DE2712175A1 - Halogen-contg. phosphonate ester flame-proofing agents - for textiles and plastics, are prepd. by reacting epoxide with phosphorus tri:halide, isomerising and halogenating - Google Patents
Halogen-contg. phosphonate ester flame-proofing agents - for textiles and plastics, are prepd. by reacting epoxide with phosphorus tri:halide, isomerising and halogenatingInfo
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Abstract
Description
Halogenhaltige Phosçhonate Halogen-containing phosphonates
Die Erfindung betrifft Phosphonate der allgemeinen Formel worin A Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Alkenyl, R Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Aryl oder Halogen, X Halogen, m 0 oder 1 und n 0, 1 oder 2 bedeuten, und worin die Substituenten A, R und X gleich oder verschieden sein können, und worin mindestens 1 Rest A für die Formel steht, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung als Flammschutzmittel und Flammschutzmittel, die Phosp 4ge der Formel (I) enthalten.The invention relates to phosphonates of the general formula in which A is hydrogen, optionally substituted alkyl or alkenyl, R is hydrogen, optionally substituted alkyl, aryl or halogen, X is halogen, m is 0 or 1 and n is 0, 1 or 2, and in which the substituents A, R and X are identical or different can, and in which at least 1 radical A is of the formula Process for their preparation, their use as flame retardants and flame retardants which contain Phosp 4ge of the formula (I).
In Formel (I) enthalten die Alkylreste insbesondere 1-6, vorzugsweise 1-4 Kohlenstoffatome,und die Alkenylreste 2-4 Kohlenstoffatome. Bevorzugte Substituenten sind Halogenatome.In formula (I), the alkyl radicals contain in particular 1-6, preferably 1-4 carbon atoms, and the alkenyl radicals 2-4 carbon atoms. Preferred substituents are halogen atoms.
Beispielsweise können 1-o Halogenatome im Alkylrest vorhanden sein. Unter Halogen wird insbesondere Chlor oder Brom verstanden.For example, 1-o halogen atoms can be present in the alkyl radical. Halogen is understood to mean, in particular, chlorine or bromine.
Aryl steht insbesondere für Phenyl, das durch 1 - 3 weitere Reste substituiert sein kann. Beispiele für Substituenten sind Halogen oder C1-C4-Alkyl.Aryl stands in particular for phenyl, which is represented by 1 to 3 further radicals can be substituted. Examples of substituents are halogen or C1-C4-alkyl.
Von den Verbindungen der Formel (I) sind solche der Formel worin n die angegebene Bedeutung hat und A1 für Wasserstoff, C1-C4-Alkyl oder C2-C4-Alkenyl, R1 für Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, gegebenenfalls durch Chlor, Brom oder C1-C4-Alkyl substituiertes Phenyl und X1 für Chlor oder Brom stehen, und worin die Substituenten A1, R1 und X1 gleich oder verschieden sein können und mindestens ein Rest A1 für die Formel steht ,bevorzugt In Formel (II) steht R1 vorzugsweise für Wasserstoff.Of the compounds of the formula (I) are those of the formula where n has the meaning given and A1 for hydrogen, C1-C4-alkyl or C2-C4-alkenyl, R1 for hydrogen, C1-C4-alkyl, phenyl optionally substituted by chlorine, bromine or C1-C4-alkyl and X1 for chlorine or bromine, and in which the substituents A1, R1 and X1 can be identical or different and at least one radical A1 represents the formula preferably In formula (II), R1 preferably represents hydrogen.
Die Phosphonate der Formel (I) werden hergestellt durch Umsetzung von Epoxiden der Formel (III), gegebenenfalls im Gemisch mit Epoxiden der Formel (IV), worin R die genannte Bedeutung hat, Y für gegebenenfalls substituiertes Alkenyl und Z ftir Wasserstoff, gegebenenfalls substittiertes Alkyl oder Aryl stehen, mit Phosphortrihalogenid, insbesondere Trichlorid, im Molverhältnis 3:1 bis 5:1 bei Temperaturen zwischen -200C und + 180°C vorzugsweise zwischen 20°C und 800C. Die sich bildenden Phosphite werden dann bei 800C - 2000c, vorzugsweise bei 110°C - 1800C, zu ungesättigten Phosphonaten der Formel worin R, X, m und n die vorstehend genannte Bedeutung haben, und B für Y oder Z steht, wobei mindestens einer der Reste B für Y steht, isomerisiert, und an diese wird Halogen addiert.The phosphonates of the formula (I) are prepared by reacting epoxides of the formula (III), optionally mixed with epoxides of the formula (IV), where R has the meaning mentioned, Y is optionally substituted alkenyl and Z is hydrogen, optionally substituted alkyl or aryl, with phosphorus trihalide, especially trichloride, in a molar ratio of 3: 1 to 5: 1 at temperatures between -200C and + 180 ° C, preferably between 20 ° C and 800C. The phosphites that form then become unsaturated phosphonates of the formula at 80 ° C. to 2000 ° C., preferably at 110 ° C. to 180 ° C. in which R, X, m and n have the abovementioned meanings and B stands for Y or Z, where at least one of the radicals B stands for Y, isomerized, and halogen is added to this.
Die Reaktion der Epoxide mit dem Phosphortrihalogenid kann ohne Lösungsmittel oder in Gegenwart von gegenüber Epoxiden und Phosphortrihalogenid inerten Lösungsmitteln wie Paraffinen, Chlorparaffinen, Benzol, Chlorbenzol oder Toluol durchgeführt werden.The reaction of the epoxides with the phosphorus trihalide can take place without a solvent or in the presence of solvents which are inert towards epoxides and phosphorus trihalide such as paraffins, chlorinated paraffins, benzene, chlorobenzene or toluene can be carried out.
Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird das Reaktionsgemisch noch eine gewisse Zeit auf 60 - 900C erwärmt, damit noch vorhandene Phosphorhalogenidreste umgesetzt werden. Anschliessend wird überschüssiges Epoxid abdestilliert.After the exothermic reaction has subsided, the reaction mixture is still Heated to 60-900C for a certain time, so that there are still residual phosphorus halide residues implemented. Excess epoxide is then distilled off.
Diese Umlagerungsreaktion der Phosphite kann auch in Gegenwart von 0,1 bis 7 Mol.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5 Mol.-%, bezogen auf Phosphit, eines feinverteilten Nickelkatalysators, wie beispielsweise Nickelhalogenide oder -carboxylate, Nickeltetracarbonyl, ?7-Allylnickelhalogenide bzw. -carboxylate, Raney-Nickel oder Nickelacetylacetonat durchgeführt werden, was zu einer Herabsetzung der Reaktionstemperatur führt. Bei zu hoher Isomerisierungstemperatur gewinnt zunehmend die Bildung von Dialkylshosshiten bzw. deren Zersetzungsprodukten an Bedeutung.This rearrangement reaction of the phosphites can also take place in the presence of 0.1 to 7 mol%, preferably 0.5 to 5 mol%, based on phosphite, of a finely divided Nickel catalyst, such as nickel halides or carboxylates, nickel tetracarbonyl, 7-Allyl nickel halides or carboxylates, Raney nickel or nickel acetylacetonate be carried out, which leads to a lowering of the reaction temperature. at If the isomerization temperature is too high, the formation of dialkylshosshites is increasing or their decomposition products in importance.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung der Verbindungen (I) wird zu der in einem 1-bis 10 zeigen Uberschuss vorgelegten Epoxyverbindung (III) und gegebenenfalls (IV) Phosphortrihalogenid mit solcher Geschwindigkeit zugetropft, dass das Reaktionsgemisch schwach siedet. Anschliessend lässt man 30 - 60 Min. nachrühren, tauscht den Rückflusskühler gegen eine Destillationsbrücke aus und erwärmt das Reaktionsgemisch langsam auf 75 - 900C, wobei überschüssiges (III) und gegebenenfalls (IV) abdestilliert.According to a preferred embodiment of the method according to the invention for the preparation of the compounds (I) there is a 1 to 10 show excess submitted epoxy compound (III) and optionally (IV) phosphorus trihalide with added dropwise at such a rate that the reaction mixture boils gently. Afterward if the mixture is left to stir for 30-60 minutes, the reflux condenser is exchanged for a distillation bridge and heats the reaction mixture slowly to 75-900C, with excess (III) and optionally (IV) distilled off.
Die Temperatur wird nun stufenweise auf 120 - 1800C erhöht.The temperature is now gradually increased to 120 - 1800C.
Nach 1 - 6 Stdn. ist die Umlagerungsreaktion beendet. Nach Abkühlung auf 80 - 1000C werden die eventuell im Reaktionsgemisch enthaltenen flüchtigen Bestandteile im Vakuum entfernt.The rearrangement reaction has ended after 1 to 6 hours. After cooling down at 80 - 1000C any volatile constituents contained in the reaction mixture become removed in vacuo.
Die farblosen bis leicht gelb gefärbten ungesättigten Phosphonate (V) werden unter den für Halogenadditionen bekannten Bedingungen (siehe beispielsweise Organikum, 3. Auflage 1964, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, S. 227) mit Chlor oder vorzugsweise Brom umgesetzt. Die Halogenaddition verläuft stufenweise. Es lassen sich daher auch ungesättigte Halogenaddukte fassen; die Lage der verbliebenen Doppelbindungen lässt sich nicht näher charakterisieren. Die verbliebenen Doppelbindungen sind den bekannten Olefinreaktionen zugänglich.The colorless to slightly yellow colored unsaturated phosphonates (V) are under the conditions known for halogen additions (see for example Organikum, 3rd edition 1964, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, p. 227) with Chlorine or preferably bromine reacted. The halogen addition takes place in stages. Unsaturated halogen adducts can therefore also be included; the location of the remaining Double bonds cannot be characterized in more detail. The remaining double bonds are accessible to the known olefin reactions.
Die Phosphonate (I) können nach einem anderen Verfahren auch durch die Umsetzung halogenierter Epoxyalkane der Formel wobei R und X die früher erwähnte Bedeutung haben, mit Phosphortrihalogeniden zu den entsprechenden Phosphiten und anschliessende thermische Umlagerung hergestellt werden.The phosphonates (I) can also be prepared by a different process by reacting halogenated epoxyalkanes of the formula where R and X have the meaning mentioned earlier, with phosphorus trihalides to give the corresponding phosphites and subsequent thermal rearrangement.
Jedoch sind die als Zwischenstufe auftretenden halogenierten Phosphite bei höheren Temperaturen wesentlich empfindlicher als die ungesättigten Phosphite, ao dass die Umlagerungsreaktion nicht immer optimal in gewünschtem Sinne abläuft.However, the intermediate halogenated phosphites at higher temperatures much more sensitive than the unsaturated phosphites, ao that the rearrangement reaction does not always proceed optimally in the desired sense.
Als ungesättigte Epoxyverbindungen (III) seien beispielsweise genannt: insbesondere Vinyl-oxiran sowie 2-(1-Chlorvinyl)-oxiran, 2-Chlor-2-vinyl-oxiran, 2-Methyl-2-vinyl-oxiran, 2-(1-Methylvinyl)-oxiran. Als halogenierte Epoxyalkane (vI) kamen 2-(1 ,2-Dichloräthyl)-oxiran und 2-(1,2-Dibromäthyl)-oxtran in Frage.Examples of unsaturated epoxy compounds (III) include: in particular vinyl oxirane and 2- (1-chlorovinyl) oxirane, 2-chloro-2-vinyl oxirane, 2-methyl-2-vinyl-oxirane, 2- (1-methylvinyl) -oxirane. As halogenated epoxyalkanes (vI) 2- (1,2-dichloroethyl) oxirane and 2- (1,2-dibromoethyl) oxtrane were possible.
Als Epoxyverbindungen des Typs (IV) können beispielsweise Äthylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Epichlorhydrin, Epibromhydrin, Glycid und Styroloxid erwähnt werden.As epoxy compounds of type (IV), for example, ethylene oxide, Propylene oxide, butylene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, glycide and styrene oxide be mentioned.
Von den Phosphorhalogeniden seien Phosphortrichlorid und Phosphortribromid genannt.Phosphorus trichloride and phosphorus tribromide are phosphorus halides called.
Die halogenierten Phosphonate (I) sind farblose bis dunkelbraune, flüssige bis feste Substanzen.The halogenated phosphonates (I) are colorless to dark brown, liquid to solid substances.
Die Verbindungen der Formeln (I) und (V) liegen als Isomerengemische vor. Nach NMR-spektroskopischen Untersuchungen besteht das Isomerengemisch (V) hauptsächlich aus den Isomeren (Va) - (Vc), wobei (Va) überwiegt. The compounds of the formulas (I) and (V) exist as mixtures of isomers. According to NMR spectroscopic investigations, the isomer mixture (V) consists mainly of the isomers (Va) - (Vc), with (Va) predominating.
Als Beispiele für die Phosphonate der Formel (I) seien genannt: Es wurden bereits eine grosse Anzahl von Substanzen mit unterschiedlicher Struktur als Flammschutzmittel vorgeschlagen.Examples of the phosphonates of the formula (I) are: A large number of substances with different structures have already been proposed as flame retardants.
An die als Flammschutzmittel geeigneten Verbindungen werden insbesondere folgende Anforderungen gestellt: a) Sie dürfen nicht toxisch sein.The compounds suitable as flame retardants are in particular The following requirements are made: a) They must not be toxic.
b) Sie sollten einfach und preisglinstig zugänglich sein.b) They should be easy and inexpensive to access.
c) Sie müssen fest auf der Oberfläche des Substrates haften.c) They must adhere firmly to the surface of the substrate.
d) Der Zersetzungsbereich des Flammschutzmittels sollte auf das Polymersystem abgestimmt sein. Eine Halogenwasserstoffabspaltung sollte sich auf ein möglichst grosses Temperaturintervall erstrecken, damit sich das Flammschutzmittel nicht so rasch erschöpft.d) The decomposition range of the flame retardant should be based on the polymer system be coordinated. An elimination of hydrogen halide should be as possible Extend large temperature range so that the flame retardant does not so quickly exhausted.
e) Bei aus Halogen und einem oder mehreren anderen Komponenten bestehenden Systemen ist ein synergistischer Effekt erwünscht.e) When consisting of halogen and one or more other components Systems, a synergistic effect is desired.
Es wurde nun gefunden, dass die Phosphonsäureester der Formel (I) diese Anforderungen in hohem Maße erfüllen. Sie verleihen Textilmaterialien aus Synthese- und/oder Naturfasern, z.B. Polyamid-, Cellulose-, Cellulosetriacetat- und insbesondere Polyester - und Baumwoll-Fasern einen ausgezeichneten, gegen Waschen permanenten Flammschutz.It has now been found that the phosphonic acid esters of the formula (I) meet these requirements to a high degree. They lend out textile materials Synthetic and / or natural fibers, e.g. polyamide, cellulose, cellulose triacetate and especially polyester - and cotton fibers an excellent, permanent flame protection against washing.
Sie weisen einen geringen Dampfdruck auf. Ihre Toxizität liegt erheblich unter denJenigen von bekannten Flammschutzmitteln auf Phosphatbasis. Sie spalten beim Brennen den Halogenwasserstoff in einem breiten Temperaturbereich ab, so dass sich die Flammschutzwirkung nicht so schnell erschöpft.They have a low vapor pressure. Their toxicity is considerable among those of known phosphate-based flame retardants. They split when burning the hydrogen halide in a wide temperature range, so that the flame retardant effect is not exhausted so quickly.
Die mit den Phosphonsäureestern (I) behandelten Textilmaterialien haben einen weichen, angenehmen Griff.The textile materials treated with the phosphonic acid esters (I) have a soft, pleasant feel.
Die Phosphonsäureester (I) können aus organischer Lösung oder aus wäßriger Emulsion auf das Textilgut aufgebracht werden.The phosphonic acid esters (I) can be obtained from organic solution or from aqueous emulsion are applied to the textile material.
Zur Herstellung der Behandlungsflotten eignen sich Zubereitungen, die 50 - 95 % eines Phosphonsäureesters (I) enthalten, ein organisches Lösungsmittel und/oder Wasser und gegebenenfalls eine oberflächenaktive Verbindung enthalten.Preparations are suitable for the production of the treatment liquors which contain 50 - 95% of a phosphonic acid ester (I), an organic solvent and / or water and optionally contain a surface-active compound.
Das Aufbringen der Flammschutzmittel kann durch Tauchen des Textilgutes in die organische Lösung oder in eine wässrige Emulsion der Flammschutzmittel erfolgen.The flame retardants can be applied by dipping the textile material in the organic solution or in an aqueous emulsion of the flame retardants.
Anschließend wird das Textilgut abgequetscht.The textile material is then squeezed off.
Die Lösungen der Phosphonsäureester in organischen Lösungsmitteln oder die wäßrigen Emulsionen können auch auf das Tex.The solutions of the phosphonic acid esters in organic solvents or the aqueous emulsions can also be applied to the Tex.
tilgut aufgesprüht werden. Das Aufbringen der Flammschutzmittel kann auf gefärbtes oder ungefärbtes Textilgut erfolgen.be sprayed on properly. The application of the flame retardants can be done on dyed or undyed textile material.
Wird das Flammschutzmittel auf nicht gefärbtes Textilgut aufgebracht, ist im Anschluß an die Flammfestbehandlung eine Uberfärbung oder ein Bedrucken des Textilgutes möglich.If the flame retardant is applied to non-dyed textile goods, is subsequent to the flame retardant treatment, over-coloring or printing of the Textile goods possible.
Im Anschluß an das Aufbringen der Flammschutzmittel wird das Textilgut getrocknet, beispielsweise mit heißer Luft von 90 -1200 C,und erhitzt, beispielsweise während 4 - 5 Minuten auf ca. 1600 C. Das Nacherhitzen kann auch während 1/2 - 1 Minute bei 1900 - 2000 C vorgenommen werden.Following the application of the flame retardants, the textile material dried, for example with hot air of 90-1200 C, and heated, for example for 4 - 5 minutes to approx. 1600 C. Post-heating can also last for 1/2 - 1 Minute at 1900 - 2000 C.
Die erfindungsgemäßen Flammschutzmittel können auch in Kombination mit handelsüblichen Dispersionsfarbstoffen auf das Textilgut aufgebracht werden.The flame retardants according to the invention can also be used in combination can be applied to the textile material with commercially available disperse dyes.
Die in Wasser emulgierten Flammschutzmittel werden hierbei dem Färbebad zugesetzt. Anschließend wird unter Zusatz üblicher Färbebeschleuniger bei Kochtemperatur 90 - 120 Minuten behandelt, oder es wird ohne Färbebeschleuniger nach dem Hochtemperatur-Verfahren, beispielsweise bei 1200 C gearbeitet.The flame retardants emulsified in water are added to the dye bath added. Then with the addition of customary dye accelerators at boiling temperature 90 - 120 minutes, or it is treated without dye accelerator according to the high-temperature process, worked for example at 1200 C.
Die in Wasser emulgierten Flammschutzmittel können gemeinsam mit Dispersionsfarbstoffen auch auf einem Foulard aufgebracht werden. Anschließend wird mit Heißluft bei 1300 C getrocknet und zur Fixierung 1/2 - 1 Minute bei 190 - 2100 C erhitzt.The flame retardants emulsified in water can be used together with disperse dyes can also be applied to a foulard. Then with hot air at 1300 C dried and heated for fixation for 1/2 - 1 minute at 190-2100 ° C.
Als Lösungsmittel für die Phosphonsäureester (I) eignen sich Alkohole, Ketone, Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe und besonders Mischungen aus Perchloräthylen mit Isopropanol.Suitable solvents for the phosphonic acid esters (I) are alcohols, Ketones, hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons and especially mixtures from perchlorethylene with isopropanol.
Als Emulgatoren für die Bereitung wässriger Emulsionen können handelsübliche, oberflächenaktive Verbindungen, insbesondere Mischungen anionenaktiver Verbindungen mit nichtionischen Substanzen Verwendung finden. Auch kationaktive Verbindungen können angewandt werden.Commercially available, surface-active compounds, in particular mixtures of anion-active compounds find use with non-ionic substances. Also cation-active compounds can be applied.
Geeignete anionaktive Verbindungen sind beispielsweise Alkylarylsulfonate, z.B. Natrium-dodecylbenzolsulfonat, Alkan- oder Alkensulfonate, Alkylsulfate, z.B. Natrium-laurylsulfat, Alkylglykoläthersulfate, Alkylpolyglykoläthersulfate, Alkanphosphonate, Alkylphosphate, Alkylglykolätherphosphate, Alkylpolyglykolätherphosphate oder Seifen.Suitable anion-active compounds are, for example, alkylarylsulfonates, e.g. sodium dodecylbenzenesulphonate, alkane or alkene sulphonates, alkyl sulphates, e.g. Sodium lauryl sulfate, alkyl glycol ether sulfates, alkyl polyglycol ether sulfates, alkane phosphonates, Alkyl phosphates, alkyl glycol ether phosphates, alkyl polyglycol ether phosphates or soaps.
Geeignete kationaktive Verbindungen sind beispielsweise Fettaminsalze, quaternäre Ammoniumverbindungen, Aminoxide, Derivate von heterocyclischen, höhere Alkylreste enthaltenden Basen, wie Imidazoliniumverbindungen, Amidine, Guanidine, Thiuroniumsalze oder Sulfoniumverbindungen.Suitable cation-active compounds are, for example, fatty amine salts, quaternary ammonium compounds, amine oxides, derivatives of heterocyclic, higher Bases containing alkyl radicals, such as imidazolinium compounds, amidines, guanidines, Thiuronium salts or sulfonium compounds.
Als nichtionische oberflächenaktive Verbindungen können beispielsweise verwendet werden: Additionsprodukte niederer Alkylenoxide, insbesondere von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid an höhere Alkohole, Alkylphenole, Fettsäuren, Fettsäureamide, Alkylamine oder Alkylmercaptane, oder Derivate dieser Additionsprodukte. Ferner können Fettsäurealkanolamide, Fettsäureester von Polyhydroxylverbindungen, sowie Blockpolyermisate aus Äthylenoxid und Propylenoxid und/oder Butylenoxid verwendet werden.As nonionic surface-active compounds, for example are used: addition products of lower alkylene oxides, especially ethylene oxide and / or propylene oxide to higher alcohols, alkylphenols, fatty acids, fatty acid amides, Alkylamines or alkyl mercaptans, or derivatives of these addition products. Further can fatty acid alkanolamides, fatty acid esters of polyhydroxyl compounds, as well Block polymers of ethylene oxide and propylene oxide and / or butylene oxide are used will.
Die Flammschutzmittel werden je nach der Art des Textilgutes in Mengen von 4 - 20 % der Phosphonate (I), bezogen auf das Gewicht des Textilgutes, vorzugsweise in Mengen von 4 - 8 ,, aufgebracht.The flame retardants are used in quantities depending on the type of textile from 4 to 20% of the phosphonates (I), based on the weight of the textile material, preferably applied in quantities of 4 - 8 ,,.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen stellen im übrigen ausgezeichnete Flammschutzmittel für Polyurethane, insbesondere Polyurethanschaumstoffe, dar. Sie können bei der Herstellung der Polyurethane den zum Polyurethan ausreagierenden Reaktionsgemischen zugesetzt werden.The compounds according to the invention are also excellent Flame retardants for polyurethanes, especially polyurethane foams. They can react to the polyurethane in the production of the polyurethanes Reaction mixtures are added.
Folgende Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, wobei die angegebenen Teile Gewichtsteile bedeuten.The following examples serve to illustrate the invention, the indicated parts mean parts by weight.
Beispiel 1 Zu einer Lösung von 231 Teilen Vinyloxiran in 300 Teilen Chloroform werden bei O °C 137,5 Teile Phosphortrichlorid zugetropft. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird das Gemisch 2 Stdn. bei Raumtemperatur und 3 weitere Stunden bei 500C nachgerührt.Example 1 To a solution of 231 parts of vinyloxirane in 300 parts 137.5 parts of phosphorus trichloride are added dropwise at 0 ° C. to chloroform. After subsiding the exothermic reaction, the mixture is 2 hours. At room temperature and 3 more Stirred at 50 ° C. for hours.
Chloroform und nicht umgesetztes Vinyloxiran werden bei einer Badtemperatur von 50°C im Vakuum abdestilliert. 330 Teile (95 % d. Th.) einer klaren farblosen Flüssigkeit werden erhalten.Chloroform and unreacted vinyloxirane are at a bath temperature distilled off from 50 ° C in vacuo. 330 parts (95% of theory) of a clear, colorless one Liquid are preserved.
n20 = 1,4938 D Analyse des Rohproduktes C H Cl P Berechnet 41,44 5,los 30,65 8,92 Gefunden 42,25 5,50 29,50 9,30 Nach dem NMR-Spektrum liegt das Produkt als Isomerenmischung vor aus 90 % als Phosphorigsäure-tri-(2-chlor-3-butenyl-l ester und zu 10 % als Phosphorigsäure-tri-(1-chlor-methyl-2-propenyl-1)-ester. Weitere Nebenprodukte sind in Mengen unter 2 % vorhanden.n20 = 1.4938 D Analysis of the crude product C H Cl P Calculated 41.44 5, lot 30.65 8.92 Found 42.25 5.50 29.50 9.30 According to the NMR spectrum the product is present as a mixture of isomers of 90% as phosphorous acid tri- (2-chloro-3-butenyl-1 ester and 10% as phosphorous acid tri- (1-chloro-methyl-2-propenyl-1) ester. Further By-products are present in amounts below 2%.
50 Teile des Phosphitgemisches werden langsam in einen auf 1600C vorgewärmten Kolben getropft und 5 Stunden bei der gleichen Temperatur nachgerührt.50 parts of the phosphite mixture are slowly preheated to 1600C The flask was added dropwise and the mixture was stirred at the same temperature for 5 hours.
49 Teile (98 %) einer klaren, gelben Flüssigkeit wurden erhalten.49 parts (98%) of a clear, yellow liquid were obtained.
nD20 = 1,5012 Nach dem NMR-Spektrum hat sich das Ausgangsprodukt vollständig in das Phosphonat umgelagert, wobei überwiegend 1-Chlormethyl-2-propen-1 -phosphonsäure-dl-(2-chlor-3-butenyl-1 )-ester vorliegt.nD20 = 1.5012 According to the NMR spectrum, the starting product is complete rearranged into the phosphonate, with predominantly 1-chloromethyl-2-propene-1-phosphonic acid-dl- (2-chloro-3-butenyl-1 ) -ester is present.
Zu einer Lösung von 347,5 Teilen 1 -Chlornethyl-2- propen-1 -phosphonsäure-di-(2-chlor-3-butenyl-1 )-ester in 1000 Teilen Chloroform werden bei O - 5°C 480 Teile Brom gelöst in 1000 Teilen Chloroform zugetropft.To a solution of 347.5 parts of 1-chloromethyl-2-propene-1-phosphonic acid-di- (2-chloro-3-butenyl-1 ) esters in 1000 parts of chloroform are dissolved 480 parts of bromine in 1000 at 0-5 ° C Parts of chloroform were added dropwise.
Nach einem Nachrühren wird das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. 817 g einer hochviskosen Masse bleiben zurück.After stirring, the solvent is distilled off in vacuo. 817 g of a highly viscous mass remain.
Analyse als 1-Chlormethyl-2,3-dibrompropan-1 -phosphonsäure-di-(2-chlor-3,4-dibrom-1 -butyl) -ester C H Halogen P Berechnet 17,40 2,18 70,87 3,75 Gefunden 18,25 2,65 70,95 4,55 Beispiel 2 Zu 240,0 Teilen Vinyloxiran werden 137,5 Teile Phosphortrichlorid mit solcher Geschwindigkeit zugetropft, dass das Reaktionsgemisch schwach siedet. Anschließend wird 60 Min. nachgerührt und die Badtemperatur auf 75 -900C erhöht, wobei überschüssiges Vinyloxiran über eine Destillationsbrücke abdestilliert wird.Analysis as 1-chloromethyl-2,3-dibromopropane-1-phosphonic acid-di- (2-chloro-3,4-dibromo-1 -butyl) ester C H Halogen P Calculated 17.40 2.18 70.87 3.75 Found 18.25 2.65 70.95 4.55 Example 2 To 240.0 parts of vinyloxirane becomes 137.5 Parts of phosphorus trichloride are added dropwise at such a rate that the reaction mixture low boiling. The mixture is then stirred for 60 minutes and the bath temperature is increased 75 -900C increased, with excess vinyloxirane over a distillation bridge is distilled off.
Die Temperatur wird langsam auf 1500C erhöht und 4 Stdn. weitergerührt.The temperature is slowly increased to 1500 ° C. and stirring is continued for 4 hours.
Das Produkt hat einen Brechungsindex von nD20 = 1,5030 und ist mit dem in Beispiel 1 beschriebenen ungesättigten Phosphonat identisch. Durch Addition von Brom erhält man das gleiche Flammschutzmittel wie in Beispiel 1.The product has a refractive index of nD20 = 1.5030 and is with identical to the unsaturated phosphonate described in Example 1. By addition the same flame retardant as in Example 1 is obtained from bromine.
BeisPiel 3 347,5 Teile des in Beispiel 2 erhaltenen Phosphits werden in 1000 Teile siedendes Chlorbenzol zugetropft, wobei die Temperatur allmählich auf über 1400C ansteigt. Nach 5 Stdn. kühlt man auf 0 OC, addiert 480 Teile Brom an, rührt nach und engt im Vakuum ein.Example 3 347.5 parts of the phosphite obtained in Example 2 will be in 1000 parts of boiling chlorobenzene was added dropwise, the temperature gradually increasing rises to over 1400C. After 5 hours the mixture is cooled to 0 ° C. and 480 parts of bromine are added on, stirred and concentrated in vacuo.
810 g 1 -Chlormethyl-2 , 3-dibrompropan-1 -phosphonsäure-di-( 2-chlor-3,4-dibrombutyl)-ester werden erhalten.810 g of 1-chloromethyl-2,3-dibromopropane-1-phosphonic acid di- (2-chloro-3,4-dibromobutyl) ester will get.
Beispiel 4 Eine Lösung von 347,5 Teilen 1 -Chlormethyl-2-propen-1 -phosphonsäure-di-(2-chlor-3-butenyl-1)-ester (Zwischenstufe nach Beispiel 2) in 1000 Teilen Chloroform wird bei O - 5°C mit 214 Teilen Chlor umgesetzt. Nach zweistündigem Nachrühren wird Chloroform im Wasserstrahlvakuum abdestilliert. Die zurückbleibende gelbe, viskose Masse hat folgende Zusammensetzung: C12 H18 C13 03 P C H Cl P Berechnet 29,41 3,68 50,13 6,33 Gefunden 30,60 4,20 48,80 5,55 Ausbeute: 480 Teile Beispiel 5 Zu 232 Teilen Vinyloxiran werden 271 Teile Phosphortribromid zugetropft. Nach Abklingen der exothermen Reaktion wird für eine Stunde bei 70 0C gerührt und im Vakuum behandelt.Example 4 A solution of 347.5 parts of 1-chloromethyl-2-propene-1 phosphonic acid di (2-chloro-3-butenyl-1) ester (intermediate according to Example 2) in 1000 parts of chloroform are reacted with 214 parts of chlorine at 0-5 ° C. After two hours After stirring, chloroform is distilled off in a water jet vacuum. The one left behind yellow, viscous mass has the following composition: C12 H18 C13 03 P C H Cl P Calculated 29.41 3.68 50.13 6.33 Found 30.60 4.20 48.80 5.55 Yield: 480 parts of Example 5 271 parts of phosphorus tribromide are added to 232 parts of vinyloxirane added dropwise. After the exothermic reaction has subsided, the mixture is kept at 70 ° C. for one hour stirred and treated in vacuo.
Das gebildete Phosphit wird in einen auf 120°C erwärmten Kolben getropft und drei Stunden bei der gleichen Temperatur nachgerührt. Die erhaltene gelbe Flüssigkeit wurde spektroskopisch als das entsprechende Phosphonat identifiziert.The phosphite formed is added dropwise to a flask heated to 120 ° C and stirred for three hours at the same temperature. The yellow liquid obtained was identified spectroscopically as the corresponding phosphonate.
und20= 1,5355 481 Teile des ungesättigen Phosphonats werden in 1000 Teilen Chloroform bei 0 - 5°C mit 480 Teilen Brom gelöst in 1000 Teilen Chloroform umgesetzt. Durch Nachrühren und anschliessendem Einengen in Vakuum erhält man 940 Teile einer wachsartigen, amorphen Masse, die bei längerem Stehen teilweise auskristallisiert.and20 = 1.5355 481 parts of the unsaturated phosphonate are in 1000 Parts of chloroform at 0-5 ° C. with 480 parts of bromine dissolved in 1000 parts of chloroform implemented. Stirring and subsequent concentration in vacuo gives 940 Parts of a waxy, amorphous mass that partially crystallizes out when standing for a long time.
Beispiel 6 Zu 138 Teilen Phosphortrichlorid in 200 Teilen Chloroform werden 92,5 Teile Epichlorhydrin und anschließend 150 Teile Vinyloxiran zugetropft. Es wird eine Stunde bei Raumtemperatur nachgerührt und das Lösungsmittel abdestilliert.Example 6 To 138 parts of phosphorus trichloride in 200 parts of chloroform 92.5 parts of epichlorohydrin and then 150 parts of vinyloxirane are added dropwise. It will take an hour Stirred room temperature and the solvent distilled off.
365 Teile eines Gemisches aus ClCH2-CHCl-CH2-0-P(-O-CH2-CHCl-CH=CH2)2 und (Cl-CH2)2 CH-O-P(O-CH-CH=CH2)2 werden erhalten. n20 = 1,5021 CH2-Cl D 2 C H Cl P Berechnet 35,68 4,59 38,38 8,38 Gefunden 36,45 5,45 37,60 9,80 100 Teile dieses Phosphits werden in einen auf 160°C vorgewärmten Kolben getropft und 4 Stdn. bei der gleichen Temperatur nachgerührt.365 parts of a mixture of ClCH2-CHCl-CH2-0-P (-O-CH2-CHCl-CH = CH2) 2 and (Cl-CH2) 2 CH-O-P (O-CH-CH = CH2) 2 are obtained. n20 = 1.5021 CH2-Cl D 2 C H Cl P Calculated 35.68 4.59 38.38 8.38 Found 36.45 5.45 37.60 9.80 100 parts of this Phosphites are added dropwise to a flask preheated to 160 ° C and 4 hours at stirred at the same temperature.
98 Teile eines Gemisches aus werden erhalten.98 parts of a mixture will get.
20 n ° = 1.5030 370 Teile des ungesättigten Phosphonats gelöst in 1000 Teilen Chloroform werden mit 320 Teilen Brom in 1000 Teilen Chloroform umgesetzt und nachgerührt. Nach Eindampfen des Lösungsmittels erhält man 675 Teile des gemischten halogenhaltigen Phosphonates. 20 n ° = 1.5030 370 parts of the unsaturated phosphonate dissolved in 1000 parts of chloroform are reacted with 320 parts of bromine in 1000 parts of chloroform and stirred. After evaporation of the solvent, 675 parts of the mixed one are obtained halogenated phosphonates.
Beispiel 7 Polyestergewebe aus Polyäthylenterephthalat mit einem Flächengewicht von 200 g/m² werden mit einer Lösung des nach Beispiel 1 erhaltenen Phosphonsäureesters in einem aus 80 Vol.-% Perchloräthylen und 20 Vol.-% Isopronanol bestehenden Lösungsmittelgemisch bei Raumtemperatur behandelt, abgequetscht, 3 Minuten bei 1100C getrocknet und anschliessend zur Fixierung des Flammschutzmittels für 4 Min. bei 1600C nacherhitzt. Die mit 5,8 bzw.Example 7 Polyester fabric made of polyethylene terephthalate with a basis weight of 200 g / m² with a solution of the phosphonic acid ester obtained according to Example 1 in a solvent mixture consisting of 80% by volume perchlorethylene and 20% by volume isopronanol Treated at room temperature, squeezed off, dried for 3 minutes at 110 ° C. and then to fix the flame retardant for 4 minutes at 1600C. The one with 5.8 respectively.
10 Gew.-% Flammschutzmittel (bezogen auf das Warmgewicht) ausgerüsteten
Gewebe wurden nach dem Senkrecht-Test DIN 53 906-2/74 geprüft und dabei die folgenden
Ergebnisse erreicht: Abkürzungen: K r Kette; S r Schuß
Ergebnisse: Abkürzungen K = Kette: S = Schuß
Komponente B: 187 Gew.Tle. eines durch Phosgenierung eines Anilin-Formaldehydkondensats gewonnenen Polyisocyanatgemisches der Viskosität von 100 mPa. s bei 25°C und des NCO-Gehaltes von 31,5 Gew. %.Component B: 187 parts by weight. one by phosgenation of an aniline-formaldehyde condensate obtained polyisocyanate mixture with a viscosity of 100 mPa. s at 25 ° C and des NCO content of 31.5% by weight.
Aus dem Reaktionsgemisch der Komponenten A und B wurden in einem auf 60° C geheizten Aluminiumwerkzeug 10 mm starke Prüfplatten mit Rohdichte 0,6 g/cm3 geschäumt, aus denen Prüfkörper für die Brandprüfung nach UL-Subject 94 für die mechanische Prüfung im Biegeversuch und für die thermische Prüfung herausgeschnitten wurden.From the reaction mixture of components A and B were in one Aluminum tool heated to 60 ° C, 10 mm thick test plates with a bulk density of 0.6 g / cm3 foamed, from which test specimens for the fire test according to UL-Subject 94 for the mechanical test in the bending test and cut out for the thermal test became.
Die ermittelten Eigenschaftswerte des Materials: Brennbarkeitsklassifizierung nach UL-Subject 94 V-O Gesamtnachbrennze it 32 sec.The determined property values of the material: Flammability classification according to UL-Subject 94 V-O total afterburn time 32 sec.
E-Modul (DIN 53423) 1200 MPa Verhalten in der Wärme bei Biegebeanspruchung (DIN 53432) 1080 CE-modulus (DIN 53423) 1200 MPa behavior in the heat under bending stress (DIN 53432) 1080 C
Claims (9)
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DE19772712175 DE2712175A1 (en) | 1977-03-19 | 1977-03-19 | Halogen-contg. phosphonate ester flame-proofing agents - for textiles and plastics, are prepd. by reacting epoxide with phosphorus tri:halide, isomerising and halogenating |
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