JPS6232171A - 新規燐酸塩およびそれを用いる難燃化方法 - Google Patents

新規燐酸塩およびそれを用いる難燃化方法

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JPS6232171A
JPS6232171A JP16684586A JP16684586A JPS6232171A JP S6232171 A JPS6232171 A JP S6232171A JP 16684586 A JP16684586 A JP 16684586A JP 16684586 A JP16684586 A JP 16684586A JP S6232171 A JPS6232171 A JP S6232171A
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water
reaction product
soluble reaction
formula
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JP16684586A
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ティボル ロビンソン
ライナー ボルフ
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Sandoz AG
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Sandoz AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はポリマー材料を難燃化するのに有用な新規な
燐酸塩に関する。
本発明によれば、基材に対して下記式Iで示される化合
物を適用することを含む基材の難燃化方法が提供される
上式中、R,0は、 A)アルキレンジアミンまたはポリアルキレンポリアミ
ンとシアンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまた
はビスグアニジンとのまたは少なくとも50モル%のシ
アンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまたはビグ
アジニンおよび50モル%までのジカルボン酸またはジ
カルボン酸のモノ−もしくはジ−エステルの混合物との
、所望により金属、金属塩および複素環式窒素含有有機
塩基から選ばれる触媒の存在下における、水溶性の反応
生成物であって、窒素に結合している反応性水素原子を
含む生成物、 B)生成物Aとエピクロロヒドリンまたはその前駆体と
の水溶性の反応生成物、 C)生成物Aとホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒ
ド前駆体との水溶性の反応生成物、または D)生成物A、BまたはCと尿素、メラミン、グアナミ
ン、トリアジノン、ウロン、カルバメートまたは酸アミ
ドのN−メチロール誘導体との、所望により前記N−メ
チロール化合物の架橋のための触媒の存在下における、
水溶性の反応生成物、のプロトン化により誘導されるN
Oカチオンであり、R8は−OH,−OC1〜1□アル
キル、−〇−71ニー ル、 OeN HaOltた&
;!−0eRIe(ここでRt0は前記規定に同一のも
のを表す)を表し、 R3はC1〜1□アルキルまたはフェニルを表すかまた
はRtとは独立にRtの規定に同一のものを表し、R2
およびR8は下記式a)、 (上式中、R2はそれぞれ独立に水素または01〜4ア
ルキルを表し、R1はそれぞれ独立に水素またはメチル
を表し、R,はそれぞれ独立に水素、Cl−4アルキル
、 CHJrまたは−cozctを表す)で示される基
を形成していてもよい。
本発明によれば、さらに、前記に規定した式Iの化合物
が提供される。但しこの化合物において、R+”が生成
物Aのみから誘導され、生成物Aがジエチレントリアミ
ンおよびシアンアミドまたはジシアノジアミドの反応生
成物であり、R2が−OHである場合、R3は−OHで
はないものとする。
疑問を避けるために、いかなる記号も1つの式において
1回以上現れる場合には、その意味は互いに他と独立で
あるということを理解されたい。
直鎖または分枝鎖であり得るいかなる置換基も特記しな
い限り直鎖または分枝鎖である。特記しない限り、以下
に示す%は重量である。
この明細書においては、式■において、基R8■は1個
より多くのカチオン中心を有していてもよく、従ってこ
の場合1個より多くのホスフェート基はR1と一緒にな
っていてもよい。R12■のホスフェート基に対する比
は、しかしながら、水性媒体中の生成物のpHが7〜9
の範囲にあるようなものであるのが好ましい。
反応生成物AおよびDであって、DがBまたはCから誘
導されたものでないような生成物は、米国特許4410
652および4443223および英国特許出願公開2
16376OAに記載されており、そこではアルキレン
ジアミンおよびポリアルキレンポリアミンは「多官能性
第一級または第二級アミン」と記載されている。
生成物Aにおける所望の触媒は英国特許出願公開216
376OAにおいて触媒にとして規定されるものである
上記に規定した水溶性の反応生成物A−Dは、主として
水に可溶または分散可能であり、ゲル化しない洗浄ポリ
マーである。これらは第一級および/または第二級およ
び/または第三級アミノ基、いずれの場合にも−NH−
および/または−N Hを基を含む。これらの反応生成
物は塩基特性を有し、水と混合された時にlO〜12、
好ましくは10.5〜11のpHを有する。これらの反
応生成物A−Dにおいて、アルキレンジアミンは好まし
くはc2〜hアルキレンであり、ポリアルキレンポリア
ミンは好ましくは下記式b)で示されるものである。
上式中、Rはそれぞれ独立に水素または置換されていな
いかまたはヒドロキシ、cI〜4アルコキシまたはシア
ノによりモノ置換されているC1−10アルキル基を表
し、nは0〜100の数を表し、Zは02〜.アルキレ
ンまたはヒドロキシ02〜4アルキレンを表し、Xは一
〇−1−8−または−NR−(ここでRは前記規定に同
一のものを表す)を表す。但し、式すのアミンは少なく
とも1個の反応性の−NH−または−NH!基を含むも
のとする。
好ましい式すのアミンはRがそれぞれ水素であり、nが
O〜4の数であり、Xが−NH−または−N (CH3
)−であり、Zがそれぞれ独立に01〜4アルキレン基
であるようなものである。
さらに好ましい式すのアミンはジエチレントリアミン、
トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン
、3−(2’−アミノエチル)アミノプロピルアミン、
ジプロピレントリアミンまたはN、N−ビス−(3−ア
ミノプロピル)メチルアミンである。
好ましくは、生成物りにおいて所望により用いられる触
媒は、金属、好ましくは金属塩、特に周期率表の■また
は■族の金属の塩、さらに好ましくは周期率表の■族の
金属の塩を含む、塩化亜鉛または塩化マグネシウムが最
も好ましい触媒である。
好ましくは、生成物Aは生成物A′即ちジエチレントリ
アミン、トリエチレンテトラアミンまたはテトラエチレ
ンペンタミンとシアンアミドまたはジシアノジアミド(
さらに好ましくはジシアノンである。
好ましくは、R2はR、I即ち−OHまたは前記に規定
したRIMΦOeの規定に同一のものである。
好ましくは、R,−OHである。
さらに、本発明によれば、式Iの化合物の製造方法が提
供され、この方法は、下記式■、〔上式中、記号は前記
規定に同一のもの表す〕で示される化合物を、混合物の
pHが7〜9の範囲の値に達するまで、化合物A、B、
CまたはDと反応させることを含む。
好ましい式■の化合物は、オルト燐酸、モノ−もしくは
ジ−エチル燐酸エステル、モノ−1もしくはジ−ブチル
燐酸エステル、燐酸ニアンモニウム水素、燐酸アンモニ
ウムニ水素、フェニルホスホン酸または下記式C)の化
合物から選ばれる。
以下余白 式■の酸と生成物A、B、CまたはDの溶液または分散
液との反応は、好ましくは、0〜100 ”C1さらに
好ましくは20〜80℃の温度において行うことができ
る。この反応において、十分な塩基性生成物ASB、C
またはDが酸(式■の化合物)に添加されて、溶液中の
pHが7〜9、好ましくは7.2〜8.5に調整される
。これに対して必要な量は生成物A、B、CまたはDの
塩基度によって決まる。
得られた式Iの化合物は、水溶液または水性分 。
散液の形で種々の基材の難燃仕上げに用いることができ
る。あるいはこれらの化合物は乾燥(スプレー乾燥基中
または流動床グラニユレータ−により)により粉末とす
ることもできる。
水溶液は、浸水性の基材および大きな(多孔質の)表面
積を有する基材、例えば、天然または再生セルロース、
半合成または全合成繊維材料からなる紙、不織布、編物
および織物を、パジングまたは含浸または基材を溶液中
に浸漬することにより処理するのに用いることができる
。また、ポリマー分散液および懸濁液、例えば、ポリメ
タクリレートの分散液および懸濁液中で式!の化合物を
用いることもできる。しかしながら、式lの化合物は、
また、ポリマー形成の前、間または後で、粉末の形でポ
リマーに添加することもでき、従ってポリマーマス中に
混合することもできる。
難燃仕上げに適するポリマー有機材料は、例えば、セル
ロース材料、ポリウレタン、ポリアクリル酸エステル、
ポリオレフィン、特にポリエチレン、ポリプロピレンお
よびそれらのコポリマー、ポリエステル、特にポリエチ
レンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート
、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド、特にナイロン
、ポリスチレン、ABSポリマー、ポリアクリロニトリ
ルおよびそのコポリマー、エポキシ樹脂およびPvCで
ある。セルロース材料が好ましい。
本発明はまた1種またはそれ以上の式■の化合物とポリ
マー材料を含むポリマーの難燃化のための組成物に関す
る。そのよう”な組成物は通常マスターバッチであるか
または懸濁液または溶液の形にある。
ポリマーの十分な難燃化に必要な式lの化合物の量は広
い範囲で変わり、ポリマーによって決まる0通常、基材
の重量に対して0.5〜40、好ましくは2〜30、最
も好ましくは5〜25重量%を添加する。この明細書に
おいて示された範囲は全てこの範囲を規定する数値を含
むものである。
下記の例によって本発明をさらに説明する。例中、部お
よび%は重量で示し、温度は℃である。
例1 309部のジエチレントリアミンおよび1.68部のZ
nC1gを混合し、−緒によく攪拌した。252部のジ
シアノジアミドを30分間で撹拌下に添加し、温度が3
0’に上昇した。懸濁液が得られた。混合物を50分間
で100°に加熱し、透明な溶液を得た。混合物を85
分間で160°に加熱し、これにより110’でアンモ
ニアの生成が始まった。アンモニアの放散は130°で
最大となった。生成したガスを500n&の水に吸収し
、35%塩酸により連続的に中和した。用いたHCIの
量から、発生したアンモニアの量を計算することができ
る。アンモニアの形成が始まった時に、反応マスは濁り
、次いで氷状のメルトに変わり、これは時間とともによ
り粘稠になった。
次に、混合物を160°で2時間攪拌し、最後の1時間
の間にアンモニアの形成が終わった0次に、メルトを固
化せしめ、次いで微粉砕した。
例2〜4 例1の操作を繰り返したが、ここでは309部のジエチ
レントリアミンの代わりに、等モル量のトリエチレンテ
トラミン(例2)、テトラエチレンペンタミン(例3)
またはエチレンジアミン(例4)を用いた。例1のそれ
と同様の反応生成物を製造することができた。
以下余白 例−5 例1の反応生成物100部を20〜30°において、攪
拌下に、260部の水に添加し、52部の80%オルト
燐酸によりpH7,5に中和し、これにより温度は30
部以上に上昇しなかった。得られた懸濁液80”で2時
間攪拌した。
反応生成物の燐酸塩の溶液を得、これは約40%の活性
成分を含んでいた。この溶液は濃縮し、60〜140°
で真空乾燥し、粉末に粉砕することができた。
例6〜8 例5の操作を繰り返した。但しここではそれぞれ等モル
量の例2.3または4の反応生成物を用いた。適当な反
応生成物の燐酸塩が得られた。
適用例A 70部のポリプロピレン(Prefax 6501粉末
)を165〜175°でローリングミル中で溶融させた
30部の例5の燐酸塩をこのメルトに添加し、混合物を
3分間均質化した。得られた混合物を230゜で3分間
プレス中でプレスし、3鶴の厚さのプレートを製造した
。得られたプレートは低い燃焼性を示した。
適用例B 例5の燐酸塩を35%の活性成分を与えるのに十分な水
で稀釈した。
少しだけ粉砕したセルロースから製造された未サイズ紙
をこの燐酸塩を含む溶液中に浸漬した。
次にこれらの紙をガラスプレート上に置き、次いでガラ
ス棒で2回絞った。次に、紙を10トールの圧力下に圧
搾し、100°で25分間乾燥した。
得られた紙は約40%の燐酸塩活性成分(紙の乾燥重量
に対して計算された%)を有していた。
これらの紙は優れた難燃性を示した。
適用例C 例5の燐酸塩の25%および30%活性成分溶液を調製
し、紙に含浸するのに用いた。乾燥された紙のサンプル
は18.7%および26.2%の活性成分(即ち燐酸塩
)を含んでいた。これらのサンプルは良好な難燃性特性
を示した。これらの紙はわずかに黄色を示したけれども
、難燃化効果を失うことなく光学的増白剤を用いて補正
することができた。
適用例り 厚いシートの形のポリウレタンフォームを例5の燐酸塩
の40%活性成分溶液でパジングした。
フオームを絞り、用いたフオームのもとの乾燥重量に対
して200%の重量増加を与え、次いでフオームを乾燥
した。得られたフオームは80%の含浸率を存し、極め
て良好な燃焼性(即ち低い燃焼性)を有していた。
適用例A−Dにおいて、例5の燐酸塩の代わりに適当な
量の例6〜8のいずれか1つの燐酸塩を用いることもで
きる。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基材に対して下記式 I で示される化合物を適用す
    ることを含む基材の難燃化方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 上式中、R_1^■は、 A)アルキレンジアミンまたはポリアルキレンポリアミ
    ンとシアンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまた
    はビスグアニジンとのまたは少なくとも50モル%のシ
    アンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまたはビグ
    アジニンおよび50モル%までのジカルボン酸またはジ
    カルボン酸のモノ−もしくはジ−エステルの混合物との
    、所望により金属、金属塩および複素環式窒素含有有機
    塩基から選ばれる触媒の存在下における、水溶性の反応
    生成物であって、窒素に結合している反応性水素原子を
    含む生成物、 B)生成物Aとエピクロロヒドリンまたはその前駆体と
    の水溶性の反応生成物、 C)生成物Aとホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒ
    ド前駆体との水溶性の反応生成物、または D)生成物A、BまたはCと尿素、メラミン、グアナミ
    ン、トリアジノン、ウロン、カルバメートまたは酸アミ
    ドのN−メチロール誘導体との、所望により前記N−メ
    チロール化合物の架橋のための触媒の存在下における、
    水溶性の反応生成物、のプロトン化により誘導されるN
    ^■カチオンであり、R_2は−OH、−OC_1_〜
    _1_2アルキル、−O−フェニル、−O^■NH_4
    ^■、または−O^■R_1^■(ここでR_1^■は
    前記規定に同一のものを表す)を表し、R_3はC_1
    _〜_1_2アルキルまたはフェニルを表すかまたはR
    _2とは独立にR_2の規定に同一のものを表し、R_
    2およびR_3は下記式a)、▲数式、化学式、表等が
    あります▼(a) (上式中、R_5はそれぞれ独立に水素またはC_1_
    〜_4アルキルを表し、R_6はそれぞれ独立に水素ま
    たはメチルを表し、R_7はそれぞれ独立に水素、C_
    1_〜_4アルキル、−CH_2Brまたは−CH_2
    Clを表す)で示される基を形成していてもよい。 2、基材に適用された式 I の化合物の量が基材の重量
    に対して0.5〜40重量%である、特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3、式 I の化合物の使用量が2〜30%である、特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の方法。 4、式 I の化合物の使用量が2〜25%である、特許
    請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載の方法。 5、R_1^■がR_1_2^■即ち生成物A′、B′
    、C′またはD′から誘導されたN^■カチオンであり
    、ここで生成物A′はジエチレントリアミン、トリエチ
    レンテトラアミンまたはテトラエチレンペンタミンとシ
    アンアミドまたはジシアノジアミドとの水溶性の反応生
    成物であり、生成物B′は生成物A′とエピクロロヒド
    リンとの水溶性の反応生成物であり、生成物C′は生成
    物A′またはB′とホルムアルデヒドとの水溶性の反応
    生成物であり、生成物D′は生成物A′、B′またはC
    ′とジメチロールジヒドロキシエチレン尿素との、所望
    により塩化マグネシウムまたは塩化亜鉛から選ばれる触
    媒の存在下における、水溶性の反応生成物である、特許
    請求の範囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。 6、R_1^■が生成物A′から誘導されたN^■カチ
    オンであり、ここで生成物A′は特許請求の範囲第5項
    の規定に同一のものである、特許請求の範囲第1〜5項
    のいずれかに記載の方法。 7、R_3が−OHである特許請求の範囲第1〜6項の
    いずれかに記載の方法。 8、R_2がR_2′即ち−OHまたはR_1_2^■
    の規定に同一のものであり、ここでR_1_2^■は生
    成物A′B′、C′またはD′から誘導されたN^■カ
    チオンであり、ここで生成物A′はジエチレントリアミ
    ン、トリエチレンテトラアミンまたはテトラエチレンペ
    ンタミンとシアンアミドまたはジシアノジアミドとの水
    溶性の反応生成物であり、生成物B′は生成物A′とエ
    ピクロロヒドリンとの水溶性の反応生成物であり、生成
    物C′は生成物A′またはB′とホルムアルデヒドとの
    水溶性の反応生成物であり、生成物D′は生成物A′、
    B′またはC′とジメチロールジヒドロキシエチレン尿
    素との、所望により塩化マグネシウムまたは塩化亜鉛か
    ら選ばれる触媒の存在下における、水溶性の反応生成物
    である、特許請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の
    方法。 9、下記式 I で示される化合物。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 上式中、R_1^■は、 A)アルキレンジアミンまたはポリアルキレンポリアミ
    ンとシアンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまた
    はビスグアニジンとのまたは少なくとも50モル%のシ
    アンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまたはビグ
    アジニンおよび50モル%までのジカルボン酸またはジ
    カルボン酸のモノ−もしくはジ−エステルの混合物との
    、所望により金属、金属塩および複素環式窒素含有有機
    塩基から選ばれる触媒の存在下における、水溶性の反応
    生成物であって、窒素に結合している反応性水素原子を
    含む生成物、 B)生成物Aとエピクロロヒドリンまたはその前駆体と
    の水溶性の反応生成物、 C)生成物Aとホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒ
    ド前駆体との水溶性の反応生成物、または D)生成物A、BまたはCと尿素、メラミン、グアナミ
    ン、トリアジノン、ウロン、カルバメートまたは酸アミ
    ドのN−メチロール誘導体との、所望により前記N−メ
    チロール化合物の架橋のための触媒の存在下における、
    水溶性の反応生成物、のプロトン化により誘導されるN
    ^■カチオンであり、R_2は−OH、−OC_1_〜
    _1_2アルキル、−O−フェニル、−O^■NH_4
    ^■、または−O^■R_1^■(ここでR_1^■は
    前記規定に同一のものを表す)を表し、R_3はC_1
    _〜_1_2アルキルまたはフェニルを表すかまたはR
    _2とは独立にR_2の規定に同一のものを表し、R_
    2およびR_3は下記式a)、▲数式、化学式、表等が
    あります▼(a) (上式中、R_5はそれぞれ独立に水素またはC_1_
    〜_4アルキルを表し、R_6はそれぞれ独立に水素ま
    たはメチルを表し、R_7はそれぞれ独立に水素、C_
    1_〜_4アルキル、−CH_2Brまたは−CH_2
    Clを表す)で示される基を形成していてもよい。但し
    、R_1^+が生成物Aのみから誘導され、生成物Aが
    ジエチレントリアミンおよびシアンアミドまたはジシア
    ノジアミドの反応生成物であり、R_2が−OHである
    場合、R_3は−OHではないものとする。 10、R_1^■がR_1_2^■即ち生成物A′、B
    ′、C′またはD′から誘導されたN^■カチオンであ
    り、ここで生成物A′はジエチレントリアミン、トリエ
    チレンテトラアミンまたはテトラエチレンペンタミンと
    シアンアミドまたはジシアノジアミドとの水溶性の反応
    生成物であり、生成物B′は生成物A′とエピクロロヒ
    ドリンとの水溶性の反応生成物であり、生成物C′は生
    成物A′またはB′とホルムアルデヒドとの水溶性の反
    応生成物であり、生成物D′は生成物A′、B′または
    C′とジメチロールジヒドロキシエチレン尿素との、所
    望により塩化マグネシウムまたは塩化亜鉛から選ばれる
    触媒の存在下における、水溶性の反応生成物である、特
    許請求の範囲第9項記載の化合物。 11、R_1^■が生成物A′から誘導されたN^■カ
    チオンであり、ここで生成物A′は特許請求の範囲第1
    0項の規定に同一のものである、特許請求の範囲第9ま
    たは10項記載の化合物。 13、R_3が−OHである、特許請求の範囲第9〜1
    1項のいずれかに記載の化合物。 14、下記式 I 、 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔上式中、R_1^■は、 A)アルキレンジアミンまたはポリアルキレンポリアミ
    ンとシアンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまた
    はビスグアニジンとのまたは少なくとも50モル%のシ
    アンアミド、ジシアノジアミド、グアニジンまたはビグ
    アジニンおよび50モル%までのジカルボン酸またはジ
    カルボン酸のモノ−もしくはジ−エステルの混合物との
    、所望により金属、金属塩および複素環式窒素含有有機
    塩基から選ばれる触媒の存在下における、水溶性の反応
    生成物であって、窒素に結合している反応性水素原子を
    含む生成物、 B)生成物Aとエピクロロヒドリンまたはその前駆体と
    の水溶性の反応生成物、 C)生成物Aとホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒ
    ド前駆体との水溶性の反応生成物、または D)生成物A、BまたはCと尿素、メラミン、グアナミ
    ン、トリアジノン、ウロン、カルバメートまたは酸アミ
    ドのN−メチロール誘導体との、所望により前記N−メ
    チロール化合物の架橋のための触媒の存在下における、
    水溶性の反応生成物、のプロトン化により誘導されるN
    ^■カチオンであり、R_2は−OH、−OC_1_〜
    _1_2アルキル、−O−フェニル、−O^■NH_4
    ^■、または−O^■R_1^■(ここでR_1^■は
    前記規定に同一のものを表す)を表し、R_3はC_1
    _〜_1_2アルキルまたはフェニルを表すかまたはR
    _2とは独立にR_2の規定に同一のものを表し、R_
    2およびR_3は下記式a)、▲数式、化学式、表等が
    あります▼(a) (上式中、R_5はそれぞれ独立に水素またはC_1_
    〜_4アルキルを表し、R_6はそれぞれ独立に水素ま
    たはメチルを表し、R_7はそれぞれ独立に水素、C_
    1_〜_4アルキル、−CH_2Brまたは−CH_2
    Clを表す)で示される基を形成していてもよい。但し
    、R_1^■が生成物Aのみから誘導され、生成物Aが
    ジエチレントリアミンおよびシアンアミドまたはジシア
    ノジアミドの反応生成物であり、R_2が−OHである
    場合、R_3は−OHではないものとする〕で示される
    化合物を製造するに当り、下記式II、▲数式、化学式、
    表等があります▼(II) 〔上式中、記号はそれぞれ前記規定に同一のものを表す
    〕 で示される化合物を、混合物のpHが7〜9の値に達す
    るまで、前記生成物A、B、CまたはDと反応させるこ
    とを含む方法。
JP16684586A 1985-07-18 1986-07-17 新規燐酸塩およびそれを用いる難燃化方法 Pending JPS6232171A (ja)

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