КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИДАНИЯ ТЕКСТИЛЬНОМУ МАТЕРИАЛУ АНТИПИРЕНОВЫХ И СМЯГЧАЮЩИХ ТКАНЬ СВОЙСТВ, ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 1999 года по МПК D06M15/673 

Изобретение относится к композиции для придания текстильному материалу антипиреновых и смягчающих ткань свойств, текстильному материалу, обработанному такой композицией, и к способу получения композиции.

Известный способ антипиреновой обработки тканей, включающих целлюлозные (например, хлопчатобумажные) волокна, состоит в пропитке ткани водным раствором поли-(гидроксиорганическим) фосфониевым соединением, например тетракис-(гидроксиорганический) фосфониевой солью. Альтернативно поли(гидроксиорганическое) фосфониевое соединение может включать продукт конденсации с азотсодержащим соединением, таким как мочевина. После пропитки ткань сушат и затем отверждают аммиаком, чтобы получить отвержденный не растворимый в воде полимер, который механически смешивается с волокнами ткани. После отверждения полимер окисляют, для того чтобы превратить трехвалентный фосфор в пятивалентный фосфор, и ткань промывают и сушат. Ткани, обработанные в соответствии с указанным выше способом, и одежда, сделанная из таких обработанных тканей, продаются фирмой Олбрайт Энд Вильсон Лимитед под зарегистрированным торговым знаком ПРОБАН.

В заявке Великобритании N GB-A-2271787 заявителя раскрыто добавление одного или нескольких протонированных или нейтрализованных аминов (например, аминацетатов) в пропиточный раствор. Было установлено, что это добавление увеличивает эффективность фиксации фосфониевого соединения внутри волокон и улучшает однородность распределения фосфониевого соединения в этой системе, что, как было установлено, в свою очередь приводит к улучшению антипиреновых и водоотталкивающих свойств.

В заявке на патент Великобритании N GB-A-2040299 заявителя раскрыто добавление неорганического основания или третичного амина C1-C4 к тетракис-(гидроксиорганическому)фосфониевому соединению, до его конденсации с мочевиной. Однако в упомянутой выше заявке N GB-A-2040299 не обсуждается проблема мягкости (дражируемости) текстильного материала при его обработке продуктом этой заявки.

В совместно поданной заявке заявителя N GB-9412482.9 описан способ увеличения добавки тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли к ткани, что приводит к усилению антипиреновых свойств.

Теперь было обнаружено, что добавка к водной смеси тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли и азоторганического соединения, первичного или вторичного алифатического амина, имеющего 12 или более атомов углерода, до взаимодействия компонентов, для того чтобы осуществить конденсацию этой соли с органическим азотсодержащим соединением, приводит к образованию композиции, которая при использовании для обработки текстильных материалов в соответствии с указанным выше способом ПРОБАН, придает текстильным материалaм не только антипиреновые свойства, но также и свойства, смягчающие ткань.

Соответственно настоящее изобретение предоставляет композицию, используемую для придания текстильному материалу антипиреновых и смягчающих ткань свойств, в котором указанная композиция включает продукт, полученный взаимодействием;
а) тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли,
б) азоторганического соединения и
в) алифатического, реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения, имеющего 12 или более атомов углерода.

Настоящее изобретение также обеспечивает текстильный материал, обработанный композицией, описанной в предшествующем абзаце.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ получения указанной выше композиции, который включает следующие стадии:
1) помещают тетракис-(гидроксиорганическую)фосфониевую соль в сосуд и доводят значение pH примерно до 6,0 путем добавления неорганического основания,
2) растворяют азоторганическое соединение б) в растворе тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли и основания,
3) добавляют соединение в) к смеси компонентов а) + б),
4) выдерживают смесь а) + б) + в) при подходящей температуре в течение времени, достаточного для того, чтобы осуществить образование продукта конденсации между а) и б),
5) продукт охлаждают и
6) добавляют достаточное количество воды к продукту, чтобы получить стабильный раствор указанного продукта.

Кроме того, настоящее изобретение предоставляет композицию, полученную способом, который описан в предыдущем абзаце.

Тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой солью предпочтительно является тетракис-(гидроксиалкил)фосфониевая соль, например тетракис-(гидроксиметил)фосфоний хлорид или тетракис-(гидроксиметил)фосфоний сульфат.

Азоторганическое соединение б) предпочтительно представляет собой амид, например мочевину или тиомочевину.

Соединением в) может быть, например, любое (одно или несколько) из следующих соединений, каждое из которых содержит по меньшей мере одну алкильную группу, имеющую 12 или более атомов углерода:
1) первичные амины
2) вторичные амины
3) третичные амины
4) диамины
5) соли четвертичного аммония
6) этоксилированные амины
7) этоксилированные диамины
8) оксиды аминов
9) алкиламино-замещенные карбоновые кислоты
10) амиды
11) этоксилированные амиды
12) амидоимидазолины
13) производные силоксанов
14) производные силана
Когда соединение б) является амином, оно может существенно состоять из н-додециламина (C₁₂H₂₅NH₂) или н-октадециламина (C₁₈H₃₇NH₂).

Альтернативно соединение б) может быть талловым амином, который, как полагают, состоит из н-гексадециламина (C₁₆H₃₃NH₂), н-октадециламина (C₁₈H₃₇NH₂) и н-эйкозиламина (C₂₀H₄₂NH₂).

Предпочтительно молярное отношение тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли к сумме молярных долей азоторганического соединения б) и соединения в), то есть а:(б+в), находится в интервале от 4:1 до 1,5:1, удобно от 2,5:1 до 3:1.

Например, молярные соотношения а:б:в могут быть любыми из следующих

Текстильный материал может состоять практически из 100% целлюлозных волокон (например, хлопка, льна, джута, дерюги или регенерированного целлюлозного материала).

Альтернативно текстильный материал может включать как целлюлозные, так и нецеллюлозные волокна.

Нецеллюлозные волокна могут представлять собой, например, волокна шерсти или шелка, или они могут включать синтетические волокна, такие как полиэфирные, полиамидные, акриловые или акриламидные волокна.

Текстильный материал может включать целлюлозные волокна (например, хлопок) или может включать хлопковые волокна и полиэфирные волокна, например 60% хлопковых волокон и 40% полиэфирных волокон.

В способе настоящего изобретения неорганическим основанием, используемым на стадии 1, может быть, например, гидроксид натрия или гидроксид калия.

На стадии 4 этого способа смесь может выдерживаться при температуре кипения с обратным холодильником в течение 3-4 ч. Эта стадия может быть проведена при атмосферном давлении или при давлении выше атмосферного, например примерно 1,25 бар.

На стадии 6 способа может добавляться достаточное количество воды к продукту, чтобы получить 60%-ный стабильный раствор указанного продукта.

Хотя это изобретение не связано с какой-либо конкретной теорией, полагают, что установление значения pH тетракис-(гидроксиорганической)фосфониевой соли около 6,0 делает эту соль более реакционноспособной по отношению к азоторганическому соединению. Также считают, что наглядно более мягкий в обращении (дражируемый) обработанный текстильный материал может быть частично получен в результате пониженной степени сшивания продукта конденсации тетракис-(гидроксиорганической) фосфониевой соли с соединением в) на материале и/или в результате наличия соединения в) в цепи. Кроме того, полагают, что обработка текстильных материалов в соответствии с настоящим изобретением может привести к улучшению прочности на разрыв и стойкости к истиранию.

Настоящее изобретение может быть проиллюстрировано с помощью следующих примеров.

Пример 1.

В двухлитровый сосуд из смолы добавляют 1400 г тетракис-(гидроксиметил)фосфоний хлорида (ТГФХ). Добавляя 75 г 50%-ного раствора гидроксида калия, доводят значение pH смеси примерно до 6. В сосуд из смолы вводят 132 г мочевины и дают ей раствориться при перемешивании.

В сосуд вводят 38 г н-октадециламина (доступен как продукт АРМЕЕН¹ Эйч-Ти-Ди) и повышают температуру до кипения смеси. Смесь выдерживают 3-4 ч при температуре кипения с обратным холодильником, до тех пор пока весь амин не израсходуется. Нагревание прекращают и добавляют воду, чтобы получить 60%-ный раствор.

Молярное соотношение тетракис-(гидроксиметил)фосфониевая соль : мочевина : н-октадециламин составляет 2,5 : 0,95 : 0,05.

Чисто хлопковую (100%) ткань весом 280 г/м² кладут поверх жидкости на добавку 40% ПРОБАН² и обрабатывают в соответствии с известным способом ПРОБАН. Полученная ткань имеет сухое содержание добавки продукта конденсации 18,5%.

Было найдено, что ткань, обработанная указанной выше жидкостью, содержит 2,75% фосфора и 2,38% азота и удовлетворяет требованиям антипиреновых испытаний Германии (a), Франции (b) и Великобритании (c) как до, так и после 40 циклов стирки при 93^oC.

Примечания к примеру 1:
Выражения АРМЕЕН¹ и ПРОБАН² представляют собой зарегистрированные торговые знаки:
(a) DIN 66083
(b) NPG 07-184
(c) BS 6249
Примеры 2-6.

Повторяли способ примера 1, причем количества и полученные результаты представлены в таблице 1.

Все ткани в примерах 2-6 прошли антипиреновые испытания, перечисленные в примере 1.

Примеры 7-10.

Вновь повторяют пример 1, но эти примеры относятся только к приготовлению антипиреновой композиции, а не к ее использованию для текстильных материалов. Количества компонентов приведены в таблице 2.

Ткани, обработанные продуктами примеров 1-6, продемонстрировали существенное улучшение осязаемости и дражируемости ткани по сравнению с тканями, обработанными рецептурой по упомянутой выше заявке Великобритании A-2040299.

Примеры 11-15.

Повторяли пример 1, используя молярное соотношение ТГФХ : мочевина : амин - 3 : 0,95 : 0,05 и давлений, температур и времен взаимодействия, приведенных в таблице 3.

Хлопковую (100%) ткань весом 280 г/м³ обрабатывали, используя указанный выше продукт. Было найдено, что обработанная ткань содержит 3% фосфора и 2,5% азота и удовлетворяет требованиям антипиреновых испытаний Германии, Франции, Великобритании и нового Европейского испытания Pr EN 533 после 40 циклов стирки при 93^oC.

Примеры 16-20.

Повторяли пример 11, используя ткани, приведенные в таблице 4.

Обработанные ткани удовлетворяли требованиям антипиреновых стандартов Германии, Франции, Великобритании и нового Европейского испытания Pr EN 533 после стирки требуемой продолжительности.

B таблице 5 приведены данные о содержании азота и фосфора до и после длительной стирки.

Более того, эти ткани продемонстрировали отличную осязаемость и дражируемость. Кроме того, обработанные ткани были водоотталкивающими.

Описывается композиция для придания текстильному материалу антипиреновых и смягчающих ткань свойств, представляющая собой водный стабильный раствор продукта, состоящего из тетракис(гидроксиорганической)фосфониевой соли, азоторганического соединения и реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения, отличающаяся тем, что в качестве реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения она содержит алифатическое соединение, имеющее 12 или более атомов углерода и выбранное из группы, состоящей из первичных аминов, вторичных аминов, диаминов, солей четвертичного аммония, этоксилированных аминов, оксидов амина, алкиламинозамещенных карбоновых кислот, амидов и этоксилированных амидов или амидоимидазолинов, силоксана или производного силана, при этом водный раствор продукта представляет собой 60%-ный стабильный водный раствор указанного продукта. Описывается способ получения указанной композиции и текстильный материал. Технический результат - придание текстильному материалу антипиреновых и смягчающих ткань свойств. 3 с. и 13 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Композиция для придания текстильному материалу антипиреновых и смягчающих ткань свойств, представляющая собой водный стабильный раствор продукта, состоящего из тетракис(гидроксиорганической) фосфониевой соли, азоторганического соединения и реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения, отличающаяся тем, что в качестве реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения она содержит алифатическое соединение, имеющее 12 или более атомов углерода и выбранное из группы, состоящей из первичных аминов, вторичных аминов, диаминов, солей четвертичного аммония, этоксилированных аминов, оксидов амина, алкиламинозамещенных карбоновых кислот, амидов и этоксилированных амидов или амидоимидазолинов, силоксанов или производных силана, при этом водный раствор продукта представляет собой 60%-ный стабильный водный раствор указанного продукта. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что тетракис(гидроксиорганическая) фосфониевая соль представляет собой тетракис(гидроксиалкил)фосфониевую соль, например тетракис(гидроксиметил) фосфониевый хлорид или тетракис(гидроксиметил) фосфониевый сульфат. 3. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что азоторганическое соединение представляет собой амид, например мочевину или тиомочевину. 4. Композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что алифатическое реакционноспособное в отношении гидроксильной группы соединение состоит практически из н-додециламина (С₁₂Н₂₅NH₂). 5. Композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что алифатическое реакционноспособное в отношении гидроксильной группы соединение состоит практически из н-октадециламина (С₁₈Н₃₇NH₂). 6. Композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что алифатическое реакционноспособное в отношении гидроксильной группы соединение содержит н-гексадециламин (С₁₆Н₃₃NH₂), н-октадециламин ( С₁₈Н₃₇NH₂) и н-эйкозиламин (С₂₀Н₄₁NH₂). 7. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что молярное соотношение тетракис(гидроксиорганической) фосфониевой соли (а) и суммы молярных отношений азоторганического соединения (б) и алифатического реакционноспособного в отношении гидроксильной группы соединения (в), т.е. а: (б+в), находится в пределах 4:1-1,5:1. 8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что молярное соотношение а:б:в находится в пределах (4-1,5): (0,95-0,75):(0,25-0,05), например 3,5:0,95: 0,05; 3,0: 0,95: 0,05; 2,2:0,95:0,05; 2,5:0,9:0,1; 2,5:0,75:0,25; 2,0:0,95: 0,05; 2:0,9:0,1 или 1,5:0,95:0,05. 9. Текстильный материал, отличающийся тем, что он обработан композицией по любому из предшествующих пунктов. 10. Текстильный материал по п.9, отличающийся тем, что он включает практически 100% целлюлозных волокон. 11. Текстильный материал по п.10, отличающийся тем, что волокна представляют собой хлопок, лен, джут, дерюгу или регенерированный целлюлозный материал. 12. Текстильный материал по п. 9, отличающийся тем, что он содержит хлопковые волокна и волокна шерсти или шелка. 13. Текстильный материал по п.9, отличающийся тем, что содержит хлопковые волокна и синтетические волокна, например полиэфирные, полиамидные, акриловые или акриламидные волокна. 14. Текстильный материал по п.13, отличающийся тем, что содержит 60% хлопковых волокон и 40% полиэфирных волокон. 15. Способ получения композиции по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что помещают тетракис(гидроксиорганическую) фосфониевую соль (а) в сосуд и доводят значения рН примерно до 6 путем добавления неорганического основания; растворяют азоторганическое соединение (б) в растворе тетракис(гидроксиорганической) фосфониевой соли/основания; добавляют алифатическое реакционноспособное в отношении гидроксильной группы соединение (в) к смеси ((а) + (б)); выдерживают смесь ((а) + (б) + (в)) при температуре кипения с обратным холодильником в течение 3-4 ч до образования продукта конденсации между (а) и (б); охлаждают продукт и добавляют достаточное количество воды к продукту, чтобы получить стабильный 60%-ный раствор указанного продукта. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что неорганическим основанием, используемым на первой стадии, является гидроксид натрия или гидроксид калия.