JPH0741598A - Flame retardant for thermoplastic resin - Google Patents

Flame retardant for thermoplastic resin

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JPH0741598A
JPH0741598A JP18402693A JP18402693A JPH0741598A JP H0741598 A JPH0741598 A JP H0741598A JP 18402693 A JP18402693 A JP 18402693A JP 18402693 A JP18402693 A JP 18402693A JP H0741598 A JPH0741598 A JP H0741598A
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JP
Japan
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flame retardant
thermoplastic resin
resin
acid amide
flame
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JP18402693A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Okita
茂 沖田
Hideo Matsuoka
英夫 松岡
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To impact excellent flame retardancy to a thermoplastic resin without detriment to the resin and without any fear of the generation of noxious gases by adding a specified polyphosphonic acid amide to the resin. CONSTITUTION:An m-xylenediamine-type polyphenylphosphonic acid amide of the formula (wherein n is an integer of 3-150) is added to a thermoplastic resin. A preferred amide is one having a heating loss of 2wt.% of below at 300 deg.C when it is heated at a temperature rise rate of 20 deg.C/min in a nitrogen atmosphere in a thermobalance. A preferred thermoplastic resin is one which comprises at least one resin selected from among polyester, polyamide, polycarbonate and polyphenylene oxide.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂に有効な
非ハロゲン系難燃剤に関する。更に詳しくは、有害ガス
や腐食性ガスの発生がなく、熱可塑性樹脂の機械物性や
耐熱性を損なうことなく高度な難燃性を賦与することの
できる非ハロゲン系難燃剤に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a halogen-free flame retardant effective for thermoplastic resins. More specifically, the present invention relates to a non-halogen flame retardant capable of imparting a high degree of flame retardance without generating harmful gas or corrosive gas and without impairing the mechanical properties and heat resistance of the thermoplastic resin.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂は、射出成形材料として機
械機構部品、電気部品、自動車部品などの幅広い分野に
利用されているが、その中でもエンジニアリングプラス
チックスと呼称される一連の樹脂は機械物性、熱的性
質、電気的性質が特に優れているため、高強度、高耐熱
性などが要求されるような電気・電子部品、機械・機構
部品、自動車部品などに広く利用されつつある。また、
これらエンジニアリング・プラスチックスは他の汎用樹
脂に比べて難燃性能も高いため、難燃性の要求される分
野でも広く利用されている。しかしながら近年、特にテ
レビ等の電気・電子部品用途においてプラスチック素材
に対して要求される難燃性のレベルが厳しくなり、エン
ジニアリングプラスチックスについてもより高い難燃性
能が求められている。
2. Description of the Related Art Thermoplastic resins are used as injection molding materials in a wide range of fields such as mechanical parts, electric parts and automobile parts. Among them, a series of resins called engineering plastics have mechanical properties, Since it is particularly excellent in thermal properties and electrical properties, it is being widely used for electric / electronic parts, machine / mechanical parts, automobile parts, etc. that require high strength and high heat resistance. Also,
Since these engineering plastics have higher flame retardancy than other general-purpose resins, they are also widely used in fields requiring flame retardancy. However, in recent years, the level of flame retardancy required for plastic materials has become strict particularly in the use of electric / electronic parts such as televisions, and higher flame retardancy is also required for engineering plastics.

【0003】熱可塑性樹脂に難燃性を付与する方法とし
ては、難燃剤としてハロゲン系有機化合物、さらに難燃
助剤としてアンチモン化合物を樹脂にコンパウンドする
方法が一般的である。しかしながら、この方法は、燃焼
の際の発煙量が非常に多い、加工および成形品の使用の
際にハロゲンが遊離して腐食性のハロゲン化水素ガスが
発生し、金型の腐食や金属接点の汚染の源となるといっ
た問題を有している。さらに、難燃剤の効果を高めるた
めに通常併用される難燃助剤のアンチモン化合物が樹脂
にとって異物であるため機械物性の低下の原因になると
いう欠点がある。また、最近では一部の臭素系難燃剤を
使用した樹脂の加工あるいは燃焼の際に有毒な臭素化ジ
ベンゾダイオキシンあるいは臭素化ジベンゾフランが発
生するということが指摘されている。
A common method for imparting flame retardancy to a thermoplastic resin is to compound a halogen-based organic compound as a flame retardant and an antimony compound as a flame retardant aid into the resin. However, this method produces a very large amount of smoke during combustion, and halogen is released during processing and use of molded products to generate corrosive hydrogen halide gas, which causes corrosion of the mold and metal contact. It has the problem of becoming a source of pollution. Further, since the antimony compound, which is a flame retardant auxiliary agent that is usually used together to enhance the effect of the flame retardant, is a foreign substance to the resin, it has a drawback that it causes deterioration of mechanical properties. Further, it has recently been pointed out that toxic brominated dibenzodioxin or brominated dibenzofuran is generated during processing or combustion of a resin containing some brominated flame retardants.

【0004】そこで、近年これらハロゲン系難燃剤の持
つ欠点を克服するためにハロゲンを全く含まない難燃剤
を用いることが強く望まれるようになった。
Therefore, in recent years, it has been strongly desired to use a flame retardant containing no halogen in order to overcome the drawbacks of these halogen flame retardants.

【0005】熱可塑性樹脂用の非ハロゲン系難燃剤とし
ては赤リンがもっとも一般的であり、既に特開昭58−
196259号公報、特開昭59−24752号公報等
にその技術が開示されている。
Red phosphorus is the most common non-halogen flame retardant for thermoplastic resins and has already been disclosed in JP-A-58-58.
The technology is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 196259 and Japanese Patent Laid-Open No. 59-24752.

【0006】また、たとえばポリアミド用非ハロゲン系
難燃剤としては水酸化マグネシウム(特開昭54−83
952号公報、特開昭54−131645号公報)、メ
ラミンシアヌレート(特開昭53−31759号公報、
特開昭54−91558号公報)等、ポリカーボネート
用の非ハロゲン系難燃剤としては有機スルホン酸塩(特
開昭50−98539号公報、特開昭50−98540
号公報)、スルフィミド酸塩(特公平01−22304
号公報)等、ポリフェニレンオキシド用の非ハロゲン系
難燃剤としてはホスホネート化合物とポリリン酸アンモ
ニウム(特開昭52−86449号公報)、ホスフェー
ト化合物と三酸化アンチモン(特開昭49−32947
号公報)等、ポリエステル用の非ハロゲン系難燃剤とし
てはポリホスホネート(米国特許第3719727号)
等が知られている。また、ポリエステルの場合、繊維用
途ではあるがポリホスホン酸アミド(特開昭50−15
9540号公報)なども知られている。
As a non-halogen flame retardant for polyamide, for example, magnesium hydroxide (JP-A-54-83)
952, JP-A-54-131645, and melamine cyanurate (JP-A-53-31759).
As a non-halogen flame retardant for polycarbonate such as JP-A-54-91558), organic sulfonates (JP-A-50-98539 and JP-A-50-98540) are used.
No.), sulfimidate (Japanese Patent Publication No. 01-22304).
As a non-halogen flame retardant for polyphenylene oxide, phosphonate compounds and ammonium polyphosphate (JP-A-52-86449), phosphate compounds and antimony trioxide (JP-A-49-32947).
As a non-halogen flame retardant for polyesters, etc., polyphosphonates (US Pat. No. 3719727)
Etc. are known. Further, in the case of polyester, polyphosphonic acid amide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-15 / 1975) is used for fibers.
9540) and the like are also known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術は次のような問題点を有している。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0008】赤リンによる熱可塑性樹脂の難燃化技術の
場合には、 (1)赤リンが赤褐色であるため、赤リンの配合によっ
て樹脂が赤褐色に着色してしまい、カラーリングが不可
能となる。
In the case of the flame-retardant technique of a thermoplastic resin using red phosphorus, (1) since red phosphorus is reddish brown, the resin is colored reddish brown by the blending of red phosphorus, making coloring impossible. Become.

【0009】(2)赤リンの配合によって機械的物性、
特に靭性の低下が著しく、耐衝撃性の必要な分野では使
用に耐えない。
(2) Mechanical properties by mixing red phosphorus,
In particular, the toughness is remarkably reduced, and it cannot be used in a field requiring impact resistance.

【0010】(3)赤リンのブレンドにおいては熱加工
あるいは焼却時に有毒かつ腐食性のホスフィンガスが発
生する。ホスフィンガスの発生は作業環境を悪化させる
ばかりでなく、金型汚れ等をも引き起こす。これを抑制
するために赤リンを被覆剤により被覆したり、赤リン粉
末に熱硬化性樹脂を含浸するという方法も考案されてい
るがホスフィンガスの発生を完全に抑制するには至って
いない。
(3) In the blend of red phosphorus, toxic and corrosive phosphine gas is generated during thermal processing or incineration. Generation of phosphine gas not only worsens the working environment, but also causes mold fouling. In order to suppress this, a method of coating red phosphorus with a coating agent or impregnating red phosphorus powder with a thermosetting resin has been devised, but the generation of phosphine gas has not been completely suppressed.

【0011】また、水酸化マグネシウム、メラミンイソ
シアヌレート、ホスホネート化合物とポリリン酸アンモ
ニウム、ホスフェート化合物と三酸化アンチモンの場合
には熱可塑性樹脂の機械物性、特に靭性を低下させ、有
機スルホン酸塩やスルフィミド酸塩、ポリホスホネート
の場合には耐加水分解性を低下させる。さらにポリエス
テル繊維用に提案されているポリホスホン酸アミドの場
合にも成形品用途に使用すると樹脂の着色や機械物性の
低下が見られるといった問題点を有している。
Further, in the case of magnesium hydroxide, melamine isocyanurate, phosphonate compound and ammonium polyphosphate, phosphate compound and antimony trioxide, the mechanical properties of the thermoplastic resin, particularly toughness, are lowered, and organic sulfonate and sulfimidic acid are used. In the case of salt and polyphosphonate, the hydrolysis resistance is lowered. Further, the polyphosphonic acid amide proposed for polyester fibers also has a problem that when it is used for molded articles, the resin is colored and mechanical properties are deteriorated.

【0012】以上のように従来の難燃化技術では色調や
機械的物性を損なわずに高度な難燃性を熱可塑性樹脂に
賦与することは達成されていない。また、安全性という
観点からも、満足のいく難燃化技術はいまだに見出され
ていない。
As described above, the conventional flame-retardant technology has not been able to impart a high degree of flame-retardancy to the thermoplastic resin without impairing the color tone and mechanical properties. Also, from the viewpoint of safety, no satisfactory flame retardant technology has been found yet.

【0013】そこで本発明は、熱可塑性樹脂の機械物性
や色調を損なうことなく高度な難燃性を賦与することの
できる非ハロゲン系難燃剤の開発を課題とする。
Therefore, the object of the present invention is to develop a non-halogen flame retardant capable of imparting a high degree of flame retardancy without impairing the mechanical properties and color tone of the thermoplastic resin.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは以上の状況
を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂に対して
m−キシリレンジアミン骨格を有するポリホスホン酸ア
ミドが高い難燃付与性能を示すことを見出し、本発明に
到達した。
The inventors of the present invention have made extensive studies in view of the above situation, and as a result, polyphosphonamide having an m-xylylenediamine skeleton has high flame retardancy-imparting performance for thermoplastic resins. The present invention has been reached and the present invention has been reached.

【0015】すなわち本発明は、下記式(1)で表わさ
れる構造を有する熱可塑性樹脂用難燃剤である。
That is, the present invention is a flame retardant for a thermoplastic resin having a structure represented by the following formula (1).

【0016】[0016]

【化2】 (ただし上式においてnは3〜150の整数を表わ
す)。
[Chemical 2] (However, in the above formula, n represents an integer of 3 to 150).

【0017】本発明で用いられる熱可塑性樹脂とは、加
熱により流動性を示し、これにより賦形が可能である樹
脂のことを意味する。具体的な例としてはPBT(ポリ
ブチレンテレフタレート)、PET(ポリエチレンテレ
フタレート)などのポリエステル、ポリカーボネート、
PPO(ポリフェニレンオキシドまたはポリフェニレン
エーテル)、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12
などのポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどのポ
リオレフィン、ポリエチレンオキシド、ポリテトラメチ
レンオキシドなどのポリアルキレンオキシド、熱可塑性
ポリウレタン、フェノキシ樹脂などが挙げられるが、こ
れらはホモポリマーであってもコポリマーであってもか
まわない。また、これら熱可塑性樹脂の2種以上の混合
物であってもかまわない。これらの熱可塑性樹脂の中で
も特にポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリアミド、これらの共重合体、および混
合物が好ましく用いられる。
The thermoplastic resin used in the present invention means a resin which exhibits fluidity by heating and can be shaped by this. Specific examples include polyesters such as PBT (polybutylene terephthalate) and PET (polyethylene terephthalate), polycarbonates,
PPO (polyphenylene oxide or polyphenylene ether), nylon 6, nylon 66, nylon 12
Polyamide such as, polyacetal, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyacrylonitrile, polystyrene, polyolefin such as polymethylmethacrylate, polyethylene oxide, polyalkylene oxide such as polytetramethylene oxide, thermoplastic polyurethane, phenoxy resin and the like. May be a homopolymer or a copolymer. Further, it may be a mixture of two or more of these thermoplastic resins. Among these thermoplastic resins, polyesters, polycarbonates, polyphenylene oxides, polyamides, copolymers thereof, and mixtures thereof are preferably used.

【0018】また、本発明で使用される熱可塑性樹脂は
リン系、イオウ系、ヒンダードフェノール系などの酸化
防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、およ
び染料・顔料を含む着色剤などの通常の添加剤を1種以
上含んでいてもかまわない。さらに熱可塑性を損なわな
い範囲でガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊
維、アスベスト、チタン酸カリウムウィスカ、ワラステ
ナイト、ガラスフレーク、ガラスビーズ、タルク、マイ
カ、クレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタ
ンおよび酸化アルミニウムなどの繊維状および/または
粒状の充填材を含んでいてもかまわない。
Further, the thermoplastic resin used in the present invention includes phosphorus-based, sulfur-based, hindered phenol-based antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, release agents, and dyes / pigments. It may contain one or more kinds of usual additives such as a coloring agent. Further, glass fibers, carbon fibers, metal fibers, aramid fibers, asbestos, potassium titanate whiskers, wollastonite, glass flakes, glass beads, talc, mica, clay, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, as long as the thermoplasticity is not impaired. And fibrous and / or granular fillers such as aluminum oxide.

【0019】本発明の難燃剤は前記式(1)で表わされ
るポリホスホン酸アミドであり、その製造方法は特に限
定されるものではないが、代表的な例として次の3種類
の方法を挙げることができる。
The flame retardant of the present invention is a polyphosphonic acid amide represented by the above formula (1), and the production method thereof is not particularly limited, but the following three types are representative examples. You can

【0020】m−キシリレンジアミンとフェニルホス
ホン酸ジハライドをクロロホルムあるいはテトラヒドロ
フラン等の溶媒中、ハロゲン化水素捕捉剤の存在下に反
応させる方法。
A method of reacting m-xylylenediamine and phenylphosphonic acid dihalide in a solvent such as chloroform or tetrahydrofuran in the presence of a hydrogen halide scavenger.

【0021】m−キシリレンジアミンとフェニルジク
ロロホスフィンをクロロホルムあるいはテトラヒドロフ
ラン等の溶媒中、ハロゲン化水素捕捉剤の存在下に反応
させた後、過酸化水素等の酸化剤を用いて酸化する方
法。
A method in which m-xylylenediamine and phenyldichlorophosphine are reacted in a solvent such as chloroform or tetrahydrofuran in the presence of a hydrogen halide scavenger, and then oxidized using an oxidizing agent such as hydrogen peroxide.

【0022】m−キシリレンジアミンとホスホン酸ジ
アミドを触媒存在下、または非存在下、溶剤中、または
無溶媒で反応させる方法。
A method in which m-xylylenediamine and phosphonic acid diamide are reacted in the presence or absence of a catalyst in a solvent or without a solvent.

【0023】前記の製造方法で用いられるリン成分と
しては、フェニルホスホン酸ジクロリド、フェニルホス
ホン酸ジブロミド、フェニルホスホン酸ジフルオライド
を用いることができる。また、の製造方法で用いられ
るホスホン酸ジアミドの具体例としてはフェニルホスホ
ン酸ジアミド、N,N’−ジメチル−フェニルホスホン
酸ジアミド、N,N’,N”,N’”−テトラメチル−
フェニルホスホン酸ジアミド、フェニルホスホン酸ジア
ニリドなどを用いることができる。
As the phosphorus component used in the above-mentioned production method, phenylphosphonic acid dichloride, phenylphosphonic acid dibromide, phenylphosphonic acid difluoride can be used. Further, specific examples of the phosphonic acid diamide used in the production method include phenylphosphonic acid diamide, N, N′-dimethyl-phenylphosphonic acid diamide, N, N ′, N ″, N ′ ″-tetramethyl-
Phenylphosphonic acid diamide, phenylphosphonic acid dianilide and the like can be used.

【0024】また、上記ホスホン酸アミドの重合度につ
いては数平均重合度、すなわち前記式(1)中のnが3
〜150であることが必要であり、好ましくは4〜12
0、さらに好ましくは5〜100である。nが3より小
さいと揮発性が高く、熱加工時などに揮発してしまった
り、成形品表面にブリードして表面外観を損なったりす
るので好ましくない。また、nが150を越えると熱可
塑性樹脂に対する分散性が低下し、難燃性ばかりでな
く、機械物性も損なうので好ましくない。
Regarding the degree of polymerization of the phosphonic acid amide, the number average degree of polymerization, that is, n in the formula (1) is 3
It is necessary to be ~ 150, preferably 4 ~ 12
0, more preferably 5 to 100. When n is less than 3, volatility is high and volatilization occurs during heat processing or the like, and bleeding on the surface of the molded product may impair the surface appearance, which is not preferable. Further, when n exceeds 150, the dispersibility in the thermoplastic resin decreases, and not only the flame retardancy but also the mechanical properties are impaired, which is not preferable.

【0025】本発明の難燃剤の使用量は、熱可塑性樹脂
100重量部に対して0.5〜100重量部、好ましく
は1〜80重量部、より好ましくは5〜50重量部であ
る。添加量が0.5重量部未満の時は難燃効果が十分で
なく、100重量部を越えると成形品の機械物性が低下
するため好ましくない。
The flame retardant of the present invention is used in an amount of 0.5 to 100 parts by weight, preferably 1 to 80 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin. If the addition amount is less than 0.5 parts by weight, the flame retardant effect is not sufficient, and if it exceeds 100 parts by weight, the mechanical properties of the molded product deteriorate, which is not preferable.

【0026】また、本発明のm−キシリレンジアミン型
ポリホスホン酸アミド難燃剤に未反応モノマー等が残留
した場合、コンパウンド時の悪臭、射出成形時の金型汚
染、成形品からのガス発生、成形品の着色を伴うことが
ある。これらの防止には、使用するm−キシリレンジア
ミン型ポリホスホン酸アミドとして熱天秤中、窒素気流
下で20℃/分の速度で昇温した時、300℃における
重量減が2重量%以下となるものを用いることが特に好
ましい。また、ポリホスホン酸アミドの精製方法として
は、重合で得られる粉体状物を水や有機溶剤で洗浄する
方法、ポリマーを有機溶剤に溶解せしめた後に貧溶媒添
加により再沈澱精製を行う方法などが採用できるが、前
記のレベルまで精製するためには再沈澱精製による方法
がより好ましい。
Further, when unreacted monomers and the like remain in the m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide flame retardant of the present invention, a bad odor during compounding, mold contamination during injection molding, gas generation from a molded article, molding This may be accompanied by coloring of the product. To prevent these, when the m-xylylenediamine-type polyphosphonic acid amide used is heated in a thermobalance under a nitrogen stream and heated at a rate of 20 ° C./min, the weight loss at 300 ° C. is 2% by weight or less. It is particularly preferable to use one. Further, as a method for purifying the polyphosphonic acid amide, a method of washing a powdery substance obtained by polymerization with water or an organic solvent, a method of dissolving the polymer in an organic solvent and then performing reprecipitation purification by adding a poor solvent, etc. Although it can be adopted, a method by reprecipitation purification is more preferable for purification to the above-mentioned level.

【0027】本発明の難燃剤は通常公知の方法で熱可塑
性樹脂に配合される。例えば、熱可塑性樹脂、ポリホス
ホン酸アミドをエクストルーダーで溶融混合する方法、
あるいは粒子状物どうしを均一に機械的に混合した後、
射出成形機で混合と同時に成形する方法などが挙げられ
る。
The flame retardant of the present invention is usually blended with a thermoplastic resin by a known method. For example, a method of melt mixing a thermoplastic resin, polyphosphonic acid amide in an extruder,
Alternatively, after mechanically mixing the particles uniformly,
Examples include a method of molding at the same time as mixing with an injection molding machine.

【0028】[0028]

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。ここで部とはすべて重量部をあらわす。各特性の測
定方法は以下の通りである。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Here, all parts are parts by weight. The measuring method of each characteristic is as follows.

【0029】(1)機械特性 射出成形により得たダンベル試験片についてASTM
D−638に従い引張降伏強度、破断伸度を測定した。
(1) Mechanical Properties ASTM dumbbell test pieces obtained by injection molding
Tensile yield strength and breaking elongation were measured according to D-638.

【0030】(2)燃焼性 ペレットから長さ5インチ、幅0.5インチ、厚さ1/
32インチの試験片を作製し、米国Underwriters Labor
atories のUL94に定められている評価基準に従い難
燃性を評価した。
(2) Flammability 5 inches long, 0.5 inches wide, and 1 / thick from pellets
A 32-inch test piece was manufactured and used by Underwriters Laboratories, USA
The flame retardancy was evaluated according to the evaluation standard stipulated in UL94 of atories.

【0031】難燃性レベルはV−0>V−1>V−2>
HBの順に低下する。
The flame retardancy level is V-0>V-1>V-2>
It decreases in the order of HB.

【0032】(3)色調 射出成形により得たダンベル試験片を用いて目視により
評価した。
(3) Color tone A dumbbell test piece obtained by injection molding was used for visual evaluation.

【0033】参考例1 等モル量のm−キシリレンジアミンおよびフェニルホス
ホン酸ジクロリドと2.1倍モルのトリエチルアミンと
をクロロホルム中、室温で6時間加熱還流させた。得ら
れた反応液をエバポレーターにより濃縮し、これを多量
のメタノールに溶解した後、水中に投入した。生成した
沈澱を吸引濾過により集め、さらに多量の水で洗浄した
後、真空乾燥機中で乾燥した。収率96%。このように
して得られたm−キシリレンジアミン型ポリホスホン酸
アミドを難燃剤Aとする。なお、難燃剤Aの熱天秤中3
00℃での減量率は2.2%であった。
Reference Example 1 Equimolar amounts of m-xylylenediamine and phenylphosphonic acid dichloride and 2.1 times mol of triethylamine were heated to reflux in chloroform at room temperature for 6 hours. The obtained reaction liquid was concentrated by an evaporator, dissolved in a large amount of methanol, and then poured into water. The formed precipitate was collected by suction filtration, washed with a large amount of water, and then dried in a vacuum dryer. Yield 96%. The m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide thus obtained is used as a flame retardant A. In addition, in flame balance of flame retardant A 3
The weight loss rate at 00 ° C. was 2.2%.

【0034】更に難燃剤Aを少量のN−メチルピロリド
ンに溶解し、激しく撹拌した多量の水/メタノール混合
物中に投入して再沈澱精製した。この精製品を難燃剤B
とする。難燃剤Bの熱天秤中での加熱減量率は0.6%
となった。
Further, the flame retardant A was dissolved in a small amount of N-methylpyrrolidone and put into a large amount of agitated water / methanol mixture for reprecipitation purification. This purified product is flame retardant B
And Heat loss rate of flame retardant B in thermobalance is 0.6%
Became.

【0035】参考例2 等モルのm−キシリレンジアミンおよびフェニルホスホ
ン酸ジアミドを酸化マグネシウムの存在下、窒素雰囲気
下で100℃から徐々に加熱・撹拌し、3時間で250
℃まで昇温した。途中、アンモニアの発生量が増加して
きたところで窒素気流を流してアンモニアを除去した。
Reference Example 2 Equimolar amounts of m-xylylenediamine and phenylphosphonic acid diamide were gradually heated and agitated from 100 ° C. in the presence of magnesium oxide in a nitrogen atmosphere, and 250 minutes after 3 hours.
The temperature was raised to ° C. Along the way, when the amount of generated ammonia increased, a nitrogen stream was passed to remove the ammonia.

【0036】反応混合物を室温まで冷却した後、NMP
を加えて溶解し、濾過して不溶物を除去した。その濾液
を多量の水中に投入し、生成した沈澱を吸引濾過により
集めた。さらに多量の水で洗浄した後、真空乾燥機中で
乾燥した。収率84%。このようにして得られたm−キ
シリレンジアミン型ポリホスホン酸アミドを難燃剤Cと
する。なお、難燃剤Cの熱天秤中300℃での減量率は
2.5%であった。
After cooling the reaction mixture to room temperature, NMP
Was added and dissolved, and the insoluble matter was removed by filtration. The filtrate was poured into a large amount of water, and the formed precipitate was collected by suction filtration. After washing with a large amount of water, it was dried in a vacuum dryer. Yield 84%. The m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide thus obtained is used as a flame retardant C. In addition, the weight loss rate of the flame retardant C in the thermobalance at 300 ° C. was 2.5%.

【0037】参考例3 m−キシリレンジアミンの代わりに等モル量のm−フェ
ニレンジアミンを用いる以外は難燃剤Cと同様にしてm
−フェニレンジアミン型ポリホスホン酸アミドを合成
し、これを難燃剤Bの場合と同様にして精製した。これ
を難燃剤Dとする。なお、難燃剤Dの熱天秤中300℃
での減量率は3.9%であった。
Reference Example 3 m was the same as flame retardant C except that an equimolar amount of m-phenylenediamine was used in place of m-xylylenediamine.
-Phenylenediamine type polyphosphonic acid amide was synthesized and purified in the same manner as in the case of the flame retardant B. This is designated as flame retardant D. In addition, 300 ℃ in thermobalance of flame retardant D
The weight loss rate was 3.9%.

【0038】実施例1〜18、比較例1〜25 極限粘度0.85(o−クロロフェノール溶液、25
℃)のPBT、相対粘度2.70(1%濃硫酸溶液、2
5℃)のナイロン6、相対粘度2.50のナイロン6
6、対数粘度0.56(0.5%塩化メチレン溶液、2
0℃)のビスフェノールA型ポリカーボネート、極限粘
度0.53(クロロホルム溶液、25℃)のポリ(2,
6−ジメチル−1,4−フェニレン)オキシドとGPC
で測定した重量平均分子量435000のポリスチレン
との混合物(混合重量比60:40)、それぞれ100
重量部に対してm−キシリレンジアミン型ポリホスホン
酸アミドA〜C、m−フェニレンジアミン型ポリホスホ
ン酸アミドD、赤リンおよびその他の添加剤を混合し、
30mmΦ2軸押出機を用いて溶融押出した。得られた
ペレットを乾燥後、射出成形によりASTM D−63
8に規定されている引張試験片を作製した。また、同様
にしてUL94に基ずく難燃性評価用試験片を作製し
た。なお、各樹脂ごとの溶融押出、ペレット乾燥、射出
成形条件を以下に示す。
Examples 1-18, Comparative Examples 1-25 Intrinsic viscosity 0.85 (o-chlorophenol solution, 25
C) PBT, relative viscosity 2.70 (1% concentrated sulfuric acid solution, 2
5 ° C) Nylon 6 and Relative Viscosity 2.50 Nylon 6
6, logarithmic viscosity 0.56 (0.5% methylene chloride solution, 2
Bisphenol A type polycarbonate (0 ° C), poly (2,2) with an intrinsic viscosity of 0.53 (chloroform solution, 25 ° C)
6-Dimethyl-1,4-phenylene) oxide and GPC
Mixture with polystyrene having a weight-average molecular weight of 435,000 measured by the method (mixing weight ratio 60:40), each 100
Mixing parts by weight of m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amides A to C, m-phenylenediamine type polyphosphonic acid amide D, red phosphorus and other additives,
Melt extrusion was performed using a 30 mmΦ twin-screw extruder. The pellets obtained are dried and then injection molded according to ASTM D-63.
A tensile test piece specified in No. 8 was produced. Moreover, the flame-retardant evaluation test piece based on UL94 was similarly produced. The melt extrusion, pellet drying, and injection molding conditions for each resin are shown below.

【0039】PBT:押出:250〜290℃/150
rpm 乾燥:110℃/12時間 成形:250〜290℃/金型80℃。
PBT: Extrusion: 250-290 ° C./150
rpm Drying: 110 ° C./12 hours Molding: 250 to 290 ° C./mold 80 ° C.

【0040】ナイロン6、ナイロン66:押出:250
〜300℃/150rpm 乾燥:100℃/24時間 成形:250〜300℃/金型80℃。
Nylon 6, Nylon 66: Extrusion: 250
~ 300 ° C / 150 rpm Drying: 100 ° C / 24 hours Molding: 250-300 ° C / mold 80 ° C.

【0041】ポリカーボネート:押出260〜320℃
/75rpm 乾燥:120℃/12時間 成形:260〜320℃/金型110℃。
Polycarbonate: Extrusion 260-320 ° C.
/ 75 rpm Drying: 120 ° C./12 hours Molding: 260-320 ° C./die 110 ° C.

【0042】ポリフェニレンオキシドとポリスチレンの
混合物: 押出:240〜310℃/70rpm 乾燥:110℃/4時間 成形:240〜320℃/金型90℃。
Mixture of polyphenylene oxide and polystyrene: Extrusion: 240-310 ° C / 70 rpm Drying: 110 ° C / 4 hours Molding: 240-320 ° C / mold 90 ° C.

【0043】各サンプルの難燃性、機械的特性、および
成形品の色調、熱加工時のホスフィン臭の有無を表1〜
4にまとめて示す。
Tables 1 to 1 show the flame retardance, mechanical properties, color tone of molded products, and the presence or absence of phosphine odor during heat processing of each sample.
It shows collectively in 4.

【0044】なお、表中、GFはガラス繊維を表わす。
また、PPOはポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェ
ニレン)オキシドとポリスチレンとの混合物(混合重量
比60:40)を表わす。各成分の添加量はすべて部数
で示されているが、m−キシリレンジアミン型ポリホス
ホン酸アミドおよびm−フェニレンジアミン型ポリホス
ホン酸アミドについては添加部数の他に組成物全体に占
めるリン元素の重量%も併せて示してある。
In the table, GF represents glass fiber.
PPO represents a mixture of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) oxide and polystyrene (mixing weight ratio 60:40). The addition amount of each component is shown in all parts, but for the m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide and the m-phenylenediamine type polyphosphonic acid amide, in addition to the number of added parts, the weight% of phosphorus element in the whole composition Is also shown.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】実施例1〜3、7〜9、13、15、17
と比較例1、6、11、16、21の評価結果より、P
BT、ナイロン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオ
キシド樹脂にm−キシリレンジアミン型ポリホスホン酸
アミドを配合することにより優れた難燃性を付与できる
ことがわかる。また、赤リンによる難燃化を施した比較
例3、8、13、18、23の場合には機械物性および
色調が低下し、さらに熱加工時にホスフィンガスが発生
していることがわかる。さらにm−フェニレンジアミン
型ポリホスホン酸アミド(難燃剤D)による難燃化を施
した比較例5、10、15、20、25の場合にも高い
難燃性が得られるが、m−キシリレンジアミン型ポリホ
スホン酸アミドを用いた場合と比較して機械物性が若干
低下し、色調も赤褐色となる。
Examples 1-3, 7-9, 13, 15, 17
From the evaluation results of Comparative Examples 1, 6, 11, 16 and 21, P
It can be seen that excellent flame retardancy can be imparted by blending m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide with BT, nylon, polycarbonate, and polyphenylene oxide resin. Further, in Comparative Examples 3, 8, 13, 18, and 23 which are flame-retarded with red phosphorus, it can be seen that the mechanical properties and color tone are deteriorated, and phosphine gas is generated during the heat processing. High flame retardancy is also obtained in Comparative Examples 5, 10, 15, 20, and 25, which are flame-retarded with m-phenylenediamine type polyphosphonic acid amide (flame retardant D), but m-xylylenediamine Mechanical properties are slightly deteriorated and the color tone is reddish brown as compared with the case of using the polyphosphonic acid amide.

【0050】実施例4〜6、10〜12、14、16、
18と比較例2、7、12、17、22より、ガラス繊
維の存在下でもm−キシリレンジアミン型ポリホスホン
酸アミドの難燃賦与性能が優れていることがわかる。一
方、赤リンを配合した比較例4、9、14、19、24
では色調が低下し、さらに熱加工時にホスフィンガスが
発生していることがわかる。
Examples 4-6, 10-12, 14, 16,
From 18 and Comparative Examples 2, 7, 12, 17, and 22, it is understood that the m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide has excellent flame retardancy-imparting performance even in the presence of glass fibers. On the other hand, Comparative Examples 4, 9, 14, 19, 24 containing red phosphorus
Shows that the color tone is deteriorated and phosphine gas is generated during the thermal processing.

【0051】以上のようにm−キシリレンジアミン型ポ
リホスホン酸アミドを難燃剤として用いた場合には機械
物性の低下、色調の低下、ホスフィンガスの発生を起さ
ずに高度な難燃性を達成できることがわかる。
As described above, when m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide is used as a flame retardant, a high degree of flame retardancy is achieved without causing deterioration of mechanical properties, deterioration of color tone and generation of phosphine gas. I know that I can do it.

【0052】実施例1〜12では製造法あるいは精製度
の異なるm−キシリレンジアミン型ポリホスホン酸アミ
ドを用いているが、精製度が高く、熱安定性がもっとも
優れたm−キシリレンジアミン型ポリホスホン酸アミド
(難燃剤B)を用いると、未精製の難燃剤Aや難燃剤C
を用いた場合より樹脂の色調が優れるが、難燃性やその
他の物性には大きな違いは見られないことがわかる。
In Examples 1 to 12, m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amides having different production methods or different purification levels were used. However, the m-xylylenediamine type polyphosphonic acid having a high purification level and the highest thermal stability was used. When acid amide (flame retardant B) is used, unpurified flame retardant A or flame retardant C
It can be seen that the color tone of the resin is superior to the case of using, but there is no significant difference in flame retardancy and other physical properties.

【0053】[0053]

【発明の効果】【The invention's effect】

(1)本発明のm−キシリレンジアミン型ポリホスホン
酸アミドは、従来公知の熱可塑性樹脂用非ハロゲン系難
燃剤である赤リンに比べ高い難燃化効果を示す。更に樹
脂加工時における揮発物の発生もなく、熱可塑性樹脂に
悪影響を与えない優れた難燃剤である。
(1) The m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide of the present invention exhibits a higher flame retarding effect than red phosphorus, which is a conventionally known non-halogen flame retardant for thermoplastic resins. Furthermore, it is an excellent flame retardant that does not generate volatile substances during resin processing and does not adversely affect the thermoplastic resin.

【0054】(2)本発明のm−キシリレンジアミン型
ポリホスホン酸アミドを配合して得られる樹脂組成物は
難燃性が良好であるばかりか、機械的性質、溶融流動
性、表面外観に優れており、機械部品、電気部品、自動
車部品として有用である。
(2) The resin composition obtained by blending the m-xylylenediamine type polyphosphonic acid amide of the present invention has not only good flame retardancy but also excellent mechanical properties, melt fluidity and surface appearance. Therefore, it is useful as mechanical parts, electric parts, and automobile parts.

【0055】(3)本発明の難燃剤はハロゲンを含有せ
ず、成形時や使用時、また廃棄後焼却される場合にハロ
ゲン化水素等の有害ガス発生の懸念がない。
(3) The flame retardant of the present invention does not contain halogen, and there is no fear of generating harmful gas such as hydrogen halide during molding, use, or incineration after disposal.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(1)で表わされる構造を有する
熱可塑性樹脂用難燃剤。 【化1】 (ただし上式においてnは3〜150の整数を表わ
す)。
1. A flame retardant for a thermoplastic resin having a structure represented by the following formula (1). [Chemical 1] (However, in the above formula, n represents an integer of 3 to 150).
【請求項2】 熱天秤中、窒素雰囲気下20℃/分の昇
温速度で昇温した際の加熱減量が300℃昇温時点で2
重量%以下である請求項1記載の熱可塑性樹脂用難燃
剤。
2. The heating weight loss when the temperature is raised at a temperature rising rate of 20 ° C./min in a nitrogen balance in a thermobalance is 2 at the time of heating up to 300 ° C.
The flame retardant for a thermoplastic resin according to claim 1, which is not more than wt%.
【請求項3】 熱可塑性樹脂がポリエステル、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシドの中か
ら選ばれた少なくとも1種である請求項1記載の熱可塑
性樹脂用難燃剤。
3. The flame retardant for a thermoplastic resin according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from polyester, polyamide, polycarbonate, and polyphenylene oxide.
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