CZ38803U1 - A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties - Google Patents

A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties

Info

Publication number
CZ38803U1
CZ38803U1 CZ2025-43071U CZ202543071U CZ38803U1 CZ 38803 U1 CZ38803 U1 CZ 38803U1 CZ 202543071 U CZ202543071 U CZ 202543071U CZ 38803 U1 CZ38803 U1 CZ 38803U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
coating
polymer component
diol
weight
modified polymer
Prior art date
Application number
CZ2025-43071U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Sofiane Kettou
Sofiane Mgr. Kettou
Lubomír KUBÁČ
Kubáč Lubomír Ing., Ph.D.
Lenka Martinková
Lenka Ing. Martinková
Martin Kyselka
Martin Ing. Kyselka
Original Assignee
Centrum organické chemie s.r.o.
I N O T E X spol. s r.o.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centrum organické chemie s.r.o., I N O T E X spol. s r.o. filed Critical Centrum organické chemie s.r.o.
Priority to CZ2025-43071U priority Critical patent/CZ38803U1/en
Publication of CZ38803U1 publication Critical patent/CZ38803U1/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/244Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
    • D06M13/282Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing phosphorus
    • D06M13/285Phosphines; Phosphine oxides; Phosphine sulfides; Phosphinic or phosphinous acids or derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D31/00Materials specially adapted for outerwear
    • A41D31/04Materials specially adapted for outerwear characterised by special function or use
    • A41D31/08Heat resistant; Fire retardant
    • A41D31/085Heat resistant; Fire retardant using layered materials
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/244Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
    • D06M13/282Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing phosphorus
    • D06M13/292Mono-, di- or triesters of phosphoric or phosphorous acids; Salts thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/564Polyureas, polyurethanes or other polymers having ureide or urethane links; Precondensation products forming them
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/667Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing phosphorus in the main chain
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M23/00Treatment of fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, characterised by the process
    • D06M23/16Processes for the non-uniform application of treating agents, e.g. one-sided treatment; Differential treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

Technické řešení se týká oblasti nehořlavých úprav textilií, konkrétně zátěru pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi a textilie s protipožárními vlastnostmi.The technical solution relates to the field of non-flammable textile treatments, specifically a coating for treating textiles with fire-retardant properties and textiles with fire-retardant properties.

Dosavadní stav technikyState of the art

Snížení hořlavosti textilních materiálů představuje v současnosti výrazný trend v oblasti jejich zušlechťování. Trh inhibitorů hoření a nehořlavých textilních materiálů v posledních letech významně roste především v důsledku stále přísnějších národních i mezinárodních požadavků na bezpečnost. Vzhledem ke stoupajícímu použití nehořlavých textilií v mnoha oborech, jako jsou ochranné oděvy - PPE (CLOTHTECH, PROTECH), automobilový průmysl (MOBITECH), nábytkové a interiérové materiály (HOMETECH), technické textilie (INDUTECH) či zdravotnictví (MEDTECH), roste význam výzkumu jejich vlivu na životní prostředí a zdraví člověka.Reducing the flammability of textile materials is currently a significant trend in their refinement. The market for flame retardants and non-flammable textile materials has been growing significantly in recent years, mainly due to increasingly stringent national and international safety requirements. Given the increasing use of non-flammable textiles in many fields, such as protective clothing - PPE (CLOTHTECH, PROTECH), automotive industry (MOBITECH), furniture and interior materials (HOMETECH), technical textiles (INDUTECH) or healthcare (MEDTECH), the importance of research into their impact on the environment and human health is growing.

Kromě nehořlavých textilních vláken, jako např. Nomex na bázi meta-aramidu, Kevlar na bázi p-aramidu, Viskóza FR, modakrylu (akrylové vlákno modifikované vinylidenchloridem), vlákna na bázi poly-benzimidazolu (PBI), karbonizovaného uhlíkového vlákna (Zylon), polyfenylensulfidu (PPS), polyesteru s nehořlavě modifikovaným řetězcem (Trevira-CS) a syntetických polymerů modifikovaných nehořlavými aditivy ve hmotě (PA66 Nexylon), stoupá používání retardérů hoření aplikovaných na přírodní a syntetické materiály v rámci finálních úprav.In addition to flame-retardant textile fibers such as meta-aramid-based Nomex, p-aramid-based Kevlar, Viscose FR, modacrylic (acrylic fiber modified with vinylidene chloride), poly-benzimidazole (PBI)-based fibers, carbonized carbon fiber (Zylon), polyphenylene sulfide (PPS), polyester with flame-retardant chain modification (Trevira-CS), and synthetic polymers modified with flame-retardant additives in the mass (PA66 Nexylon), the use of flame retardants applied to natural and synthetic materials as part of final treatments is increasing.

Na zvýšené riziko negativních účinků včetně prokázané akumulace v živých tkáních je poukazováno především u retardérů hoření na bázi brómovaných derivátů organických sloučenin a u systémů s rizikem emisí formaldehydu, proto se pravidla a předpisy související s používáním těchto prostředků na evropské úrovni podstatně zpřísňují.The increased risk of negative effects, including proven accumulation in living tissues, is pointed out primarily in flame retardants based on brominated derivatives of organic compounds and in systems with a risk of formaldehyde emissions, which is why the rules and regulations related to the use of these agents are being significantly tightened at the European level.

Nejčastěji používané komerční retardéry hoření lze rozdělit do tří hlavních kategorií. První jsou primární retardéry hoření, které jsou na bázi fosforu s mechanismem kondenzované fáze, a halogenů s mechanismem plynné fáze. Druhou jsou synergické látky mající samy o sobě jen malý retardační efekt, ale podstatně zvyšující nehořlavý efekt primárních retardérů hoření. Jedná se o látky na bázi Sb/halogenů nebo dusíku/ fosforu N/P. A třetí kategorií jsou adukční retardéry, které vykazují aktivitu fyzikálními efekty, jedná se zpravidla o boritany, oxid hlinitý, uhličitan hlinitý, intumescenční systémy.The most commonly used commercial flame retardants can be divided into three main categories. The first are primary flame retardants, which are based on phosphorus with a condensed phase mechanism, and halogens with a gas phase mechanism. The second are synergistic substances that have only a small retarding effect on their own, but significantly increase the non-flammable effect of primary flame retardants. These are substances based on Sb/halogens or nitrogen/phosphorus N/P. And the third category is adduction retardants, which show activity through physical effects, these are usually borates, alumina, alumina carbonate, intumescent systems.

Výběr retardérů závisí na typu upravovaného textilního materiálu a požadavku na stabilitu nehořlavého efektu v podmínkách užívání a údržby podle koncové aplikace.The choice of retardants depends on the type of textile material being treated and the requirement for stability of the flame retardant effect under conditions of use and maintenance according to the end application.

Retardéry hoření pro finální nehořlavou úpravu celulózy a směsí s polyesterem Cel/PES do 25 % obsahu polyesteru jsou nejčastěji založeny na organických chemických systémech kombinujících fosfor a dusík P/N, které reagují s vláknem za vzniku stálých zesítěných struktur. Základní ingrediencí úpravy PROBAN je tetrakis-(hydroxymethyl)fosfonium chlorid (THPC) vyráběný z fosfinu, formaldehydu a kyseliny chlorovodíkové. Dalším komerčním přístupem pro docílení trvalé nehořlavé úpravy celulózy je systém PYROVATEX založený na použití N-methylol dimethylfosfonopropionamidu v kombinaci a trimethylmelaminem a kyselinou fosforečnou jako katalyzátorem při procesu pad-dry-cure. Oba tyto systémy jsou spojeny s výraznou emisí formaldehydu při výrobě a se zvýšeným obsahem formaldehydu na tkaninách, což představuje výrazné toxikologické riziko. Navíc jsou obě uvedené úpravy provázeny vysokou ztrátou pevnosti, a to až 30 %, a změnou barevného odstínu. Směsi s obsahem polyesteru vyšším než 30 % nelze pomocí těchto úprav nehořlavě upravit.Flame retardants for the final flame retardant treatment of cellulose and blends with polyester Cel/PES up to 25% polyester content are most often based on organic chemical systems combining phosphorus and nitrogen P/N, which react with the fiber to form permanent crosslinked structures. The basic ingredient of the PROBAN treatment is tetrakis-(hydroxymethyl)phosphonium chloride (THPC) produced from phosphine, formaldehyde and hydrochloric acid. Another commercial approach to achieving permanent flame retardant treatment of cellulose is the PYROVATEX system based on the use of N-methylol dimethylphosphonopropionamide in combination with trimethylmelamine and phosphoric acid as a catalyst in the pad-dry-cure process. Both of these systems are associated with significant formaldehyde emissions during production and with an increased formaldehyde content in fabrics, which represents a significant toxicological risk. In addition, both of the above treatments are accompanied by a high loss of strength, up to 30%, and a change in color shade. Mixtures with a polyester content higher than 30% cannot be made flame retardant using these treatments.

- 1 CZ 38803 U1- 1 CZ 38803 U1

Komerční retardéry hoření pro úpravy polyesteru jsou založeny na sloučeninách na bázi cyklických fosfátů a fosfonátů, aplikují se termosolovým postupem zahrnujícím impregnaci a vysokotepelné zpracování nebo v rámci vysokotepelného barvení společně s barvivem. Často se jedná o chlórované sloučeniny s vyšší mírou rizika, rostou snahy jejich užívání omezit, koncentrace účinné látky v produktu je pro aplikace v rámci EU omezena na 30 %, což způsobuje komplikace při samotné úpravě textilií, jako je náročný proces neutralizace, vysoké dávkování.Commercial flame retardants for polyester treatments are based on compounds based on cyclic phosphates and phosphonates, applied by a thermosol process involving impregnation and high-temperature processing or as part of high-temperature dyeing together with a dye. These are often chlorinated compounds with a higher level of risk, efforts are growing to limit their use, the concentration of the active substance in the product is limited to 30% for applications within the EU, which causes complications in the actual treatment of textiles, such as a demanding neutralization process, high dosage.

Kromě uvedených lázňových postupů lze nehořlavé úpravy aplikovat na textilie zátěrovou technikou. Textilní zátěry představují speciální techniku jednostranného nanášení polymerní formulace s vhodně nastavenou reologií pomocí rakle. Pro tento způsob nehořlavé úpravy se z hlediska funkčnosti a výsledného měkkého omaku textilií osvědčily brómované organické deriváty, které se používají pro tento účel zpravidla v kombinaci s disperzními oxidy antimonu se synergickým efektem. Brómované deriváty, např. dříve používané HBCD (hexabrómcyklodekan) nebo Deka BDE (dekabromdifenylether) však představují vysoká toxikologická rizika vzhledem k toxickým účinkům na živé organismy, usazování v životním prostředí a akumulaci v živočišných tkáních. Při jejich spalování také dochází k emisi toxických těkavých organických látek (VOCs). Na zvýšené riziko negativních účinků včetně prokázané akumulace v živých tkáních je poukazováno především u retardérů hoření na bázi brómovaných derivátů organických sloučenin a u systémů s rizikem emisí formaldehydu, proto se pravidla a předpisy související s používáním těchto prostředků na evropské úrovni podstatně zpřísňují. Řada těchto sloučenin pro úpravy textilií jsou již v současnosti v EU zakázána a pokračuje proces legislativního omezování a postupné eliminace úprav na bázi halogenderivátů, především brómu, nově také chlóru, z trhu v celosvětovém měřítku. Proto je vysoce aktuální jejich náhrada bezpečnějšími bezhalogenovými a bezantimonovými alternativami.In addition to the above bath processes, flame-retardant treatments can be applied to textiles using a coating technique. Textile coatings represent a special technique of one-sided application of a polymer formulation with a suitably adjusted rheology using a doctor blade. For this method of flame-retardant treatment, brominated organic derivatives have proven themselves in terms of functionality and the resulting soft feel of textiles, and are usually used for this purpose in combination with dispersible antimony oxides with a synergistic effect. However, brominated derivatives, such as the previously used HBCD (hexabromociclodecane) or Deca BDE (decabromodiphenyl ether), pose high toxicological risks due to toxic effects on living organisms, deposition in the environment and accumulation in animal tissues. Their combustion also results in the emission of toxic volatile organic compounds (VOCs). The increased risk of negative effects, including proven accumulation in living tissues, is pointed out primarily in the case of flame retardants based on brominated derivatives of organic compounds and in systems with a risk of formaldehyde emissions, which is why the rules and regulations related to the use of these agents at the European level are being significantly tightened. A number of these compounds for textile treatments are already banned in the EU and the process of legislative restriction and gradual elimination of treatments based on halogen derivatives, mainly bromine, and recently also chlorine, from the market on a global scale continues. Therefore, their replacement with safer halogen-free and antimony-free alternatives is highly topical.

Cílem intenzivního výzkumu je formulace a ověření nových bezhalogenových inhibitorů nebo retardérů hoření a jejich aplikace šetrnými technologickými postupy, které jsou zaměřeny především na snížení emisí VOCs, především formaldehydu, při výrobě a finálních úpravách, a také na minimalizaci obsahu nebo eliminaci těchto složek na upravených textiliích. Jedná se především o systémy na bázi funkčních nanomateriálů, sloučenin s obsahem fosforu a dusíku, karbonizující a intumescenční systémy aplikované impregnačními a zátěrovými technikami. Příkladem retardérů hoření bez obsahu halogenů na bázi anorganických i organických sloučenin, často na bázi přírodních zdrojů jsou anorganické sloučeniny fosforu (polyfosfát amonný) pro úpravy nestálé v praní, organické sloučeniny fosforu (estery, fosfonáty, fosfináty, polyfosfonáty), anorganické hydroxidy uvolňující vodu (Al(OH)3, AUO3.3H2O, Mg(OHŘ), sloučeniny dusíku a fosforu (synergický efekt), např. směsi melamin, melamin kyanurát a guanidinfosfát, sloučeniny Zr (pro úpravu vlny), sloučeniny Co a Sn, sloučeniny bóru, např. borax, kyselina boritá, melamin borát, které nejsou ale povoleny legislativou, bio-based retardéry na bázi přírodních sloučenin obsahujících fosfor a dusík, např. kyselina fytová ze zemědělských odpadů, aminopolysacharidy (chitosan), animokyseliny (kasein, zein), deoxyribonukleová kyselna (DNA), skořápky vajec a mleté schránky korýšů (obsah CaCO3), polysacharidy a jiné polyoly a lignin jako zdroj uhlíku pro intumescenční systémy v kombinaci s polyfosfátem sodným, fosforylovaný lignin floroglucinol, dále vrstvené hydroxidy a (nano)jíly: nanoLDH, organomodifikovaný montmorillonit v kombinaci s polyfosfátem amonným, SiO2, jíly, sepolit, halloysit, DOPO (9,10-dohydro-9-oxy-10-fosfafenanthren-10-oxid z ricinového oleje roubovaný na kyselinu žakonovou: retardér hoření pro polyamid, MWCTS: vícestěnné uhlíkové nanotrubky pro termolastické polymery, PPMA - poly(piperazinyl fosfatid, deriváty fosfazenu a polyethylemimin (PEI) a polyfosfát sodný - aplikace technikou layer by layer (LbL).The aim of intensive research is to formulate and verify new halogen-free flame retardants or inhibitors and their application using environmentally friendly technological processes, which are mainly focused on reducing VOC emissions, especially formaldehyde, during production and final treatments, as well as on minimizing the content or eliminating these components in treated textiles. These are mainly systems based on functional nanomaterials, phosphorus and nitrogen compounds, carbonizing and intumescent systems applied by impregnation and coating techniques. Examples of halogen-free flame retardants based on inorganic and organic compounds, often based on natural sources, are inorganic phosphorus compounds (ammonium polyphosphate) for wash-resistant treatments, organic phosphorus compounds (esters, phosphonates, phosphinates, polyphosphonates), inorganic hydroxides releasing water (Al(OH)3, AUO3.3H2O, Mg(OHŘ), nitrogen and phosphorus compounds (synergistic effect), e.g. mixtures of melamine, melamine cyanurate and guanidine phosphate, Zr compounds (for wool treatment), Co and Sn compounds, boron compounds, e.g. borax, boric acid, melamine borate, which are not permitted by legislation, bio-based retardants based on natural compounds containing phosphorus and nitrogen, e.g. phytic acid from agricultural waste, aminopolysaccharides (chitosan), amino acids (casein, zein), deoxyribonucleic acid (DNA), eggshells and ground crustacean shells (content CaCO3), polysaccharides and other polyols and lignin as a carbon source for intumescent systems in combination with sodium polyphosphate, phosphorylated lignin phloroglucinol, layered hydroxides and (nano)clays: nanoLDH, organomodified montmorillonite in combination with ammonium polyphosphate, SiO2, clays, sepolite, halloysite, DOPO (9,10-dohydro-9-oxy-10-phosphaphenanthrene-10-oxide from castor oil grafted to jaconic acid: flame retardant for polyamide, MWCTS: multi-walled carbon nanotubes for thermoplastic polymers, PPMA - poly(piperazinyl phosphatide, phosphazene derivatives and polyethylemimine (PEI) and sodium polyphosphate - application using the layer by layer (LbL) technique.

Snížení hořlavosti textilií je hodnoceno pomocí příslušných standardů podle cílových aplikací upravených tkanin, kdy se kromě nehořlavého efektu testuje také stabilita úprav v předepsaných systémech údržby.The reduction of flammability of textiles is assessed using relevant standards according to the target applications of the treated fabrics, where in addition to the flame-retardant effect, the stability of the treatments in prescribed maintenance systems is also tested.

- 2 CZ 38803 U1- 2 CZ 38803 U1

Funkcionalizace textilií zátěrovou technikou se používá především pro technické textilie, např. stavební, automotive, nábytkové. Při jednostranném nánosu polymerní vrstvy dochází ke snížení flexibility, prodyšnosti a paropropustnosti, proto je použití těchto úprav pro oděvní textilie omezeno na speciální ochranné oděvy (OOP) nebo zónové úpravy exponovaných částí oděvu. Cílem zátěrových úprav je zpravidla stabilizace a zpevnění, dosažení vodonepropustnosti, nešpinivosti, odolnosti proti profouknutí, termoodrazivosti, např. hliníkové zátěry, protiposuvového efektu nebo zamezení pronikání světla. Zátěrové formulace se aplikují zpravidla z pasty nebo z pěny na textilie s hydrofobní podúpravou, která se provádí pro zamezení penetrace nanášeného zátěru do textilního materiálu a pro zajištění lokalizace zátěru na povrchu textilie (prevence prosakování, homogenní nanesená vrstva). Při aplikací pomocí vzdušné rakle nebo rakle proti válci musí mít nanášená zátěrová formulace vhodné vlastnosti z hlediska reologie, homogenity a stability. Obsažené dispergované částice nesmí aglomerovat, kvalita nanášené formulace musí být stabilní pro zajištění homogenního kvalitního nánosu. Proto je třeba do zátěrové formulace přidávat zpravidla během přípravy různé pomocné prostředky, např. záhustku, odvzdušňovač, odpěňovač, a v případě práškových funkčních aditiv také smáčedla apod. Jedná se zpravidla o organické materiály, které včetně hydrofobní podúpravy představují hořlavou složku a působí tedy proti nehořlavému efektu.Functionalization of textiles by coating technique is used mainly for technical textiles, e.g. construction, automotive, furniture. When a polymer layer is applied on one side, flexibility, breathability and vapor permeability are reduced, therefore the use of these treatments for clothing textiles is limited to special protective clothing (PPE) or zone treatments of exposed parts of clothing. The aim of coating treatments is usually stabilization and reinforcement, achieving water impermeability, dirt resistance, resistance to blowing through, thermal reflectivity, e.g. aluminum coatings, anti-slip effect or prevention of light penetration. Coating formulations are usually applied from paste or foam to textiles with a hydrophobic pre-treatment, which is carried out to prevent penetration of the applied coating into the textile material and to ensure localization of the coating on the surface of the textile (prevention of seepage, homogeneous applied layer). When applied using an air knife or a knife against a roller, the applied coating formulation must have suitable properties in terms of rheology, homogeneity and stability. The dispersed particles contained must not agglomerate, the quality of the applied formulation must be stable to ensure a homogeneous, high-quality coating. Therefore, various auxiliary agents must usually be added to the coating formulation during preparation, e.g. thickener, deaerator, defoamer, and in the case of powdered functional additives also wetting agents, etc. These are usually organic materials, which, including the hydrophobic pre-treatment, represent a flammable component and therefore counteract the non-flammable effect.

Samotný přídavek retardéru hoření do zátěrové směsi je pak často nedostatečný, navíc některé sloučeniny mají v polymerní matrici tendenci migrovat na povrch nebo se z této matrice přímo vymývají při kontaktu s vodou. Produkty pro nehořlavé úpravy bývají hydrofilní, a mají proto tendenci v případě kombinace s hydrofobními úpravami zhoršovat vodoodpudivost, tzv. odperlivý efekt a vodonepropustnost, tzv. vodní sloupec. Ani kombinace různých typů retardérů hoření např. při úpravě směsných materiálů nevede zpravidla k dosažení nehořlavého efektu, protože různé retardéry mají odlišné mechanismy potlačování hořlavosti, které nevykazují synergický efekt. Textilie s multifunkční úpravou jsou tedy často z hlediska zajištění spolehlivého nehořlavého efektu náročnější, a je proto nutno hledat vhodná řešení, jak i při kombinovaných úpravách zajistit požadované vlastnosti.The mere addition of a flame retardant to the coating mixture is often insufficient, and in addition, some compounds tend to migrate to the surface in the polymer matrix or are directly washed out of this matrix upon contact with water. Products for flame-retardant treatments tend to be hydrophilic, and therefore tend to worsen water repellency, the so-called repellent effect, and water impermeability, the so-called water column, when combined with hydrophobic treatments. Even a combination of different types of flame retardants, e.g. when treating mixed materials, does not usually lead to a flame-retardant effect, because different retardants have different mechanisms of flammability suppression that do not show a synergistic effect. Textiles with multifunctional treatments are therefore often more demanding in terms of ensuring a reliable flame-retardant effect, and it is therefore necessary to find suitable solutions to ensure the required properties even with combined treatments.

Úkolem technického řešení je proto vytvoření takového zátěru pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi a textilie s protipožárními vlastnostmi, která by odstraňovaly výše uvedené nedostatky. Cílem technického řešení je proto vytvoření takového zátěru, který by byl stabilní, u kterého by nedocházelo k vymývání a migraci jednotlivých složek mimo vlastní textilii a který by poskytovala dlouhodobou multifunkční úpravu textilie před hořením, ušpiněním a pomačkáním se zachováním dlouhodobého nehořlavého efektu.The task of the technical solution is therefore to create such a coating for treating textiles with fire-retardant properties and textiles with fire-retardant properties that would eliminate the above-mentioned shortcomings. The aim of the technical solution is therefore to create such a coating that would be stable, in which there would be no washing out and migration of individual components outside the textile itself and which would provide long-term multifunctional treatment of the textile against burning, soiling and creasing while maintaining a long-term flame-retardant effect.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Vytčený úkol je vyřešen pomocí zátěru pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi podle tohoto technického řešení. Zátěr obsahuje nosnou polymerní matrici na bázi alifatického polyuretanu polyetherového typu a retardér hoření.The task is solved by means of a coating for treating textiles with fire-retardant properties according to this technical solution. The coating contains a supporting polymer matrix based on aliphatic polyurethane of the polyether type and a flame retardant.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že retardér hoření je monomer na bázi diolu nebo diaminu s obsahem fosforu alespoň 8 % hmotn. nebo oligomer obsahující ve své struktuře polyfosfát diol. Zátěr dále obsahuje modifikovanou polymerní složku na bázi polyuretanu, která je ve formě vodné disperze o koncentraci 43 % hmotn. modifikované polymerní složky ve vodě s viskozitou od 5 do 15 Pa.s, kde hmotnostní poměr polymerních sušin mezi modifikovanou polymerní složkou a nosnou polymerní matricí v zátěru je 1:3 až 4:1. Modifikovaná polymerní složka je v zátěru obsažena v koncentraci 16 až 35 % hmotn. a má viskozitu 2 až 15 Pa.s.The essence of the technical solution is that the flame retardant is a monomer based on diol or diamine with a phosphorus content of at least 8 wt. % or an oligomer containing polyphosphate diol in its structure. The coating further contains a modified polyurethane-based polymer component, which is in the form of an aqueous dispersion with a concentration of 43 wt. % of the modified polymer component in water with a viscosity of 5 to 15 Pa.s, where the weight ratio of polymer dry matter between the modified polymer component and the supporting polymer matrix in the coating is 1:3 to 4:1. The modified polymer component is contained in the coating in a concentration of 16 to 35 wt. % and has a viscosity of 2 to 15 Pa.s.

Syntéza modifikované polymerní složky je prováděna v prostředí dimethyl formamidu nebo dimethyl sulfoxidu do konstantní molekulové hmotnosti charakterizované měřením viskozity při definované koncentraci modifikované polymerní složky v roztoku. Pro aplikace do zátěru je následně nutno převést tuto modifikovanou polymerní složku do formy vodné disperze. PostupThe synthesis of the modified polymer component is carried out in a dimethyl formamide or dimethyl sulfoxide environment to a constant molecular weight characterized by viscosity measurement at a defined concentration of the modified polymer component in the solution. For application to the coating, it is subsequently necessary to convert this modified polymer component into an aqueous dispersion. Procedure

- 3 CZ 38803 UI převedení modifikované polymerní složky do vody sestává z izolace modifikované polymerní složky srážením z reakční směsi pomocí vody a solí o vhodné koncentraci, s výhodou 4,5 až 15,0 % hmota. NaCl a následné dispergace modifikované polymerní složky do zředěného roztoku ve vodě (cca 8 až 10 % hmota, sušiny) a zahuštění vodné disperze pomocí rotační vakuové odparky na koncentraci modifikované polymerní složky 16 až 35 % hmota, sušiny ve vodě, čímž je získána homogenní vodná disperze modifikované polymerní složky o viskozitě 2 až 15 Pa.s.- 3 CZ 38803 UI transferring the modified polymer component into water consists of isolating the modified polymer component by precipitation from the reaction mixture using water and salts of a suitable concentration, preferably 4.5 to 15.0% by weight NaCl and subsequent dispersion of the modified polymer component into a dilute solution in water (approx. 8 to 10% by weight, dry matter) and concentration of the aqueous dispersion using a rotary vacuum evaporator to a concentration of the modified polymer component of 16 to 35% by weight, dry matter in water, thereby obtaining a homogeneous aqueous dispersion of the modified polymer component with a viscosity of 2 to 15 Pa.s.

Ve výhodném provedení je retardér hoření je vybraný ze skupiny: dietayl N,N-bis(2-hydroxyetayljaminometayl fosfát s obsahem fosforu 12,1 %, fenyl diaminofosfát obsahující 18,0 % fosforu, bis(3-hydroxyfenyl) fenyl fosfát obsahující 8,7 % fosforu, bis(3-hydroxypropyl) isobutylfosfin oxid či jiný oligomerní fosfátový diol, oligomerní fosfonátový diol nebo polyfosfát diol.In a preferred embodiment, the flame retardant is selected from the group: diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethayl phosphate with a phosphorus content of 12.1%, phenyl diaminophosphate containing 18.0% phosphorus, bis(3-hydroxyphenyl)phenyl phosphate containing 8.7% phosphorus, bis(3-hydroxypropyl) isobutylphosphine oxide or another oligomeric phosphate diol, oligomeric phosphonate diol or polyphosphate diol.

Retardér hoření, který má charakter monomeru, je zabudován v polymerní složce, s výhodou je vázán pomocí chemické nebo uretanové vazby s diizokyanátem. Vzhledem k tomu, že modifikovaná polymerní složka je na bázi polyuretanu a retardér hoření je na bázi diolu nebo diaminu, při přípravě modifikované polymerní složky je využit diizokyanát. Polyuretan je polymer, který se vyrábí polyadicí diisokyanátů s dvojsytaými nebo vícesytaými alkoholy za vzniku karbamátové neboli uretanové vazby. Diizokyanát je vybraný ze skupiny: izoforon diizokyanát, hexamethylen diizokyanát, methylen difenyl diizokyanát.The flame retardant, which has the character of a monomer, is incorporated in the polymer component, preferably bound by a chemical or urethane bond with a diisocyanate. Since the modified polymer component is based on polyurethane and the flame retardant is based on a diol or diamine, diisocyanate is used in the preparation of the modified polymer component. Polyurethane is a polymer that is produced by polyaddition of diisocyanates with dihydric or polyhydric alcohols to form a carbamate or urethane bond. The diisocyanate is selected from the group: isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate.

Po reakci s vhodným diisokyanátem lze pak připravit modifikovanou polymerní složku následující struktury. Uvedená reakce je uvedena obecného charakteru s obecnými vzorci pro názornost.After reaction with a suitable diisocyanate, a modified polymer component of the following structure can then be prepared. The reaction is presented in a general manner with general formulas for clarity.

ho--r2—OHho--r 2 —OH

O^=C^=N--R,--N^=C^=O + |O^=C^=N--R,--N^=C^=O + |

XX

kde Ri je -(CH2)6-, -C6H7(CH3)3CH2- nebo -(C6H4)CH2(C6H4)-;where R 1 is -(CH 2 ) 6 -, -C 6 H 7 (CH 3 ) 3 CH 2 - or -(C 6 H 4 )CH 2 (C 6 H 4 )-;

R2 je -(C2H4)(O(P=O)(OC2H5)(OC2H4))4-, -(C2H4)N(CH2)(P=O)(OC2H5)2(C2H4)- nebo -(CH2)C(CH3)(CH2)-;R 2 is -(C 2 H 4 )(O(P=O)(OC 2 H 5 )(OC 2 H 4 )) 4 -, -(C 2 H 4 )N(CH 2 )(P=O)(OC 2 H 5 ) 2 (C 2 H 4 )- or -(CH 2 )C(CH 3 )(CH 2 )-;

Xje-COOHa n je počet polymerních jednotek v jednotkách až desítkách tisíc.X is -COOH and n is the number of polymer units in units to tens of thousands.

Průmyslové zátery musí mít z hlediska vhodných aplikačních vlastností odpovídající viskozita tak, aby výsledný záter měl medovitý charakter a vhodné reologické chování zajišťující rovnoměrné nanášení pasty raklí na nosnou textilii na záterovém zařízení. Jako vhodné se jeví mísit modifikovanou polymerní složku, tedy vodnou emulzi polyuretaanu s polymerně zabudovaným retardérem hoření, s nosnou polymerní matricí, tedy s komerčně dostupnými materiály na bázi alifatického polyuretaanu póly etherového typu v poměru 1:3 až 4:1 podle požadavků na úroveň nehořlavé úpravy a mechanických vlastností záterové vrstvy, zejména pružnost, tuhost a pevnost.In terms of suitable application properties, industrial coatings must have an appropriate viscosity so that the resulting coating has a honey-like character and suitable rheological behavior ensuring uniform application of the squeegee paste to the carrier fabric on the coating equipment. It seems appropriate to mix the modified polymer component, i.e. an aqueous polyurethane emulsion with a polymer-incorporated flame retardant, with the carrier polymer matrix, i.e. with commercially available materials based on aliphatic polyurethane of the polyether type in a ratio of 1:3 to 4:1 according to the requirements for the level of non-flammable treatment and the mechanical properties of the coating layer, especially elasticity, stiffness and strength.

Ve výhodném uspořádání obsahuje modifikovaná polymerní složka hydrofilní skupinu na bázi polyetaerového diolu o molekulové hmotnosti 1000 až 2000 g/mol a diol s disociovatelnou karboxylovou kyselinou pro zvýšení dispergovatelnosti modifikované polymerní složky do vody. Hydrofilní skupina je s výhodou polyethylen glykol (PEG) nebo polypropylen glykol (PPG), který je přidán do polymerační reakce, a diol s disociovatelnou karboxylovou kyselinou je s výhodou 2,2-bis(hydroxymetayl)propanová kyselina (DMPA), která je rovněž přidána jako monomer doIn a preferred embodiment, the modified polymer component comprises a hydrophilic group based on a polyether diol with a molecular weight of 1000 to 2000 g/mol and a diol with a dissociable carboxylic acid to increase the dispersibility of the modified polymer component in water. The hydrophilic group is preferably polyethylene glycol (PEG) or polypropylene glycol (PPG), which is added to the polymerization reaction, and the diol with a dissociable carboxylic acid is preferably 2,2-bis(hydroxymethayl)propanoic acid (DMPA), which is also added as a monomer to

-4CZ 38803 U1 polymerační reakce. Pro optimální vlastnosti modifikované polymerní složky pak rozhoduje správný poměr jednotlivých monomerů, který vede k produktům s různou dispergovatelností a stabilitou ve vodě.-4CZ 38803 U1 polymerization reaction. The optimal properties of the modified polymer component are determined by the correct ratio of individual monomers, which leads to products with different dispersibility and stability in water.

Zátěr ve výhodném provedení obsahuje od 0,6 do 1,1 % hmotn. fosforu a od 1,2 do 2,1 % hmotn. dusíkuThe coating in a preferred embodiment contains from 0.6 to 1.1 wt. % phosphorus and from 1.2 to 2.1 wt. % nitrogen

Předmětem technického řešení je rovněž textilie s protipožárními vlastnostmi podle tohoto technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že textilie na svém povrchu zahrnuje impregnační semipermanetní nehořlavý nátěr na bázi amonných solí alifatických fosfonátů diamoniumfosfátu nebo organických komplexních fosfátů a dále zahrnuje výše popsaný zátěr uspořádaný na impregnačním semipermanentním nehořlavém nátěru.The subject of the technical solution is also a textile with fire-retardant properties according to this technical solution. The essence of the technical solution lies in the fact that the textile includes on its surface an impregnating semi-permanent non-flammable coating based on ammonium salts of aliphatic phosphonates of diammonium phosphate or organic complex phosphates and further includes the above-described coating arranged on the impregnating semi-permanent non-flammable coating.

Samotná směs zátěru tvoří jen část celkové hmotnosti upravené textilie a obsah atomů dusíku a fosforu je z hlediska retardace hoření nedostatečný. Z tohoto důvodu se zátěr aplikuje na textilii se semipermanentní nehořlavou úpravou na bázi např. amonných solí alifatických fosfonátů, diamoniumfosfátu nebo organických komplexních fosfonátů, která je aplikována impregnačním postupem. Vlastní zátěr pak tuto nehořlavou úpravu stabilizuje, nedochází k migraci ani vymývání, a lze hovořit o dlouhodobé multifunkční úpravě chránící textilii před hořením, ušpiněním, pomačkáním. Konvenční zátěr bez nehořlavé modifikace by představoval zvýšení podílu hořlavé složky a jeho aplikací na textilii s nehořlavou úpravou došlo ke ztrátě nehořlavého efektu. Modifikace zátěrového polyuretanového polymeru skupinami s obsahem fosforu a dusíku je proto nezbytná a zajišťuje zachování nehořlavého efektu.The coating mixture itself only makes up part of the total weight of the treated textile and the content of nitrogen and phosphorus atoms is insufficient in terms of flame retardancy. For this reason, the coating is applied to a textile with a semi-permanent flame-retardant treatment based on, for example, ammonium salts of aliphatic phosphonates, diammonium phosphate or organic complex phosphonates, which is applied by an impregnation process. The coating itself then stabilizes this flame-retardant treatment, there is no migration or washing out, and we can speak of a long-term multifunctional treatment protecting the textile from burning, soiling and creasing. A conventional coating without flame-retardant modification would represent an increase in the proportion of the flammable component and its application to a textile with a flame-retardant treatment would result in a loss of the flame-retardant effect. Modification of the coating polyurethane polymer with groups containing phosphorus and nitrogen is therefore necessary and ensures the preservation of the flame-retardant effect.

Výhody zátěru pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi a textilie s protipožárními vlastnostmi podle tohoto technického řešení spočívají zejména v tom, že je stabilní, nedochází u něj k vymývání a migraci jednotlivých složek mimo vlastní textilii a poskytuje tak dlouhodobou multifunkční úpravu textilie před hořením, ušpiněním a pomačkáním se zachováním dlouhodobého nehořlavého efektu.The advantages of the coating for treating textiles with fire-retardant properties and textiles with fire-retardant properties according to this technical solution lie mainly in the fact that it is stable, does not wash out and does not migrate individual components outside the textile itself, and thus provides long-term multifunctional treatment of the textile against burning, soiling and wrinkling while maintaining a long-term flame-retardant effect.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of implementing a technical solution

Stanovení nehořlavých vlastností dle normy ČSN ISO 3795 pro interiéry vozidelDetermination of non-flammable properties according to the ČSN ISO 3795 standard for vehicle interiors

Testy byly prováděny podle ČSN ISO 3795 (300577:1994), Silniční vozidla, traktory, zemědělské a lesnické stroje. Stanovení hořlavosti materiálů použitých v interiéru vozidla. Tato norma stanovuje metodu pro určení vodorovné rychlosti hoření materiálů, používaných v prostoru pro cestující silničních vozidel (např. osobních automobilů, nákladních automobilů kombi, autobusů), traktorů, zemědělských strojů a strojů pro lesní práce po vystavení malému plamenu. Vzorek je uchycen ve vodorovné poloze v držáku tvaru U a je vystaven účinku definovaného plamene po dobu 15 s ve spalovací komoře, přičemž plamen působí na volném konci vzorku. Zkouška určuje, zda a kdy plamen zhasne, nebo dobu, za níž plamen urazí měřenou vzdálenost. Pokud vzorek nezačne hořet nebo nepokračuje v hoření po vypnutí hořáku, nebo když plamen zhasne před dosažením prvního měřícího bodu tak, že doba hoření nebyla měřena, uvede se ve zkušební zprávě, že rychlost hoření je 0 mm/min. Měření doby hoření začíná v okamžiku, kdy plamen dosáhne prvního měřícího bodu. Měří se rychlost hoření až ke druhému měřícímu bodu. Z hodnot času a dráhy se vypočítá rychlost hoření v mm/min.The tests were carried out in accordance with ČSN ISO 3795 (300577:1994), Road vehicles, tractors, agricultural and forestry machinery. Determination of the flammability of materials used in the interior of vehicles. This standard specifies a method for determining the horizontal burning rate of materials used in the passenger compartment of road vehicles (e.g. passenger cars, vans, buses), tractors, agricultural and forestry machinery after exposure to a small flame. The sample is held horizontally in a U-shaped holder and exposed to a defined flame for 15 s in a combustion chamber, with the flame acting on the free end of the sample. The test determines whether and when the flame extinguishes, or the time it takes for the flame to travel a measured distance. If the sample does not start to burn or does not continue to burn after the burner is switched off, or if the flame goes out before reaching the first measuring point so that the burning time has not been measured, the test report shall state that the burning rate is 0 mm/min. The measurement of the burning time shall begin when the flame reaches the first measuring point. The burning rate shall be measured up to the second measuring point. The burning rate in mm/min shall be calculated from the time and distance values.

Stanovení nehořlavých vlastností dle normy DIN 4102 pro stavební materiály (DIN 4102-1 postup pro třídu B2)Determination of non-flammable properties according to DIN 4102 for building materials (DIN 4102-1 procedure for class B2)

Testy popisuje norma DIN 4102-1, Hořlavost stavebních materiálů a stavebních součástí - Část 1: Stavební materiály, terminologie, požadavky a zkoušení (5/1998, +01:8/1998) Postup pro třídu B2. Tato norma je důležitá z hlediska bezpečnosti výrobků. Vyhodnocuje, jestli materiál hoří,The tests are described in DIN 4102-1, Flammability of building materials and building components - Part 1: Building materials, terminology, requirements and testing (5/1998, +01:8/1998) Procedure for class B2. This standard is important for product safety. It evaluates whether a material burns,

- 5 CZ 38803 U1 doutná nebo z něho odkapává tavenina. Ta je z hlediska bezpečnosti skoro stejně nebezpečná jako hoření plamenem. Měří se také rychlost šíření plamene, ta je důležitá proto, aby měl člověk šanci oheň uhasit nebo dostatek času uniknout.- 5 CZ 38803 U1 smoldering or dripping molten material. This is almost as dangerous from a safety point of view as burning with a flame. The speed of flame spread is also measured, which is important so that a person has a chance to extinguish the fire or enough time to escape.

Pro stanovení podle DIN 4102-1 definovaný plamen hořáku působí na plochu anebo spodní hranu textilních zkušebních vzorků umístěných ve svislé poloze. V případě stanovení rychlosti hoření se zaznamená doba šíření plamene v sekundách potřebné k tomu, aby přední část plamene přešla mezi značkovacími nitěmi umístěnými nad povrchem zkušebního vzorku ve třech vzdálenostech od zapalovacího plamene.For the determination according to DIN 4102-1, a burner flame defined in accordance with DIN 4102-1 is applied to the surface or lower edge of textile test samples placed in a vertical position. In the case of determining the burning rate, the flame propagation time in seconds required for the flame front to pass between marking threads placed above the surface of the test sample at three distances from the ignition flame is recorded.

Pro třídu B2 se hodnotí, zda špička plamene dosáhne vzdálenosti 150 mm od místa zapálení, pokud ano tak za jaký čas. Dále norma sleduje výskyt odpadlých částí hořících déle než 2 s a zda tyto části zapálí kontrolní filtrační papír umístěný pod vzorkem.For class B2, it is assessed whether the flame tip reaches a distance of 150 mm from the ignition point, and if so, in what time. Furthermore, the standard monitors the occurrence of fallen parts burning for more than 2 seconds and whether these parts ignite the control filter paper placed under the sample.

Stanovení hořlavosti - limitní kyslíkové číslo ČSN EN ISO 4589-2Determination of flammability - limiting oxygen number ČSN EN ISO 4589-2

Norma ČSN ISO 4589-2 (640756:1998), Plasty - Stanovení hořlavosti metodou kyslíkového čísla - Část 2: Zkouška při teplotě okolí. Tato část normy předepisuje metody stanovení minimální koncentrace kyslíku ve směsi s dusíkem, která je ještě schopná udržet hoření malých zkušebních těles ve vertikální poloze za předepsaných podmínek zkoušky. Výsledky jsou definovány jako hodnoty kyslíkového čísla (% kyslíku ve směsi).Standard ČSN ISO 4589-2 (640756:1998), Plastics - Determination of flammability by the oxygen number method - Part 2: Test at ambient temperature. This part of the standard prescribes methods for determining the minimum concentration of oxygen in a mixture with nitrogen that is still capable of sustaining the burning of small test specimens in a vertical position under the prescribed test conditions. The results are defined as oxygen number values (% oxygen in the mixture).

Odolnost proti pronikání vody ČSN EN ISO 811Resistance to water penetration ČSN EN ISO 811

Stanovení dle ČSN EN ISO 811 (800818:2018), Textilie - Stanovení odolnosti proti pronikání vody - Zkouška tlakem vody. Tato norma specifikuje metodu pro stanovení odolnosti plošných textilií proti pronikání vody pomocí hydrostatického tlaku. Metoda je vhodná pro všechny typy plošných textilií, které jsou určeny jako odolné proti pronikání vody, s voděodolnou nebo vodoodpudivou úpravou nebo bez ní. Výsledek bezprostředně vyjadřuje chování výrobků z plošných textilií vystavených krátkodobému nebo střednědobému působení tlaku vody.Determination according to ČSN EN ISO 811 (800818:2018), Textiles - Determination of resistance to water penetration - Water pressure test. This standard specifies a method for determining the resistance of flat textiles to water penetration using hydrostatic pressure. The method is suitable for all types of flat textiles that are intended to be resistant to water penetration, with or without a water-resistant or water-repellent treatment. The result directly expresses the behavior of flat textile products exposed to short-term or medium-term water pressure.

Příklad 1 - Postup syntézy modifikované polymerní složky na bázi polyurethanu se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl fosfátem a vázaným polypropylen glykolem a jeho převedení do vodné disperzeExample 1 - Synthesis procedure of a modified polyurethane-based polymer component with built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphate and bound polypropylene glycol and its conversion into an aqueous dispersion

Ve 3hrdlé reakční nádobě opatřené mechanickým míchadlem a přívodem argonu bylo nejprve ve 133 ml dimethyl sulfoxidu při teplotě 25 °C rozpuštěno 9,3 g (0,069 mol) (2,2-bis(hydroxymethyl)propanové kyseliny). Poté bylo přidáno 11,5 g (0,012 mol) polypropylen glykolu PPG (Mw = 1000 g/mol) a při 30 °C bylo přidáno 10,5 g (0,069 mol) báze diazobicykloundedenu (DBU) na neutralizaci -COOH skupin. Po přídavku 38,3 g (0,15 mol) předsušeného diolového fosforového retardéru hoření diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl fosfátu s obsahem fosforu 12,1 % hmotn. je přidáno 1,5 g (0,01 mol) katalyzátoru DBU a následně je po částech přidáno 59,0 g (0,265 mol) izoforon diizokyanátu. Směs se nechá reagovat 5 hodin při teplotě 60 °C, dokud není získána reakční směs modifikované polymerní složky s viskozitou 10 Pa.s. Polymerace je ukončena přídavkem terminačního činidla 4,2 g (0,069 mol) 2-aminoethanolu při 60 °C a po 1 hodině je ukončeno zahřívání a upraveno pH reakční směsi přídavkem 2,1 g (0,035 mol) octové kyseliny.In a 3-necked reaction vessel equipped with a mechanical stirrer and an argon supply, 9.3 g (0.069 mol) of (2,2-bis(hydroxymethyl)propanoic acid) was first dissolved in 133 ml of dimethyl sulfoxide at a temperature of 25 °C. Then 11.5 g (0.012 mol) of polypropylene glycol PPG (Mw = 1000 g/mol) was added and at 30 °C 10.5 g (0.069 mol) of diazobicycloundene base (DBU) was added to neutralize the -COOH groups. After the addition of 38.3 g (0.15 mol) of pre-dried diol phosphorus flame retardant diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphate with a phosphorus content of 12.1 wt. %. 1.5 g (0.01 mol) of DBU catalyst is added and then 59.0 g (0.265 mol) of isophorone diisocyanate is added in portions. The mixture is allowed to react for 5 hours at 60 °C until a reaction mixture of the modified polymer component with a viscosity of 10 Pa.s is obtained. The polymerization is terminated by the addition of a terminating agent of 4.2 g (0.069 mol) of 2-aminoethanol at 60 °C and after 1 hour the heating is terminated and the pH of the reaction mixture is adjusted by the addition of 2.1 g (0.035 mol) of acetic acid.

Ke 250 g reakční směsi modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření, 43 % hmotn. roztok v dimethyl sulfoxidu je za intenzivního míchání přidáno při teplotě 25 °C 800 g demi vody. Poté je postupně přidáno 36 g NaCl (9 % hmotn. na vodu) a po vysrážení produktu je vzniklá sraženina modifikované polymerní složky promyta dekantací dvakrát 200 ml vody s přídavkem 18 g NaCl (9 % hmotn.). Následně je polymerní složka za intenzivního míchání dispergována v 1 000 ml demi vody na koncentraci cca 10 % hmotn., čímž vznikne homogenníTo 250 g of the reaction mixture of the modified polymer component with a built-in flame retardant, a 43% wt. solution in dimethyl sulfoxide, 800 g of deionized water is added at a temperature of 25 °C with intensive stirring. Then 36 g of NaCl (9% wt. in water) is gradually added and after the product precipitates, the resulting precipitate of the modified polymer component is washed by decantation twice with 200 ml of water with the addition of 18 g of NaCl (9% wt.). Subsequently, the polymer component is dispersed in 1,000 ml of deionized water with intensive stirring to a concentration of approximately 10% wt., thereby creating a homogeneous

- 6 CZ 38803 U1 disperze modifikované polymerní složky ve vodě, která je zahuštěna pomocí rotační vakuové odparky na koncentraci 16 % hmotn.- 6 CZ 38803 U1 dispersion of the modified polymer component in water, which is concentrated using a rotary vacuum evaporator to a concentration of 16 wt.%.

Příklad 2 - Postup syntézy modifikované polymerní složky na bázi polyurethanu se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl fosfátem a vázaným polyethylen glykolem a jeho převedení do vodné disperzeExample 2 - Synthesis procedure of a modified polyurethane-based polymer component with built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphate and bound polyethylene glycol and its conversion into an aqueous dispersion

Ve 3hrdlé reakční nádobě opatřené mechanickým míchadlem a přívodem argonu bylo nejprve ve 293,9 ml dimethyl sulfoxidu při teplotě 25 °C rozpuštěno 18,6 g (0,138 mol) 2,2-bis(hydroxymethyl)propanové kyseliny. Poté bylo přidáno 46,2 g (0,023 mol) polyethylen glykolu (Mw = 2000 g/mol) a při 30 °C bylo přidáno 21,1 g (0,138 mol) báze DBU (diazobicykloundeden) na neutralizaci -COOH skupin. Po přídavku 76,6 g (0,30 mol) předsušeného diolového fosforového retardéru hoření diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl fosfátu s obsahem fosforu 12,1 % hmotn. je přidáno 1,5 g (0,01 mol) katalyzátoru DBU a následně je po částech přidáno 118,0 g (0,531 mol) izoforon diizokyanátu. Směs se nechá reagovat 5 hodin při teplotě 60 °C, dokud není získána reakční směs modifikované polymerní složky s viskozitou 5 Pa.s. Polymerace je ukončena přídavkem terminačního činidla 8,5 g (0,138 mol) 2-aminoethanolu při 60 °C a po 1 hodině je ukončeno zahřívání a upraveno pH reakční směsi přídavkem 4,2 g (0,069 mol) octové kyseliny.In a 3-necked reaction vessel equipped with a mechanical stirrer and an argon supply, 18.6 g (0.138 mol) of 2,2-bis(hydroxymethyl)propanoic acid was first dissolved in 293.9 ml of dimethyl sulfoxide at a temperature of 25 °C. Then 46.2 g (0.023 mol) of polyethylene glycol (Mw = 2000 g/mol) was added and at 30 °C 21.1 g (0.138 mol) of DBU (diazobicycloundenedene) base was added to neutralize the -COOH groups. After the addition of 76.6 g (0.30 mol) of pre-dried diol phosphorus flame retardant diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphate with a phosphorus content of 12.1 wt. 1.5 g (0.01 mol) of DBU catalyst is added and then 118.0 g (0.531 mol) of isophorone diisocyanate is added in portions. The mixture is allowed to react for 5 hours at 60 °C until a reaction mixture of the modified polymer component with a viscosity of 5 Pa.s is obtained. The polymerization is terminated by the addition of a terminating agent of 8.5 g (0.138 mol) of 2-aminoethanol at 60 °C and after 1 hour the heating is terminated and the pH of the reaction mixture is adjusted by the addition of 4.2 g (0.069 mol) of acetic acid.

Ke 250 g reakční směsi modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření, 43 % hmotn. roztok v dimethyl sulfoxidu je za intenzivního míchání přidáno při teplotě 25 °C 800 g demi vody. Poté je postupně přidáno 36 g NaCl (9 % hmotn. na vodu) a po vysrážení produktu je vzniklá sraženina modifikované polymerní složky promyta dekantací dvakrát 200 ml vody s přídavkem 18 g NaCl (9 % hmotn.). Následně je modifikovaná polymerní složka za intenzivního míchání dispergována v 1 000 ml demi vody na koncentraci cca 10 % hmotn., čímž vznikne homogenní disperze modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření ve vodě, která je zahuštěna pomocí rotační vakuové odparky na koncentraci 35 % hmotn.To 250 g of the reaction mixture of the modified polymer component with a built-in flame retardant, a 43% wt. solution in dimethyl sulfoxide, 800 g of deionized water is added at a temperature of 25 °C with intensive stirring. Then 36 g of NaCl (9% wt. in water) is gradually added and after the product has precipitated, the resulting precipitate of the modified polymer component is washed by decantation twice with 200 ml of water with the addition of 18 g of NaCl (9% wt.). Subsequently, the modified polymer component is dispersed in 1,000 ml of deionized water with intensive stirring to a concentration of approximately 10% wt., thereby creating a homogeneous dispersion of the modified polymer component with a built-in flame retardant in water, which is concentrated using a rotary vacuum evaporator to a concentration of 35% wt.

Příklad 3 - Postup syntézy modifikované polymerní složky na bázi polyurethanu se zabudovaným retardérem hoření oligomerním fosfátovým diolem s obsahem fosforu P 18,0 % hmotn. a jeho převedení do vodné disperzeExample 3 - Synthesis procedure of a modified polyurethane-based polymer component with an incorporated flame retardant oligomeric phosphate diol with a phosphorus content of P 18.0 wt. % and its conversion into an aqueous dispersion

Ve 3hrdlé reakční nádobě opatřené mechanickým míchadlem a přívodem argonu bylo nejprve ve 321,6 ml dimethyl sulfoxidu při teplotě 25 °C rozpuštěno 7,0 g (0,052 mol) DMPA (2,2-bis(hydroxymethyl)propanová kyselina). Poté bylo při 30 °C přidáno 5,3 g (0,052 mol) báze triethylamin na neutralizaci -COOH skupin. Přidá se 33,3 g (0,15 mol) IPDI (izoforon diizokyanát) a 0,6 g (0,004 mol) katalyzátoru DBU a reakční směs se zahřívá 1 h při 60 °C. Poté se při 40 °C přidá 52,5 g (0,078 mol) diolového fosforového retardéru hoření oligomerního fosfátového diolu o níže uvedené struktuře s obsahem fosforu P 18,0 % hmotn. a následně je přidáno 8,8 g (0,058 mol) katalyzátoru DBU. Směs se nechá reagovat 1 hodinu při teplotě 60 °C, dokud není získána reakční směs modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření s viskozitou 15 Pa.s. Polymerace je ukončena přídavkem terminačního činidla 3,0 g (0,049 mol) 2-aminoethanolu při 60 °C a po 1 hodině je ukončeno zahřívání a upraveno pH reakční směsi přídavkem 1,8 g (0,029 mol) octové kyseliny.In a 3-necked reaction vessel equipped with a mechanical stirrer and an argon supply, 7.0 g (0.052 mol) of DMPA (2,2-bis(hydroxymethyl)propanoic acid) was first dissolved in 321.6 ml of dimethyl sulfoxide at 25 °C. Then 5.3 g (0.052 mol) of triethylamine base was added at 30 °C to neutralize the -COOH groups. 33.3 g (0.15 mol) of IPDI (isophorone diisocyanate) and 0.6 g (0.004 mol) of DBU catalyst were added and the reaction mixture was heated for 1 h at 60 °C. Then 52.5 g (0.078 mol) of diol phosphorus flame retardant oligomeric phosphate diol with the structure shown below with a phosphorus content of P 18.0 wt.% were added at 40 °C. and then 8.8 g (0.058 mol) of DBU catalyst is added. The mixture is allowed to react for 1 hour at 60 °C until a reaction mixture of the modified polymer component with a built-in flame retardant with a viscosity of 15 Pa.s is obtained. The polymerization is terminated by adding a terminating agent of 3.0 g (0.049 mol) of 2-aminoethanol at 60 °C and after 1 hour the heating is terminated and the pH of the reaction mixture is adjusted by adding 1.8 g (0.029 mol) of acetic acid.

Ke 400 g reakční směsi modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření, 20 % hmotn. roztok v dimethyl sulfoxidu je za intenzivního míchání přidáno při teplotě 25 °C 400 g demi vody. Poté je postupně přidáno 45 g NaCl (11,3 % hmotn. na vodu) a vzniklá sraženina modifikované polymerní složky je promyta dekantací dvakrát 100 ml vody s přídavkem 11,1 g NaCl (10 % hmotn.). Je získáno 149,6 g vodné disperze modifikované polymerní složky (pasty) se sušinou 52,6 % hmotn., která je dále dispergována do vody na koncentraci16 % hmotn.To 400 g of the reaction mixture of the modified polymer component with a built-in flame retardant, a 20% wt. solution in dimethyl sulfoxide, 400 g of deionized water is added at a temperature of 25 °C with intensive stirring. Then 45 g of NaCl (11.3% wt. in water) is gradually added and the resulting precipitate of the modified polymer component is washed by decantation twice with 100 ml of water with the addition of 11.1 g of NaCl (10% wt.). 149.6 g of an aqueous dispersion of the modified polymer component (paste) with a dry matter of 52.6% wt. is obtained, which is further dispersed in water to a concentration of 16% wt.

- 7 CZ 38803 UI- 7 CZ 38803 UI

Struktura retardéru hoření, tedy oligomerního fosfátového diolu (obsah P 18,0 % hmotn.; x=3; tetramer se 4 atomy P).Structure of a flame retardant, i.e. oligomeric phosphate diol (P content 18.0 wt. %; x=3; tetramer with 4 P atoms).

O O ho—c2h4-o-[-p—o—c2h4-o]—P—O—C2H4-OH oc2h5 oc2h5 OO ho—c 2 h 4 -o-[-p—o—c 2 h 4 -o]—P—O—C 2 H 4 -OH oc 2 h 5 oc 2 h 5

Příklad 4 - Postup syntézy modifikované polymerní složky na bázi polyurethanu se zabudovaným retardérem hoření oligomerním fosfonátovým diolem s obsahem fosforu P 12,0 % hmotn. a vázaným polyethylen glykolem a jeho převedení do vodné disperzeExample 4 - Synthesis procedure of a modified polyurethane-based polymer component with an incorporated flame retardant oligomeric phosphonate diol with a phosphorus content of P 12.0% by weight and bound polyethylene glycol and its conversion into an aqueous dispersion

Ve 3hrdlé reakční nádobě opatřené mechanickým míchadlem a přívodem argonu bylo nejprve ve 145,9 ml dimethyl sulfoxidu při teplotě 25 °C rozpuštěno 9,3 g (0,069 mol) DMPA - ( 2,2-bis(hydroxymethyl)propanová kyselina) a 23,1 g (0,012 mol) PEG polyethylene glykolu (Mw = 2 000 g/mol). Poté se při 30 °C přidá 37,4 g (0,15 mol) diolového fosforového retardéru hoření oligomerního fosfonátového diolu o níže uvedené struktuře s obsahem fosforu P 12,0 % hmotn. Přidá se 59,0 g (0,265 mol) IPDI (izoforon diizokyanáť) a 12,0 g (0,079 mol) DBU. Směs se nechá reagovat 1 hodinu při teplotě 60 °C, dokud není získána reakční směs modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření s viskozitou 10 Pa.s Polymerace je ukončena přídavkem terminačního činidla 4,2 g (0,069 mol) 2-aminoethanolu při 60 °C a po 1 hodině je ukončeno zahřívání a upraveno pH reakční směsi přídavkem 2,1 g (0,035 mol) octové kyseliny.In a 3-necked reaction vessel equipped with a mechanical stirrer and an argon supply, 9.3 g (0.069 mol) DMPA - (2,2-bis(hydroxymethyl)propanoic acid) and 23.1 g (0.012 mol) PEG polyethylene glycol (Mw = 2,000 g/mol) were first dissolved in 145.9 ml of dimethyl sulfoxide at 25 °C. Then, 37.4 g (0.15 mol) of a diol phosphorus flame retardant oligomeric phosphonate diol with the structure below and a phosphorus content of 12.0 wt% P were added at 30 °C. 59.0 g (0.265 mol) IPDI (isophorone diisocyanate) and 12.0 g (0.079 mol) DBU were added. The mixture is allowed to react for 1 hour at a temperature of 60 °C until a reaction mixture of a modified polymer component with a built-in flame retardant with a viscosity of 10 Pa.s is obtained. The polymerization is terminated by adding a terminating agent of 4.2 g (0.069 mol) of 2-aminoethanol at 60 °C and after 1 hour the heating is terminated and the pH of the reaction mixture is adjusted by adding 2.1 g (0.035 mol) of acetic acid.

Ke 250 g reakční směsi modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření, 43 % hmotn. roztok v dimethyl sulfoxidu (DMSO) je za intenzivního míchání přidáno při teplotě 25 °C 400 g demi vody. Poté je postupně přidáno 18 g NaCl (4,5 % hmotn. na vodu) a vzniklá sraženina modifikované polymerní složky promyta dekantací dvakrát 100 ml vody s přídavkem 4,5 g NaCl (4,5 % hmotn. na vodu). Je získáno 325,5 g vodné disperze modifikované polymerní složky (pasty) se sušinou 31,2% hmotn.To 250 g of the reaction mixture of the modified polymer component with a built-in flame retardant, a 43% wt. solution in dimethyl sulfoxide (DMSO) is added 400 g of deionized water at a temperature of 25 °C with intensive stirring. Then 18 g of NaCl (4.5% wt. in water) is gradually added and the resulting precipitate of the modified polymer component is washed by decantation twice with 100 ml of water with the addition of 4.5 g of NaCl (4.5% wt. in water). 325.5 g of an aqueous dispersion of the modified polymer component (paste) with a dry matter of 31.2% wt. is obtained.

Struktura retardéru hoření, tedy oligomerního fosfonátového diolu (obsah P 12,0 % hmotn.; x=2, y=2).Structure of a flame retardant, i.e. an oligomeric phosphonate diol (P content 12.0 wt. %; x=2, y=2).

O ho4c2h4-o|-p4o-c2h4oh 1 1χ I 1 Jy ch3 O ho4c 2 h 4 -o|-p4o-c 2 h4oh 1 1χ I 1 J y ch 3

Příklad 5 - Postup přípravy zátěru obsahujícího modifikovanou polymerní složku se zabudovaným retardérem hoření a nosnou polymerní matrici pro úpravu mechanických vlastností zátěrové vrstvy v poměru 3:1 polymerní sušinyExample 5 - Procedure for preparing a coating containing a modified polymer component with a built-in flame retardant and a supporting polymer matrix for adjusting the mechanical properties of the coating layer in a ratio of 3:1 polymer dry matter

Do nádoby opatřené mechanickým míchadlem se předloží 605,2 g vodné disperze modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyljaminomethyl fosfátem o koncentraci 17 % hmotn. s obsahem fosforu 0,71 % hmotn. v disperzi; s obsahem dusíku 1,41 % hmotn. v disperzi připravené podle Příkladu 1. Následně je přidána za intenzivního míchání nosná polymerní matrice pro úpravu mechanických vlastností v podobě 85,5 g vodné disperze alifatického polyurethanu polyetherového typu o koncentraci 40 % hmotn. Je získáno 690,6 g zátěru o koncentraci 19,8 % hmotn. modifikované polymerní složky a viskozitě 3 Pa.s. Obsah fosforu v zátěru je 0,62 % hmotn. a obsah dusíku v zátěru je 1,23 % hmotn.605.2 g of an aqueous dispersion of a modified polymer component with a built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-hydroxyethylaminomethyl phosphate) with a concentration of 17% by weight, with a phosphorus content of 0.71% by weight in the dispersion; with a nitrogen content of 1.41% by weight in the dispersion prepared according to Example 1, are introduced into a container equipped with a mechanical stirrer. Subsequently, a carrier polymer matrix for adjusting mechanical properties in the form of 85.5 g of an aqueous dispersion of aliphatic polyurethane of the polyether type with a concentration of 40% by weight is added with intensive stirring. 690.6 g of a coating with a concentration of 19.8% by weight of the modified polymer component and a viscosity of 3 Pa.s is obtained. The phosphorus content in the coating is 0.62% by weight and the nitrogen content in the coating is 1.23% by weight.

-8CZ 38803 U1-8CZ 38803 U1

Příklad 6 - Postup přípravy zátěru obsahujícího modifikovanou polymerní složku se zabudovaným retardérem hoření a nosnou polymerní matrici pro úpravu mechanických vlastností zátěrové vrstvy v poměru 3:1 polymerní sušinyExample 6 - Procedure for preparing a coating containing a modified polymer component with a built-in flame retardant and a supporting polymer matrix for adjusting the mechanical properties of the coating layer in a ratio of 3:1 polymer dry matter

Do nádoby opatřené mechanickým míchadlem se předloží 225,3 g vodné disperze modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-225.3 g of an aqueous dispersion of a modified polymer component with a built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-

- hydroxyethyl)aminomethyl fosfátem o koncentraci 22,5 % hmotn. s obsahem fosforu 0,95 % hmotn. v disperzi a obsahem dusíku 1,87 % hmotn. v disperzi připravené podle Příkladu 1. Následně je přidána za intenzivního míchání nosná polymerní matrice pro úpravu mechanických vlastností v podobě 42,2 g vodné disperze alifatického polyurethanu polyetherového typu o koncentraci 40 % hmotn. Po přídavku 15,3 g vody na úpravu viskozity je získáno 282,8 g zátěru o koncentraci 23,9 % hmotn. modifikované polymerní složky a viskozitě 12,7 Pa.s. Obsah fosforu v zátěru je 0,75 % hmotn. a obsah dusíku v zátěru je 1,49 % hmotn.- hydroxyethyl)aminomethyl phosphate with a concentration of 22.5% by weight with a phosphorus content of 0.95% by weight in the dispersion and a nitrogen content of 1.87% by weight in the dispersion prepared according to Example 1. Subsequently, a carrier polymer matrix for adjusting the mechanical properties in the form of 42.2 g of an aqueous dispersion of aliphatic polyurethane of the polyether type with a concentration of 40% by weight is added with intensive mixing. After adding 15.3 g of water for viscosity adjustment, 282.8 g of a coating with a concentration of 23.9% by weight of the modified polymer component and a viscosity of 12.7 Pa.s is obtained. The phosphorus content in the coating is 0.75% by weight and the nitrogen content in the coating is 1.49% by weight.

Příklad 7 - Postup přípravy zátěru obsahujícího modifikovanou polymerní složku se zabudovaným retardérem hoření a nosnou polymerní matrici pro úpravu mechanických vlastností zátěrové vrstvy v poměru 4:1 polymerní sušinyExample 7 - Procedure for preparing a coating containing a modified polymer component with a built-in flame retardant and a supporting polymer matrix for adjusting the mechanical properties of the coating layer in a ratio of 4:1 polymer dry matter

Do nádoby opatřené mechanickým míchadlem se předloží 320,5 g vodné disperze modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-320.5 g of an aqueous dispersion of a modified polymer component with a built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-

- hydroxyethyl)aminomethyl fosfátem o koncentraci 32,7 % hmotn. s obsahem fosforu 1,25 % hmotn. v disperzi a obsahem dusíku 2,46 % hmotn. v disperzi připravené podle Příkladu 2. Následně je přidáno za intenzivního míchání nosná polymerní matrice pro úpravu mechanických vlastností v podobě 65,5 g vodné disperze alifatického polyurethanu polyetherového typu o koncentraci 40 % hmotn. Je získáno 386,0 g zátěru o koncentraci 34,0 % hmotn. modifikované polymerní složky a viskozitě 6 Pa.s. Obsah fosforu v zátěru je 1,03 % hmotn. a obsah dusíku v zátěru je 2,04 % hmotn.- hydroxyethyl)aminomethyl phosphate with a concentration of 32.7% by weight with a phosphorus content of 1.25% by weight in the dispersion and a nitrogen content of 2.46% by weight in the dispersion prepared according to Example 2. Subsequently, a carrier polymer matrix for adjusting mechanical properties in the form of 65.5 g of an aqueous dispersion of aliphatic polyurethane of the polyether type with a concentration of 40% by weight is added with intensive mixing. 386.0 g of a coating with a concentration of 34.0% by weight of the modified polymer component and a viscosity of 6 Pa.s is obtained. The phosphorus content in the coating is 1.03% by weight and the nitrogen content in the coating is 2.04% by weight.

Příklad 8 - Postup přípravy zátěru obsahujícího modifikovanou polymerní složku se zabudovaným retardérem hoření a nosnou polymerní matrici pro úpravu mechanických vlastností zátěrové vrstvy v poměru 1:1 polymerní sušinyExample 8 - Procedure for preparing a coating containing a modified polymer component with a built-in flame retardant and a supporting polymer matrix for adjusting the mechanical properties of the coating layer in a 1:1 ratio of polymer dry matter

Do nádoby opatřené mechanickým míchadlem se předloží 153,7 g vodné disperze modifikované polymerní složky se zabudovaným retardérem hoření diethyl N,N-bis(2-153.7 g of an aqueous dispersion of a modified polymer component with a built-in flame retardant diethyl N,N-bis(2-

- hydroxyethyl)aminomethyl fosfátem o koncentraci 33,0 % hmotn. s obsahem fosforu 1,26 % hmotn. v disperzi a obsahem dusíku 2,48 % hmotn. v disperzi připravené podle Příkladu 2. Následně je přidáno za intenzivního míchání nosná polymerní matrice pro úpravu mechanických vlastností v podobě 126,6 g vodné disperze alifatického polyurethanu polyetherového typu o koncentraci 40 % hmotn. Je získáno 280,3 g zátěru o koncentraci 36,1 % hmotn. Obsah fosforu v zátěru je 0,69 % hmotn. a obsah dusíku v zátěru je 1,36 % hmotn.- hydroxyethyl)aminomethyl phosphate with a concentration of 33.0% by weight with a phosphorus content of 1.26% by weight in the dispersion and a nitrogen content of 2.48% by weight in the dispersion prepared according to Example 2. Subsequently, a supporting polymer matrix for adjusting the mechanical properties in the form of 126.6 g of an aqueous dispersion of aliphatic polyurethane of the polyether type with a concentration of 40% by weight is added with intensive mixing. 280.3 g of a coating with a concentration of 36.1% by weight is obtained. The phosphorus content in the coating is 0.69% by weight and the nitrogen content in the coating is 1.36% by weight.

Příklad 9 - Aplikace zátěru na bavlněný keprExample 9 - Applying a coating to cotton twill

Zátěr připravený podle Příkladu 6 byl aplikovaný na 100% bavlněnou textilii - kepr 2/1, 160 g/m2. Textilie byla podrobena nehořlavé předúpravě impregnačním semipermanetním nehořlavým nátěrem s využitím amonné soli alifatického fosfonátu TEXAFLAM CU (INOTEX) a s hydrofobní podúpravou na bázi silikon-akrylátového kopolymeru TEXAFOB DRO (INOTEX) pro prevenci penetrace pasty zátěru do textilní struktury a zajištění rovnoměrné lokalizace zátěru na povrchu textilie. Proces byl proveden na kontinuální lince s fulárem, zátěrovou hlavou a sušicí/fixační komorou Werner-Mathis v šíři 45 cm. Byl proveden jednostranný zátěr vzdušnou raklí (linka Werner-Mathis), následné tepelné zpracování se dvěma průchody: 1) sušení při 110 °C po dobu 2 min. při rychlosti linky 1 m/min, 2) fixace při 150 °C po dobu 4 min. při rychlosti linky 0,5 m/min.The coating prepared according to Example 6 was applied to 100% cotton fabric - twill 2/1, 160 g/m 2 . The fabric was subjected to a non-flammable pre-treatment with an impregnating semi-permanent non-flammable coating using the ammonium salt of aliphatic phosphonate TEXAFLAM CU (INOTEX) and with a hydrophobic sub-treatment based on silicone-acrylate copolymer TEXAFOB DRO (INOTEX) to prevent penetration of the coating paste into the textile structure and ensure uniform localization of the coating on the surface of the fabric. The process was carried out on a continuous line with a filler, a coating head and a Werner-Mathis drying/fixing chamber with a width of 45 cm. A single-sided coating was carried out with an air squeegee (Werner-Mathis line), followed by heat treatment with two passes: 1) drying at 110 °C for 2 min. at a line speed of 1 m/min, 2) fixation at 150 °C for 4 min. at a line speed of 0.5 m/min.

- 9 CZ 38803 UI- 9 CZ 38803 UI

Takto upravená textilie vykazovala tyto parametry: suchý přívažek 10 g/m2, obsah fosforu: 1,97 % z hmota, textilie, obsah dusíku: 2,01 % z hmota, textilie, odolnost proti pronikání vody: 25,7 cm v.s. (centimetry vodního sloupce).The textile thus treated had the following parameters: dry weight gain 10 g/m 2 , phosphorus content: 1.97% by weight of the textile, nitrogen content: 2.01% by weight of the textile, resistance to water penetration: 25.7 cm vs (centimeters of water column).

Příklad 10 - Aplikace zátěru na polyesterové plátnoExample 10 - Applying a coating to polyester canvas

Zátěr připravený podle Příkladu 6 byl aplikovaný na 100% polyesterové plátno 1/1, 155 g/m2. Textilie byla podrobena nehořlavé předúpravě impregnačním semipermanetaím nehořlavým nátěrem s využitím amonné soli alifatického fosfonáta TEXAFLAM CU (INOTEX) a s hydrofobní podúpravou na bázi silikon-akrylátového kopolymeru TEXAFOB DRO (INOTEX) pro prevenci penetrace pasty zátěru do textilní struktury a zajištění rovnoměrné lokalizace zátěru na povrchu textilie. Proces byl proveden na kontinuální lince s talárem, zátěrovou hlavou a sušicí/fixační komorou Werner-Matais v šíři 45 cm. Byl proveden jednostranný zátěr vzdušnou raklí (linka Werner-Matais), následné tepelné zpracování se dvěma průchody: 1) sušení při 110 °C po dobu 2 min. při rychlosti linky 1 m/min, 2) fixace při 150 °C po dobu 4 min. při rychlosti linky 0,5 m/min.The coating prepared according to Example 6 was applied to 100% polyester canvas 1/1, 155 g/m 2 . The fabric was subjected to a non-flammable pre-treatment with an impregnating semi-permanent non-flammable coating using the ammonium salt of aliphatic phosphonate TEXAFLAM CU (INOTEX) and with a hydrophobic sub-treatment based on silicone-acrylate copolymer TEXAFOB DRO (INOTEX) to prevent penetration of the coating paste into the textile structure and ensure uniform localization of the coating on the surface of the fabric. The process was carried out on a continuous line with a gown, a coating head and a Werner-Matais drying/fixing chamber with a width of 45 cm. A single-sided coating was carried out with an air squeegee (Werner-Matais line), followed by a heat treatment with two passes: 1) drying at 110 °C for 2 min. at a line speed of 1 m/min, 2) fixation at 150 °C for 4 min. at a line speed of 0.5 m/min.

Takto upravená textilie vykazovala tyto parametry: suchý přívažek 10 g/m2, obsah fosforu: 2,52 % z hmota, textilie, obsah dusíku: 2,59 % z hmota, textilie, odolnost proti pronikání vody: 21,3 cm v.s. (centimetry vodního sloupce).The textile thus treated had the following parameters: dry weight gain 10 g/m 2 , phosphorus content: 2.52% by weight of the textile, nitrogen content: 2.59% by weight of the textile, resistance to water penetration: 21.3 cm vs (centimeters of water column).

Příklad 11 - Aplikace zátěru na směsnou textilii - bavlna/polyester 52/48Example 11 - Application of coating on mixed fabric - cotton/polyester 52/48

Zátěr připravený podle Příkladu 6 byl aplikovaný na plátno směsné textilie složené z 52 % z bavlny a 48 % polyesteru, 135 g/m2. Textilie byla podrobena nehořlavé předúpravě impregnačním semipermanetaím nehořlavým nátěrem s využitím amonné soli alifatického fosfonáta TEXAFLAM CU (INOTEX) a s hydrofobní podúpravou na bázi silikon-akrylátového kopolymeru TEXAFOB DRO (INOTEX) pro prevenci penetrace pasty zátěru do textilní struktury a zajištění rovnoměrné lokalizace zátěru na povrchu textilie. Proces byl proveden na kontinuální lince s talárem, zátěrovou hlavou a sušicí/fixační komorou Werner-Matais v šíři 45 cm. Byl proveden jednostranný zátěr vzdušnou raklí (linka Werner-Matais), následné tepelné zpracování se dvěma průchody: 1) sušení při 110 °C po dobu 2 min. při rychlosti linky 1 m/min, 2) fixace při 150 °C po dobu 4 min. při rychlosti linky 0,5 m/min.The coating prepared according to Example 6 was applied to a mixed textile canvas consisting of 52% cotton and 48% polyester, 135 g/m 2 . The textile was subjected to a non-flammable pre-treatment with an impregnating semi-permanent non-flammable coating using the ammonium salt of aliphatic phosphonate TEXAFLAM CU (INOTEX) and with a hydrophobic sub-treatment based on the silicone-acrylate copolymer TEXAFOB DRO (INOTEX) to prevent penetration of the coating paste into the textile structure and ensure uniform localization of the coating on the surface of the textile. The process was carried out on a continuous line with a gown, a coating head and a Werner-Matais drying/fixing chamber with a width of 45 cm. A single-sided coating was carried out with an air squeegee (Werner-Matais line), followed by a heat treatment with two passes: 1) drying at 110 °C for 2 min. at a line speed of 1 m/min, 2) fixation at 150 °C for 4 min. at a line speed of 0.5 m/min.

Takto upravená textilie vykazovala tyto parametry: suchý přívažek 12 g/m2, obsah fosforu: 3,56 % z hmota, textilie, obsah dusíku: 3,68 % z hmota, textilie, odolnost proti pronikání vody: 22,1 cm v.s. (centimetry vodního sloupce).The textile thus treated had the following parameters: dry weight 12 g/m 2 , phosphorus content: 3.56% by weight of the textile, nitrogen content: 3.68% by weight of the textile, resistance to water penetration: 22.1 cm vs (centimeters of water column).

Příklad 12 - Stanovení hořlavosti podle noremExample 12 - Determination of flammability according to standards

Stanovení hořlavosti materiálů v interiéru vozidla dle ČSN ISO 3795Determination of flammability of materials in the vehicle interior according to ČSN ISO 3795

Příklad Example Plošná hmotnost [g/m2] Surface weight [g/ m2 ] suchý přívažek [g/m2] dry weight [g/m 2 ] délka hoření [mm] burning length [mm] doba hoření N burning time N rychlost hoření [mm/min] burning rate [mm/min] 9 9 185,21 185.21 10,09 10.09 5 5 7 7 23 23 10 10 183,77 183.77 9,91 9.91 3 3 6 6 30 30 11 11 172,42 172.42 11,98 11.98 0 0 0 0 0 0

Všechny testované vzorky vyhovují požadavku normy, tedy rychlost hoření < 100 mm/min.All tested samples meet the standard requirement, i.e. burning rate < 100 mm/min.

- 10CZ 38803 UI- 10CZ 38803 UI

Stanovení hořlavosti stavebních materiálů a jejich součástí - část 1„ postup pro třídu B2 dle DIN 4102Determination of the flammability of building materials and their components - Part 1, procedure for class B2 according to DIN 4102

doba samovolného hoření (s) spontaneous combustion time (s) špička plamene dosáhla 150 mm the flame tip reached 150 mm čas dosažení 150 mm (s) time to reach 150 mm (s) výskyt odpadlých částí hořící déle než 2s occurrence of fallen parts burning for more than 2s Příklad 9 Example 9 0 0 ne no - - ne no

Zkoušený vzorek vyhovuje požadavku normy.The tested sample complies with the standard requirement.

Příklad 13 - Stanovení multifunkčního bariérového efektu snížená hořlavost/ vodonepropustnostExample 13 - Determination of multifunctional barrier effect reduced flammability/water impermeability

Textilie Textiles Limitní kyslíkové číslo ČSN ISO EN 4589-2 [%] Limiting oxygen number ČSN ISO EN 4589-2 [%] Odolnost proti pronikání vody ČSN EN ISO 811 [cm v.s.] Resistance to water penetration ČSN EN ISO 811 [cm h.s.] 100% Bavlna bez úpravy 100% Untreated Cotton 18,5 18.5 < 10 < 10 100% Bavlna — úprava dle Příkladu 9 100% Cotton — treatment according to Example 9 28,2 28.2 25,7 25.7 100% PES bez úpravy 100% PES without treatment 19,0 19.0 < 10 < 10 100% PES - úprava dle Příkladu 10 100% PES - modification according to Example 10 24,1 24.1 22,1 22.1 52/48 BA/PES bez úpravy 52/48 BA/PES without adjustment 19,2 19.2 < 10 < 10 52/48 BA/PES úprava dle Příkladu 11 52/48 BA/PES modification according to Example 11 26,5 26.5 21,3 21.3

Hodnota kyslíkového čísla vyšší než 24 % prokazuje sníženou hořlavost testovaného materiálu s ohledem na skutečnost, že obsah kyslíku v atmosféře je kolem 21 %. Výška vodního sloupce vyšší než 20 cm představuje dosažení bariérového efektu - odolnost proti pronikání vody (vodonepropustnost). U všech upravených textilií bylo dosaženo multifunkčního bariérového efektu, snížené hořlavosti a vodonepropustnosti.An oxygen number value higher than 24% demonstrates reduced flammability of the tested material, taking into account the fact that the oxygen content in the atmosphere is around 21%. A water column height higher than 20 cm represents the achievement of a barrier effect - resistance to water penetration (water impermeability). A multifunctional barrier effect, reduced flammability and water impermeability were achieved for all treated textiles.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zátěr pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi a textilie s protipožárními vlastnostmi podle tohoto technického řešení lze využít pro výrobu nehořlavých textilií v mnoha oborech, jako jsou ochranné oděvy, automobilové textilie, nábytkové a interiérové materiály, technické textilie či zdravotnické textilie.The coating for treating textiles with fire-retardant properties and textiles with fire-retardant properties according to this technical solution can be used for the production of non-flammable textiles in many fields, such as protective clothing, automotive textiles, furniture and interior materials, technical textiles or medical textiles.

Claims (8)

1. Zátěr pro úpravu textilií s protipožárními vlastnostmi obsahující nosnou polymerní matrici na bázi alifatického polyuretanu polyetherového typu a retardér hoření, vyznačující se tím, že retardér hoření je monomer na bázi diolu nebo diaminu s obsahem fosforu alespoň 8 % hmotn. nebo oligomer obsahující ve své struktuře polyfosfát diol, a zátěr dále obsahuje modifikovanou polymerní složku na bázi polyuretanu, která je ve formě vodné disperze o koncentraci 43 % hmotn. modifikované polymerní složky ve vodě s viskozitou od 5 do 15 Pa.s, kde hmotnostní poměr polymerních sušin mezi modifikovanou polymerní složkou a nosnou polymerní matricí v zátěru je 1:3 až 4:1, přičemž modifikovaná polymerní složka je v zátěru obsažena v koncentraci 16 až 35 % hmotn.1. A coating for treating textiles with fire-retardant properties comprising a carrier polymer matrix based on aliphatic polyurethane of the polyether type and a flame retardant, characterised in that the flame retardant is a monomer based on a diol or diamine with a phosphorus content of at least 8% by weight or an oligomer containing polyphosphate diol in its structure, and the coating further comprises a modified polymer component based on polyurethane, which is in the form of an aqueous dispersion with a concentration of 43% by weight of the modified polymer component in water with a viscosity of 5 to 15 Pa.s, where the weight ratio of polymer dry matter between the modified polymer component and the carrier polymer matrix in the coating is 1:3 to 4:1, the modified polymer component being contained in the coating in a concentration of 16 to 35% by weight. a má viskozitu 2 až 15 Pa.s.and has a viscosity of 2 to 15 Pa.s. 2. Zátěr podle nároku 1, vyznačující se tím, že retardér hoření je vybraný ze skupiny: diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl fosfát, fenyl diaminofosfát, bis(3-hydroxyfenyl) fenyl fosfát, bis(3-hydroxypropyl) isobutylfosfin oxid, oligomerní fosfátový diol, oligomerní fosfonátový diol nebo polyfosfát diol.2. Coating according to claim 1, characterized in that the flame retardant is selected from the group: diethyl N,N-bis(2-hydroxyethyl)aminomethyl phosphate, phenyl diaminophosphate, bis(3-hydroxyphenyl)phenyl phosphate, bis(3-hydroxypropyl)isobutylphosphine oxide, oligomeric phosphate diol, oligomeric phosphonate diol or polyphosphate diol. 3. Zátěr podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že retardér hoření je v polymerní složce vázán pomocí chemické nebo uretanové vazby s diizokyanátem, přičemž diizokyanát je vybraný ze skupiny: izoforon diizokyanát, hexamethylen diizokyanát, methylen difenyl diizokyanát.3. Coating according to claim 1 or 2, characterized in that the flame retardant in the polymer component is bound by a chemical or urethane bond with a diisocyanate, wherein the diisocyanate is selected from the group: isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, methylene diphenyl diisocyanate. 4. Zátěr podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že modifikovaná polymerní složka obsahuje hydrofilní skupinu na bázi polyetherového diolu o molekulové hmotnosti 1000 až 2000 g/mol a diol s disociovatelnou karboxylovou kyselinou.4. Coating according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the modified polymer component contains a hydrophilic group based on a polyether diol with a molecular weight of 1000 to 2000 g/mol and a diol with a dissociable carboxylic acid. 5. Zátěr podle nároku 4, vyznačující se tím, že hydrofilní skupina je polyethylen glykol nebo polypropylen glykol.5. The coating according to claim 4, characterized in that the hydrophilic group is polyethylene glycol or polypropylene glycol. 6. Zátěr podle nároku 4, vyznačující se tím, že diol s disociovatelnou karboxylovou kyselinou je 2,2-bis(hydroxymethyl)propanová kyselina.6. The coating according to claim 4, characterized in that the diol with a dissociable carboxylic acid is 2,2-bis(hydroxymethyl)propanoic acid. 7. Zátěr podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje od 0,6 do 1,1 % hmotn. fosforu a od 1,2 do 2,1 % hmotn. dusíku.7. A coating according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it contains from 0.6 to 1.1 wt. % phosphorus and from 1.2 to 2.1 wt. % nitrogen. 8. Textilie s protipožárními vlastnostmi, vyznačující se tím, že na svém povrchu zahrnuje impregnační semipermanetní nehořlavý nátěr na bázi amonných solí alifatických fosfonátů diamoniumfosfátu nebo organických komplexních fosfátů a dále zahrnuje zátěr podle některého z nároků 1 až 7 uspořádaný na impregnačním semipermanentním nehořlavém nátěru.8. A textile with fire-retardant properties, characterized in that it comprises on its surface an impregnating semi-permanent non-flammable coating based on ammonium salts of aliphatic phosphonates, diammonium phosphate or organic complex phosphates and further comprises a coating according to any one of claims 1 to 7 arranged on the impregnating semi-permanent non-flammable coating.
CZ2025-43071U 2025-08-01 2025-08-01 A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties CZ38803U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2025-43071U CZ38803U1 (en) 2025-08-01 2025-08-01 A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2025-43071U CZ38803U1 (en) 2025-08-01 2025-08-01 A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ38803U1 true CZ38803U1 (en) 2025-09-16

Family

ID=97103405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2025-43071U CZ38803U1 (en) 2025-08-01 2025-08-01 A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ38803U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Fully bio-based coating from chitosan and phytate for fire-safety and antibacterial cotton fabrics
Makhlouf et al. Preparation of highly efficient chitosan-based flame retardant coatings with good antibacterial properties for cotton fabrics
Mayer-Gall et al. Permanent flame retardant finishing of textiles by allyl-functionalized polyphosphazenes
Ling et al. Preparation of a flame-retardant coating based on solvent-free synthesis with high efficiency and durability on cotton fabric
Leistner et al. Water-based chitosan/melamine polyphosphate multilayer nanocoating that extinguishes fire on polyester-cotton fabric
Wang et al. Facile fabrication of antibacterial and fire-safety multifunctional cotton fabric with a triazine-phosphonate N-halamine
EP1986849B1 (en) Washing-fast smoldering-suppressing compositions
CN102392356A (en) Manufacturing technique of wash-resistant and flame-retardant blended fabric
WO2016059882A1 (en) Flame-retardant polyurethane resin and flame-retardant synthetic leather
Li et al. Durable multifunctional cotton fabric with superior biocidal efficacy and flame retardancy based on an ammonium phosphate N-halamine
Özer et al. Flame retardant back-coated PET fabric with DOPO-based environmentally friendly formulations
US20090117797A1 (en) Washing-fast smoldering-suppressing compositions
US11898304B2 (en) Antimony free brominated flame retardant system for textiles
Kalali et al. An eco-friendly, highly efficient, and transparent coating derived from guar gum and citric acid for flame retardant treatment of cotton fabrics
JP6621768B2 (en) Flame-retardant molded cellulosic bodies produced by the direct dissolution method
Vest et al. Polyelectrolyte complex for flame retardant silk
WO2007095010A1 (en) Fire resistant fabric formed from treated fibers
Samanta et al. Sustainable flame retardant finishing of textiles
Kakar et al. Flame retardant finishing of textiles–a comprehensive review
Zhang et al. Eco-friendly multifunctional coating for polyester-cotton blended fabrics with superior flame retardancy and antibacterial properties
Bi et al. A facile strategy for in-situ polymerization of PN network coatings for durable flame-retardant cellulose
EP2473666B1 (en) Flame retardant coating composition for textiles and process for coating textile substrates
CZ38803U1 (en) A coating to treat textiles with fire resistant properties and a textile with fire resistant properties
HK1216102A1 (en) Formaldehyde-free flame retardant compositions and their use for manufacturing durable formaldehyde-free flame retardant cellulosic materials
CN108842440A (en) A kind of production technology of flame-retarding blended fabric

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20250916