergebnisse sind aus Tabelle XVlIl ersichtlich.
25
Tabelle XVIII |
21 | V) | 11 202 | 26 | K/S") |
Geprüftes Χ·)
Garn |
0,0940
0,1071 0,1045 |
z·) |
Reflexionswert
bei 420 nm % |
0,827
0,589 0,633 |
|
I 0,1041
II 0,1185 III 0,1150 *) Vgl. Tabelle XVII. ") VgL Tabelle XVH. |
03105
03567 03441 |
293
35,4 34,2 |
|||
Man erkennt aus Tabelle XVIII, daß der erfindungsgemäße Polyester tiefer eingefärbt wird.
Das gemäß Beispiel 8 erhaltene (2,22 bis 2,55 dtex) und verschiedenen Behandlungsverfahren unterworfene Garn wird mit einem Gewicht von 1,4 g belastet, und
es wird die zum Abreißen des Garns erforderliche Anzahl der Biege-Beanspruchungen bestimmt. Die Ergebnisse sind aus Tabelle XIX ersichtlich, wobei die
Werte mit 20 Prüfgarnen bestimmte Durchschnittswerte darstellen.
Geprüftes
Garn
Belastungs- Anzahl der gewicht Biege-Bean-
g spruchungen
Xa
Xc
Xa
Xc
Xa
Xc
Reinigen, Bleichen und Einfärben mit einem fluoreszierenden Farbstoff
13
13
> 10 000 >10000
1086 >10000
1935
> 10 000
Wenn die Anzahl der Beanspruchungen weniger als 3000 beträgt, wird dem Garn im allgemeinen eine für
praktische Zwecke befriedigende Widerstandsfähigkeit gegen »pilling« zugesprochen. Das Garn aus dem erfindungsgemäßen Polyester besitzt somit offensichtlich
eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen »pilling«.
Ferner ist bemerkenswert, daß die Widerstandsfähigkeit gegen »piiiing« des Garns nach den verschiedenen vorgenannten Behandlungsverfahren höher
ist als vor diesem Verfahren.
40
Das gemäß Beispiel 9 hergestellte (2,22 bis 2,55 dtex)
und verschiedenen Behandlungsverfahren unterworfene Garn wird mit einem Gewicht von 13 g belastet, und
es wird die zum Abreißen des Garns benötigte Anzahl der Biege-Beanspruchungen bestimmL Die Ergebnisse
sind aus Tabelle XX ersichtlich, wobei die Werte mit 20 Prüfgarnen bestimmten Durchschnittswerten entsprechen.
Belastungs- Anzahl der gewicht Biege-Beang spruchungen
Handelsübliche Polyäthylenterephthalat-Garne (widerstandsfähig gegen »pilling«)
Reinigen, Bleichen und Einfärben
mit einem fluoreszierenden Farbstoff
Reinigen und Einfärben
(Dispersionsfarbstoff)
13 |
>10000
>10000 |
13 |
1200
>10000 |
13 |
1415
>10000 |
660 2 700
460 2 550
21 Π 202
Wenn die Anzahl der Beanspruchungen weniger als 3000 beträgt, wird dem Garn eine für praktische
Zwecke ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen »pilling« zugesprochen. Die Garne aus den erfindungsgemäßen Polyestern besitzen daher offensichtlich eine
hohe Widerstandsfähigkeit gegen »pilling«. Ferner sei festgestellt, daß die Widerstandsfähigkeit gegen
»pilling« des Garns nach den verschiedenen Behandlungsverfahren höher ist als vor diesem Verfahren.
Claims (1)
- 21 ΠPatentanspruch:Flammabweisender thermoplastischer Polyester mit einem Gehalt an phosphorhaltigen Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daB er als flammhemmenden Zusatz 0,4 bis 4 Gewichtsprozent, ausgedrückt als Phosphor und bezogen auf die Polyesterkomponente, mindestens eines Polyarylenphosphonats mit einem Polykondensationsgrad von mindestens 6 enthält, das sich von mindestens einem zweiwertigen Phenol oder Naphthol der Formeln I bis IV . · · .ίο
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JP2391070 | 1970-03-19 |
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-
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- 1971-03-09 FR FR7108107A patent/FR2081803A1/fr active Granted
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---|---|
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