CN110872384B

CN110872384B - 阻燃剂组合物、其用途和制备方法

Info

Publication number: CN110872384B
Application number: CN201911024359.1A
Authority: CN
Inventors: 卡尔·艾瑞克·炜倰; 梅兰宁·奥伯特; 泰亚·蒂里; 韦罗尼卡·帕维乐克
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2034-11-07
Also published as: WO2015067736A1; EP2871208A1; TW201529545A; KR102326228B1; CN110872384A; JP2017500432A; EP3066153B1; TWI618691B; JP7021850B2; EP3066153A1; JP2020073644A; US20160289566A1; PL3066153T3; CN105829430A; US11292968B2; KR20160083108A; CN105829430B

Abstract

本发明涉及阻燃剂组合物、其用途和制备方法。本发明提供了一种阻燃剂组合物，包括(a)一种或多种分子式(I)的化合物，以及(b)聚合物基材，组合物不含卤代阻燃剂化合物。

Description

阻燃剂组合物、其用途和制备方法

本申请是申请日为2014年11月07日发明名称为“作为阻燃剂的次磺酰胺”申请号为201480068826.X(国际申请号为PCT/EP2014/074009)的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于阻燃剂领域，并涉及次磺酰胺(sulfenamide)作为阻燃剂的用途，特别是在聚合物基材中。

背景技术

阻燃剂加入到合成和天然聚合物材料，以提高聚合物的阻燃性能。无机和有机的化合物都已被用于实现各种类型聚合物的阻燃性能。阻燃剂的主要类型包括卤代烃、含磷化合物、金属化合物(诸如金属氧化物和氢氧化物)以及三聚氰胺衍生物。由于其效力，卤代阻燃剂是常用的。然而，卤代化合物的应用已通常变为环境问题。

为了减少与卤代阻燃剂相关的问题，增效剂通常与卤代阻燃剂联合使用。增效剂是增强其他阻燃剂阻燃性能的化合物，并因此能够以大大减少的量使用其他阻燃剂。增效化合物包括一组被称为“自由基引发剂”的化合物，它们包括有机过氧化物(见例如US3058926)、二苄基化合物(见例如US3271333和US3420786)、二硫化物(见例如US3284544)、腙(见US3269962)、次磺酰胺(见例如US3296340和FR1391298)以及偶氮化合物(见例如US4237179、US3897373、US4486347和FR1425563)。这种增效剂仅与其他阻燃剂联合使用，并通常与卤代阻燃剂联合使用，和/或它们本身可以是被卤代的。

非卤代的N-烃氧基受阻胺(也称为NOR非受阻胺)也被提出作为替代性的阻燃剂。这些可以单独使用，例如代替卤代阻燃剂，或作为用于阻燃剂应用的增效剂(见例如WO9900450)。此外，一些非卤代偶氮、肼(联氨，hydrazine)和过氧化合物衍生物也被建议用于提高一些聚合物的阻燃性能(见例如WO2005030852和WO2008101845)。

然而，仍然存在对有效的非卤代阻燃化合物的需要，其将为卤代阻燃剂化合物提供工业和环境上理想的替代项。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供非卤代阻燃剂化合物，以便克服上述缺点。本发明的目的是通过分子式(I)的化合物作为阻燃化合物的用途而实现，阻燃组合物包含所述分子式(I)的化合物，其被独立权利要求中的陈述所表征。本发明的优选实施方式在从属权利要求中公开。

本发明是基于令人惊讶的认识，如果单独使用或与其他无卤素阻燃剂联合使用，则次磺酰胺为聚合物基材提供优异的阻燃性能。本发明的化合物具有尚未在现有技术中公开为本身具有任何阻燃活性的特定S-N母核。

具体实施方式

本发明涉及分子式(I)的化合物作为阻燃剂的用途，分子式(I)的化合物具有结构

其中

L1、L2和L3每个独立地选自由键、C_1-10-亚烷基、-(C＝O)-、-O-(C＝O)-、-(C＝O)-O-、O、NH-(C＝O)-、-(C＝O)-NH-、NH和NR20组成的组；

每个R1和R2独立地选自由以下组成的组：H、S(＝O)_pR3、C_1-30-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、C_1-10-亚烷基-X-C_1-20-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_1-10-亚烷基-X-C_1-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环杂环以及任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基；或者

L1、L2、R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成NR1R2基团，该NR1R2基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环杂环；任选地用R10一次或多次取代的单环、双环、三环、四环或五环的杂芳基；N＝CR1’R2’；以及N＝S＝S；

R3选自由以下组成的组：C_1-30-烷基，任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基，C_2-30-烯基，C_2-30-炔基，NR1R2，任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环和任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环芳基或杂芳基；

或者

L1、L3、R1和R3连同它们所连接的N原子和S原子共同构成选自以下的基团：任选地用R40一次或多次取代的单环、双环或三环杂芳基，以及任选地用R40一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环；以及R2如上定义；

或者

L1、L2、L3、R1、R2和R3连同它们所连接的S原子和N原子共同构成任选地用R50一次或多次取代的单环、双环或三环杂芳基；

每个R1’和R2’分别独立地是如上所限定的R1或R2，或者R1’和R2’连同它们所连接的C原子共同构成CR1’R2’基团，该CR1’R2’基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基，

X是O、S、NH、NR20、P、Si或Se；

每个R10独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、＝O、＝S、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3和＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3组成的组，其中R1”R2”N构成任选地用一个或多个R10’取代的单环饱和杂环；如果当R10为O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代；

每个R10’独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、OR20、OSiH₃和OSi(R20)₃组成的组；

每个R20独立地选自由C_1-30-烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、芳基、C_1-10-亚烷基-芳基、杂芳基和C_1-10-亚烷基-杂芳基组成的组，其中所述芳基或杂芳基任选地用C_1-4-烷基、NO₂、CN、NH₂、NMe₂、OH和/或OMe一次或多次取代；

每个R30独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2和S(＝O)_p-NR1R2组成的组，如果当R30为NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2时，所述NR1R2不被O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；

每个R40独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2、S(＝O)_pR3和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R40为NR1R2或S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2取代并且所述NR1R2不被O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、-S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；

每个R50独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2、S(＝O)_pR3和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R50为NR1R2或S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2取代并且所述NR1R2不被O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；以及

每个p独立选自由0、1和2组成的组。

此外，本发明涉及一种包含一种或多种重复单元的聚合物的用途，其中重复单元中的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分(moiety)，作为阻燃剂

其中，所述次磺酰胺官能部分/部分包含在聚合物的主链中、在聚合物的侧基中或者是聚合物交联键的一部分，并且其中

每个R1和R2独立地选自由H、S(＝O)_pR3、C_1-30-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、C_1-10-亚烷基-X-C_1-20-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_1-10-亚烷基-X-C_1-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环杂环以及任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基组成的组；或者

R3选自由C_1-30-烷基，任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基，C_2-30-烯基，C_2-30-炔基，NR1R2，任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环和任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环芳基或杂芳基组成的组；

或者

每个R1’和R2’分别独立地是如上定义的R1或R2，或者R1’和R2’连同它们所连接的C原子共同构成CR1’R2’基团，该CR1’R2’基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基，

X是O、S、NH、NR20、P、Si或Se；

每个p独立地选自由0、1和2组成的组；

条件为R1、R2和R3中的至少一个被连接到聚合物。

特别是，本发明涉及分子式(I)的化合物或者包含一种或多种重复单元的聚合物的用途，其中重复单元中的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分，作为阻燃剂，其中

L1、L2和L3每个独立地选自由键、C_1-10-亚烷基、-(C＝O)-、O、NH和NR20组成的组；

R3选自由C_1-30-烷基、任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、NR1R2、任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环和任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环芳基或杂芳基组成的组；

或者

X是O、S、NH、NR20、P、Si或Se；

每个R10独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3和＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3组成的组，其中R1”R2”N构成任选地用一个或多个R10’取代的单环饱和杂环；如果当R10为S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代；

每个R30独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2和S(＝O)_p-NR1R2组成的组，如果当R30为NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2时，所述NR1R2不被S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；

每个R40独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2、S(＝O)_pR3和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R40为NR1R2或S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2取代并且所述NR1R2不被-S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；

每个R50独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、NHCOR20、NR1R2、S(＝O)_pR3和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R50为NR1R2或S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或S(＝O)_p-NR1R2取代并且所述NR1R2不被S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3取代；以及

每个p独立地选自由0、1和2组成的组。

分子式(I)的化合物可以与分子式(I)的一种或多种其他化合物，和/或其他一种或多种阻燃剂和/或一种或多种增效剂联合使用。类似地，包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)可以与一种或多种包含一种或多种重复单元的其他聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分、分子式(I)的一种或多种化合物和/或其他一种或多种阻燃剂和/或一种或多种增效剂)联合使用。分子式(I)的化合物和/或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元中的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)和其他阻燃剂的联合使用协同地提高了其他阻燃剂的阻燃功效。分子式(I)的化合物和包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)对于其他常规阻燃剂可以有协同效应。在这种情况下，它们的使用允许了当使用常规阻燃剂时，所需量明显降低，和/或与单独使用一种或以相同的量相比达到更好的阻燃剂等级。该量是以本领域已知的方式来选择，以便将工业上可接受的阻燃性能提供给聚合物基材。当然，有效量基于即所使用的聚合物基材和所获得的阻燃聚合物基材的应用的用途而变化，也可由本领域技术人员来确定。作为实例，该量为基于聚合物基材的0.1至20％w/w，优选为0.1至10％w/w。如果协同混合物与分子式(I)的其他化合物或者除了如本文所述的分子式(I)的化合物以外的其他阻燃剂一起使用，那么自然地需要更少量的分子式(I)的化合物和常规的阻燃剂来实现有效的阻燃效果。因此术语有效的量也包括在这种协同混合物中使用的更低的量。

如此处和以下所使用的术语“C_1-30-烷基”本身或作为其他基团的部分是脂肪族直链或支链烃基，其在烷基官能部分/部分中适宜地具有1至30，优选有1至7个碳原子，并因此C_1-7-烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、以及支链和直链戊基、己基和庚基。

如此处和以下所使用的术语“C_1-10-亚烷基”是衍生于适宜地具有1至10个碳原子的直链或支链烃基的二价基团。亚烷基基团的代表性实例包括，但不限于，-CH₂-、-CH(CH₃)-、-C(CH₃)₂-、-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂CH₂-和-CH₂CH(CH₃)CH₂-。

如此处和以下所使用的术语“C_2-30-烯基”是在任何两个碳原子之间具有至少一个烯基双键以及在烯基官能部分/部分中适宜地具有1至30，优选1至7个碳原子的不饱和直链或支链烃基，诸如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、3-丙烯基、丁烯基、戊烯基和己烯基。

如此处所使用的术语“C_2-30-炔基”是在任何两个碳原子之间具有至少一个炔基三键以及在炔基官能部分/部分中适宜地具有1至30，优选1至7个碳原子(诸如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基和己炔基)的不饱和直链或支链烃基。

如此处和以下所使用的术语“C_3-7-环烷基”指的是具有3至7个碳原子的环烷基，并因此包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基和环庚基。

此处使用的术语“饱和或部分不饱和的单环或双环杂环”指的是包含一个或多个杂原子(优选1至4个杂原子)作为环原子的脂肪族或部分不饱和环，其中所述杂原子至少包括在相同上下文中指示的杂原子和可选的一种或多种其他杂原子。每个杂原子独立地选自N、S、O、P、Si和Se，优选地选自N、O和S，除非另有指示。饱和的单环杂环的实例包括，但不限于，吡咯烷基、四氢呋喃基、咪唑烷基、吡唑烷基、哌啶基、四氢吡喃基、四氢噻喃基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、二噁烷基和二噻烷基。

如此处和下文所使用的术语“芳基”指的是单环和多环芳香族烃基。芳基的实例包括但不限于苯基和萘基。芳基可以被一个或多个如此处和下文所定义的取代基取代。

如此处和下文所使用的术语“杂芳基”指的是包含一个或多个杂原子，优选1至4个杂原子作为环原子的单环和多环芳香环，其中所述杂原子至少包括在相同上下文中指示的杂原子和可选的一种或多种其他杂原子。每个杂原子独立地选自N、S、O、P、Si和Se，优选地选自N、O和S，除非另有指示。所述杂芳基仅需具有一定程度的芳香性。所述杂芳基可以被一个或多个如此处和下文所定义的取代基取代。单环杂芳基的实例包括，但不限于，吡咯基、呋喃基、噻吩基、磷杂环戊二烯基(phospholyl)、硅杂环戊二烯基(silolyl)、三唑基、呋咱基、噁二唑基、噻二唑基、二噻唑基、四唑基、咪唑基、吡啶基、吡喃基、噻喃基、萨啉基(salinyl)、次膦(phosphinine)、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噁嗪、噻嗪、二嗪、噻烯(dithiine)、三嗪基和四嗪基。双环杂芳基的实例包括吲哚基、喹啉基、苯并二氮杂卓基、苯并噻唑基以及由单环杂芳基和苯环或另一单环杂芳基稠合而成的其他双环芳基。三环杂芳基的实例包括咔唑基、吖啶基、由如上述定义的双环杂芳基和苯环或另一单环杂芳基稠合而成的其他三环芳基。

当任何变量在任何成分或分子式(I)中出现超过一次时，其每次出现时的定义独立于其在每次其他出现的定义。此外，取代基和/或变量的组合是允许的，只要这样的组合产生稳定的化合物。

如本文所使用的，作为聚合物主链(或骨架)部分的单体是至少两端连接至聚合物链的重复单元。应当理解的是，所述官能部分/部分可以是在骨架单体中的唯一官能部分/部分。可替换地，所述官能部分/部分可以是在单体的骨架中的多官能部分/部分之一：术语“侧链”如本文所用，是指仅一端连接至聚合物骨架的官能部分/部分。应该理解的是，所述官能部分/部分可以直接连接到聚合物骨架，或者可以存在在该官能部分/部分和该聚合物骨架之间的额外的官能部分/部分，例如连接基团L'。所述连接可以出现在R1、R2和R3基团中的任何基团。优选地，连接基团L'选自由以下组成的组：键、-O-、-NH-、-(C＝O)-、-O-(C＝O)-、-(C＝O)-O-、-N(C＝O)、-(C＝O)-N-、-O-(C＝O)-NH-、-NH-(C＝O)-O-、-O-(C＝O)-C_1-10-亚烷基-O-、-O-C_1-10-亚烷基-(C＝O)-O-、-O(C＝O)-O-、-Si-、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基，其中R10如本文所定义。

如此处和以下所使用的术语“任选地取代的”指示提及的基团是未取代的或独立地被一个或多个(优选1、2、3或4个)连接在任何可利用的原子的取代基取代，以产生稳定的化合物。一般而言，除了另外指出，“取代的”是指本文所定义的取代基，其中与所含氢原子相连的一根或多根键被与非氢原子相连的键所取代。

“任选的”或“任选地”指示随后描述的事件或情况可能但不需要发生，并且该说明书包括事件或情况发生的实例，以及事件或情况不发生的实例。“包含/包括”或“含有”指示随后描述的集合(组，set)可能但不需要包括其他元素。

分子式(I)的化合物和含有一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含本发明的分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)具有尚未在现有技术公开为具有任何阻燃活性的特定S-N母核。除了一些特定的2-苯并噻唑次磺酰胺衍生物以外，分子式(I)的化合物和包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)尚未在现有技术中公开为具有任何协同阻燃活性。

优选的分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是那些其中每个p为0的化合物或聚合物。

特别优选的分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是那些其中L1、L2和L3各自是键的化合物或聚合物。

进一步优选的分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是那些其中每个p为0以及L1、L2和L3各自是键的化合物或聚合物。

在本发明的一个实例中，本发明涉及分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物，其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺部分，其中

L1、L2和L3各自是键；

每个R1和R2独立地选自由SR3，C_1-30-烷基，任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基，任选地用R10一次或多次取代的含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的饱和单环杂环，以及任选地用R10一次或多次取代的含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的单环或双环芳基或杂芳基；或者

L1、L2、R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成NR1R2基团，该NR1R2基团选自任选地用R10一次或多次取代的任选地进一步包含1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的饱和的单环杂环；任选地用R10一次或多次取代的任选地进一步含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的单环、双环或三环杂芳基；N＝CR1’R2’；以及N＝S＝S；

R3选自由以下组成的组：C_1-30-烷基、任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基；NR1R2；任选地用R30一次或多次取代的含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的饱和单环杂环；以及任选地用R30一次或多次取代的含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的单环、双环或三环芳基或杂芳基；

或者

L1、L3、R1和R3连同它们所连接的N原子和S原子共同构成选自以下的基团：任选地用R40一次或多次取代的任选地进一步含有1至3个选自N、S和O的杂原子的单环、双环或三环杂芳基，以及任选地用R40一次或多次取代的任选地进一步含有1至3个选自N、S和O的杂原子的饱和单环或双环杂环系统；以及R2如上定义；

或者

L1、L2、L3、R1和R3连同它们所连接的N原子和S原子共同构成任选地用R50一次或多次取代的任选地进一步含有1至4个各自独立地选自N、S和O的杂原子的双环或三环杂芳基；

R1’和R2’分别独立地是如上定义的R1或R2，或者R1’和R2’连同它们所连接的C原子共同构成CR1’R2’基团，该CR1’R2’基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基，

每个R10独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、OR20、SR3、-N＝N-(R1”R2”N)-SR3和＝N-N＝(R1”R2”N)-SR3组成的组，其中R1”R2”N构成任选地用一个或多个R10’取代的单环饱和杂环；如果当R10为SR3、-N＝N-(R1”R2”N)-SR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-SR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代；

每个R10’独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、和OR20组成的组；

每个R30独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、NHCOR20、NR1R2和SNR1R2组成的组，如果当R30为NR1R2或SNR1R2时，所述R1和R2不被SR3、-N＝N-(R1”R2”N)-SR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-SR3取代；

每个R40独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、NHCOR20、NR1R2、SR3和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R40为NR1R2或SR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代，并且所述R1和R2不被SR3、-N＝N-(R1”R2”N)-SR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-SR3取代；

每个R50独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、＝O、R20、OH、OR20、NHCOR20、NR1R2、SR3、和任选地用R10’一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环杂环组成的组，如果当R50为NR1R2或SR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代，并且所述R1和R2不被SR3、-N＝N-(R1”R2”N)-SR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-SR3取代。

分子式(I)的化合物或含有一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分，其中NR1R2构成环)是特别好的阻燃剂。特别是杂芳基增加了分子式(I)的化合物的热稳定性。在本发明的一个实例中，本发明涉及分子式(I)的化合物，其中R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成任选地用R20一次或多次取代的单环、双环或三环杂芳基。有利地，所述芳环系统是任选地用R20一次或多次取代的咔唑基。在本实例中R3是如上所定义的，优选是任选地用如上所定义的R30一次或多次取代的单环或双环芳环体系，更优选地R3是任选地用R20一次、两次或三次取代的苯基，最优选地R3选自由苯基、甲氧苯基、硝苯基、甲苯基和三甲苯基组成的组。

本发明的分子式(I)的化合物的一个具体实例(其中NR1R2构成不饱和或芳香环系)是分子式(Ia)的化合物

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，优选为0，每个R10和R3是如上所定义的，以及Z是键、O、S、NH、NR20、NSR3、CH₂、CHR20、C(R20)₂或C＝O，优选地是键、CH₂、CHR20、C(R20)₂或C＝O，更优选地Z是键或NSR3。

最优选地Z是键并且分子式(Ia)的化合物因此是分子式(Iaa)的化合物

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，优选为0，并且每个R10和R3独立地是如上所定义的。优选地R3是苯基或咔唑基，其中所述苯基或咔唑基任选地被如上所定义的R30一次、两次或三次取代；每个R30有利地独立地选自由R20、NHCOR20、OH、OR20、N(R20)₂和NR1R2组成的组；其中R20是如上所定义的，优选是甲基；以及每个R1和R2是如上所定义的；更优选地每个R30独立地是甲基或甲氧基。

可替换地，Z是N-SR3并且分子式(Ia)的化合物因此是分子式(Iab)的化合物。

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，优选为0，并且每个R10和R3独立地是如上所定义的。优选地R3是芳基，更优选地R3选自由甲氧苯基、硝苯基、甲苯基和三甲苯基组成的组。

在又进一步的合适的实例中，其中NR1R2构成不饱和的或者芳香环体系，是分子式(Iac)的化合物

其中每个m为0、1、2、3或4，优选为0，并且T选自由C＝O、C＝S、C＝N-SR3、N-SR3、N、S、O和P组成的组；并且每个R3和R10独立地是如上所定义的。优选地R3是芳基，更优选地R3选自由甲氧苯基、硝苯基、甲苯基和三甲苯基组成的组。优选地T是C＝O。

在本发明的另一有利的实例中，R1和R2中的至少一个独立地选自任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳香族的或不饱和碳原子环系或杂环系。优选地R1和R2中的至少一个选自苯基、萘基组成的组。芳基和杂芳基基团提高了阻燃剂分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)的热稳定性。

在本发明进一步的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ib)的化合物

其中n为从0至8，优选地为0至4；Y选自由键、CH₂、CHR10、C(R10)₂、N-SR3、C＝O、C＝N-SR3和C＝N-N(R1”R2”N)-SR3组成的组(其中R1”R2”N构成如上所定义的单环饱和杂环)；以及每个R10和R3是如上所定义的。在本实例中，优选地，n为4，并且每个R10是甲基，或者n为2且每个R10为＝O。本实例中进一步优选地，每个R3独立地是C_1-7-烷基或任选地被如上所定义的R30一次或多次取代的单环或双环芳基，更优选地是苯基、甲苯基、三甲苯基、硝苯基、甲氧苯基、吡啶基或丁基。

在本发明一个合适的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Iba)的化合物

其中n为0到8，优选为2；R3为如上所定义，优选为任选地被R30一次或多次取代的苯基；并且每个R10是如上所定义的，优选是烷基，更优选是甲基。

在上面情况的优选实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ibb)的化合物

其中Y是C＝O、N-SR3、O或S，并且每个R3独立地如以上所定义。

在上面情况的具体实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ibc)的化合物

其中R3是如上所定义的。优选地在本实例中R3是任选地被如上所定义的R30一次或多次取代的单环或双环芳基。更优选地R3是苯基或吡啶基，其中苯基或吡啶基是任选地被如上所定义的R30一次、两次或三次取代的。进一步优选地每个R30选自由甲基、甲氧基和NO₂组成的组。

在上面情况的进一步的具体实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ibd)的化合物

其中，每个R3是如上所定义的且L是键或C_1-10-亚烷基-(C＝O)-。优选地在本实例中R3是任选地被如上所定义的R30一次或多次取代的单环或双环芳基。更优选地R3是苯基或吡啶基，其中苯基或吡啶基是任选地被如上所定义的R30一次、两次或三次取代的。进一步优选地每个R30选自由甲基、甲氧基和NO₂组成的组。最优选地R3为苯基。

分子式(I)的化合物和包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分，其中R1、R2和/或R3为芳基和/或杂芳基)是另一实例的特别好的阻燃剂。芳香族基团增加了所述化合物和聚合物的热稳定性。

在本发明有利的实例中，本发明涉及分子式(I)的化合物或包含一种或多种重复单元的聚合物，其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分，其中R3是任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环芳基或杂芳基。本实例中R3优选地选自由苯基、萘基、吡啶基、吲哚基和咔唑基组成的组，每个任选地被如上所定义的R30一次、两次或三次取代。

在本发明又一个实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ic)的化合物

其中R1和R2各自独立如上述所定义。在本实例中，优选地，每个R1和R2独立地选自支链的C_3-30-烷基、C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和单环或双环杂环，任选地用R10一次或多次取代的单环或双环芳基或杂芳基；或者R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成任选地用R10一次或多次取代的并任选地进一步含有1至4个选自N、S和O的杂原子的饱和单环或双环杂环；或者任选地用R10一次或多次取代的并任选地进一步含有1至4个选自N、S和O的杂原子的单环、双环或三环杂芳基，并且其中每个R10独立地是如以上所定义。更优选地，R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成选自吗啉基、邻苯二甲酰亚胺基和咔唑基的基团。

在本发明的另一实例中，L1和L2均是键，并且R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成饱和单环杂环，该杂环任选地进一步含有1个选自N或O的杂原子，并由5或6个环原子构成，并任选地被如上所定义的R10一次或多次取代，更优选地每个R10独立地选自甲基和＝O；或者由6至14个环原子构成的单环、双环或三环杂芳基，并任选地用R10一次或多次取代，更优选地每个R10为＝O。

在上述情况的具体的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Id)的化合物

其中n为0到8，R10”为H或R10，并且每个R10和R3独立地如上所定义。在本实例中优选地，R3为任选地用如上所定义的R30一次或多次取代的单环或双环芳基。更优选地，R3是苯基或吡啶基，其中苯基或吡啶基任选地用如上所定义的R30一次、两次或三次取代。进一步优选地，每个R30选自由甲基、甲氧基和NO₂组成的组。在本实例中优选地，R10”为H、甲基、支链C_3-7-烷基、C_1-6-烷氧基、苯基、OSiH₃或OSi(Me)₃。

在本发明另一进一步适合的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ie)的化合物

其中m为0至4，A为S、O或NH，并且R1、R2和R30各自独立地如上所定义。优选地R1和R2各自独立地是支链C_3-7-烷基或C_3-7-环烷基，或者R1和R2中之一是SR3，其中R3如上所定义，更优选地是单环或双环芳基或杂芳基，并且R1和R2中的另一个为支链C_3-7-烷基或C_3-7-环烷基。

在本发明进一步适合的实例中，分子式(Ie)的化合物是分子式(Iea)的化合物

其中m为0至4，并且R1、R2和R30各自独立地如上所定义。优选地R1和R2各自独立地是支链C_3-7-烷基或C_3-7-环烷基，或者R1和R2中之一是SR3，其中R3如上所定义，更优选地是双环芳基或杂芳基，并且R1和R2中的另一个为支链C_3-7-烷基或C_3-7-环烷基。

在本发明的又一进一步适合的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(If)的化合物

在本发明的进一步适合的实例中，分子式(If)的化合物是分子式(Ifa)的化合物

在本发明另一适合的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ig)的化合物

其中每个R1和R2独立地如上所定义，优选地每个R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成单环脂肪环，该脂肪环任选地进一步含有一个选自N和O的杂原子，并由5至6个环原子构成，更优选地所述环是吗啉基。

在本发明的又一进一步适合的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ih)的化合物

其中，每个R10和R3独立地如上所定义，并且n为0至4，优选为0或1。在本实例中优选地，每个R3独立地为C_1-7-烷基或单环或双环芳基，任选地用如上所定义的R30一次或多次取代，更优选地是苯基、甲苯基、三甲苯基、硝苯基、甲氧苯基、吡啶基或丁基。

在本发明适合的实例中，分子式(I)的化合物是分子式(Ii)的化合物

其中R1、R2、R3和L3独立地如上所定义，并且X’为N、O或键。L3优选为键。进一步优选地R1和R2各自独立地选自C_1-30-烷基和任选地用R10一次或多次取代的脂肪环或芳香环。

在本发明有利的实例中，包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是分子式(IIIa)或(IIIb)的聚合物

其中R1、R2、R3、L1、L2和L’如本文所定义并且P*指的是聚合物骨架的重复单元。在本实例中优选地P*为聚合物的聚合物骨架的重复单元，正如在27至31页的1至21个类别中所定义的。特别是在本实例中，分子式(IIIb)的聚合物中，L1、L2、R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成NR1R2基团，该NR1R2基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环杂环；以及任选地用R10一次或多次取代的单环或双环杂芳基。

在本发明的具体实例中，包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是分子式(IIIc)的聚合物

其中R3和R10如本文所定义，n为0至8，优选地0至4，R4是C_1-30-亚烷基，并且y指的是聚合物的重复单元的数目，优选地y为从3至3000。在本实例中R3优选为单环或双环芳基或杂芳基，更优选为苯基，任选被如本文定义的R30一次或多次取代。进一步优选地R4是-CH₂CH[(CH₂)_17-21CH₃]-。

优选地在上述实例的任何一个中NR1R2适当地选自由以下组成的组：

在本发明优选的实例中，分子式(I)的化合物选自由以下组成的组：2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-酮(1)；

1-((4-甲氧苯基)硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(2)；

2,2,6,6-四甲基-1-((4-硝基苯基)硫基)哌啶-4-酮(3)；

1-(2-硝基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(4)；

2,2,6,6-四甲基-1-(4-甲基苯硫基)哌啶-4-酮(5)；

1-(2,4,6-三甲基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(6)；

1-(2-吡啶硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(7)；

1,2-双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-亚基)肼(8)；

甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)-4-哌啶基酯(9)；

1-[(1-二硫亚氨基)次磺酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(10)；

反式-2,5-二甲基-1,4-双(苯硫基)哌嗪(11)；

1-丁基硫基-2,2,6,6-四甲基哌啶(12)；

4'-硫联双吗啉(13)；

1,1'-硫联双-(2,6-二甲基)哌啶(14)；

1,1'-硫联双-(2,2,6,6-四甲基)哌啶(15)；

N-1,5,9-((4-甲氧基苯基)硫基))-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-胺(16)；1,1'-硫联双邻苯二甲酰亚胺(17)；

1,1'-硫联双咔唑(18)；

2-[(4-甲氧基苯基)硫基]-1H-异吲哚-1,3(2H)-二酮(19)；

9-(苯硫基)-9H-咔唑(20)；

9-[(4-甲氧基苯基)硫基]-9H-咔唑(21)；

N-2-萘基-N-苯基-4-甲基苯次磺酰胺(22)；

N-双[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]-4-甲基苯次磺酰胺(23)；

N-环己基-S-苯基-N-(苯硫基)硫羟胺(24)；

2,4,6-三(4-吗啉基硫基)-[1,3,5]-三嗪(25)；

S-(苯并[d]噻唑-2-基)-N,N-二异丙基硫羟胺(26)；

S-(苯并[d]噻唑-2-基)-N,N-二环己基硫羟胺(27)；

S-(苯并[d]噻唑-2-基)-N-(苯并[d]噻唑-2-基硫基)-N-(叔丁基)-硫羟胺(28)；

苯并[c][1,2,5]噻二唑(29)；

3-(哌嗪-1-基)苯并[d]异噻唑(30)；

5-硝基苯并[c]异噻唑-3-胺(31)；

3-苯基-1,2,4-噻二唑-5-胺(32)；

双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)癸二酸酯(33)；

双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)碳酸酯(34)；以及

1,3-双(苯硫基)-1H-苯并[d]咪唑-2(3H)-酮(35)；

在本发明优选的实例中，包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)是聚3-甲基-4-(2-甲基二十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)吡咯烷-2,5-二酮](36)。

分子式(I)的化合物和/或包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)，可以加入到火焰特性需要修饰的任何材料。典型地，此材料是聚合物材料，意指包含聚合物和添加剂的塑料材料或聚合物。分子式(I)的化合物可以单独使用或与分子式(I)的一种或多种化合物一起使用。包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)可以单独使用或与一种或多种包含一种或多种重复单元的其他聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)一起使用。分子式(I)的一种或多种化合物和/或一种或多种包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)可以进一步与一种或多种其他已知的阻燃化合物联合使用。优选地其他已知的阻燃剂化合物是非卤代阻燃剂。分子式(I)的化合物可以加入到随后可以用作添加剂添加到另一聚合物质的第一个聚合物质，或者它可以被添加到例如涂层材料，以提高最终产品的火焰性能。本阻燃化合物也可以直接加入到用于制造最终产品的聚合物质。该添加可以在任何阶段进行，例如在聚合物的聚合过程中，或在合成或混合期间。

除了阻燃剂，常规添加剂也可以加入到该聚合物质。实例包括UV吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、着色剂等。

分子式(I)的化合物和包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含本发明分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)，显著地适于将阻燃性质赋予聚合物基材即聚合物或含有聚合物的材料，例如合成聚合物，特别是热塑性塑料。因此，本发明的另一实施方式涉及一种组合物，其包括(a)如本文所定义的分子式(I)的化合物和(b)聚合物基材。

合适的聚合物基材(b)由天然的和/或合成的聚合物组成，诸如：

1.单烯烃和二烯烃的聚合物，例如聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、聚乙烯环己烷、聚异戊二烯或聚丁二烯，也可以是环烯烃的聚合产物，例如环戊烯或降冰片烯；也可以是聚乙烯(其可任选地被交联)，例如高密度聚乙烯(HDPE)、高分子量的高密度聚乙烯(HDPE-HMW)、超高分子量的高密度聚乙烯(HDPE-UHMW)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)以及线性低密度聚乙烯(LLDPE)、(VLDPE)和(ULDPE)。

2.在1)中提到的聚合物的混合物，例如聚丙烯与聚异丁烯的混合物、聚丙烯与聚乙烯(例如PP/HDPE、PP/LDPE)的混合物以及不同类型的聚乙烯的混合物(例如LDPE/HDPE)。

3.单烯烃和二烯烃彼此或与其他乙烯基单体的共聚物，例如乙烯/丙烯共聚物、线型低密度聚乙烯(LLDPE)及其与低密度聚乙烯(LDPE)的混合物、丙烯/丁烯-1共聚物、丙烯/异丁烯共聚物、乙烯/丁烯-1共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基戊烯共聚物、乙烯/庚烯共聚物、乙烯/辛烯共聚物、乙烯/乙烯基环己烷共聚物、乙烯/环烯烃共聚物、例如乙烯/降冰片烯(COC)、乙烯/1-烯烃共聚物(其中1-烯烃是原位制备的)、丙烯/丁二烯共聚物、异丁烯/异戊二烯共聚物、乙烯/乙烯基环己烯共聚物、乙烯/丙烯酸烷基酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物及其盐(离子聚合物)，也可以是乙烯与丙烯和二烯的三元共聚物，诸如己二烯、二环戊二烯或亚乙基降冰片烯；也可以是这种共聚物彼此或与在1)中提到的聚合物的混合物，例如聚丙烯-乙烯/丙烯共聚物、LDPE-乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、LDPE-乙烯/丙烯酸共聚物、LLDPE-乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、LLDPE-乙烯/丙烯酸共聚物以及可替换地或随机地结构的聚烯烃-一氧化碳共聚物和它们与其他聚合物(例如聚酰胺)的混合物。

4.聚苯乙烯、聚(对甲基苯乙烯)、聚(α-甲基苯乙烯)。

5.芳香族均聚物和由乙烯基芳族单体衍生的共聚物，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯的所有异构体，例如对-乙烯基甲苯、乙基苯乙烯的所有异构体、丙基苯乙烯、乙烯基联苯、乙烯基萘、乙烯基蒽及其混合物；均聚物和共聚物可以有间同立构、全同立构、半全同立构或无规立构的立体结构；优选的是无规立构的聚合物。还包括的是立体块规聚合物(立体嵌段聚合物，stereo block polymer)。

6.均聚物和共聚物可以有间同立构、全同立构、半全同立构或无规立构的立体结构；优选的提供是无规立构的聚合物。还包括的是立体块规聚合物。

a)共聚物，包括已经提及的乙烯基芳香族单体和选自以下的共聚单体：乙烯、丙烯、二烯、腈、酸、马来酸酐、马来酸酰胺、乙酸乙烯酯、氯乙烯和丙烯酸衍生物及其混合物，例如苯乙烯/丁二烯、苯乙烯/丙烯腈、苯乙烯/乙烯(互聚物)、苯乙烯/甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯/丁二烯/丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸酯、苯乙烯/马来酸酐、苯乙烯/丙烯腈/丙烯酸甲酯；由苯乙烯共聚物和另一种聚合物组成的高冲击强度混合物，例如聚丙烯酸酯、二烯聚合物或乙烯/丙烯/二烯三聚物；也可是苯乙烯的嵌段共聚物，例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯、苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯或苯乙烯/乙烯-丙基烯/苯乙烯。

b)通过项目6中提到的聚合物的氢化而制备的氢化的芳香族聚合物，特别是聚环己基乙烯(PCHE)，也常被称为聚乙烯基环己烷(PVCH)，其通过氢化无规立构聚苯乙烯来制备。

c)通过项目6a中提到的聚合物的氢化而制备的氢化的芳香族聚合物。

7.乙烯基芳香族单体的接枝共聚物，例如聚丁二烯上的苯乙烯、聚丁二烯/苯乙烯或聚丁二烯/丙烯腈共聚物上的苯乙烯、聚丁二烯上的苯乙烯和丙烯腈(或甲基丙烯腈)；聚丁二烯上的苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯；聚丁二烯上的苯乙烯和马来酸酐；聚丁二烯上的苯乙烯、丙烯腈和马来酸酐或马来酸酰亚胺；聚丁二烯上的马来酸酰亚胺，聚丁二烯上的苯乙烯和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯，在乙烯/丙烯/二烯三聚物上的苯乙烯和丙烯腈，聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯上的苯乙烯和丙烯腈，丙烯酸酯/丁二烯共聚物上的苯乙烯和丙烯腈，以及其与在以上第6段提到的共聚物的混合物，诸如那些公知的，例如，如所谓的ABS、MBS、ASA或AES聚合物。

8.含卤素聚合物，例如聚氯丁二烯、氯化橡胶、异丁烯/异戊二烯的氯化和溴化共聚物(卤代丁基橡胶)、氯化或氯磺化聚乙烯、乙烯和氯乙烯的共聚物、表氯醇均聚物和共聚物，特别是含卤素乙烯基化合物的聚合物，例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯；以及它们的共聚物，诸如氯乙烯/偏二氯乙烯、氯乙烯/乙酸乙烯酯或偏二氯乙烯/乙酸乙烯酯。

9.从α,β-不饱和酸及其衍生物衍生而来的聚合物，诸如聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯，或聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺和聚丙烯腈(以丙烯酸丁酯耐冲击修饰的)。

10.在第9段中提到的单体彼此或与其他不饱和单体的共聚物，例如丙烯腈/丁二烯共聚物、丙烯腈/丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯腈/丙烯酸烷氧基烷基酯共聚物、丙烯腈/乙烯基卤化物共聚物或丙烯腈/甲基丙烯酸烷基酯/丁二烯三聚物。

11.由不饱和醇和胺或它们的酰基衍生物或缩醛衍生而来的聚合物，诸如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、硬脂酸酯、苯甲酸酯或马来酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚邻苯二甲酸烯丙酯、聚烯丙基三聚氰胺；以及其与项目1中所述的烯烃的共聚物。

12.环醚的均聚物和共聚物，诸如聚亚烷基二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或其与二缩水甘油醚的共聚物。

13.聚缩醛(诸如聚甲醛)以及那些含有共聚单体的聚甲醛，例如环氧乙烷；用热塑性聚氨酯、丙烯酸酯或MBS修饰的聚缩醛。

14.聚苯醚和硫化物，以及其与苯乙烯聚合物或聚酰胺的混合物。

15.聚酰胺和共聚酰胺，衍生自二胺以及二羧酸和/或衍生自氨基羧酸或相应的内酰胺，诸如聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺6/6、6/10、6/9、6/12、4/6、12/12、聚酰胺11、聚酰胺12，衍生自间二甲苯、二胺和己二酸的芳香族聚酰胺；聚酰胺6/I(聚六亚甲基间苯二甲酰亚胺)，MXD(间苯二甲胺)；从六亚甲基二胺和间苯二甲酸和/或对苯二甲酸以及任选的弹性体作为修饰剂而制备的聚酰胺，例如聚-2,4,4-三甲基六亚甲基对苯二甲酰胺或聚间苯间苯二甲酰亚胺。上述聚酰胺与聚烯烃的嵌段共聚物、烯烃共聚物、离子聚合物或化学键合或接枝的弹性体；或与聚醚(例如与聚乙二醇、聚丙二醇或聚四亚甲基二醇)。也可以是聚酰胺或以EPDM或ABS修饰的共聚酰胺；以及处理过程中缩合而成的聚酰胺(“RIM聚酰胺体系”)。

可以使用的聚酰胺以及共聚酰胺的实例衍生自，尤其是，ε-己内酰胺、己二酸、癸二酸、十二烷酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、六亚甲基二胺、四亚甲基二胺、2-甲基戊二胺、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、间苯二甲胺或双(3-甲基-4-氨基环己基)甲烷；也可以是半芳香性聚酰胺，诸如聚酰胺66/61，例如由70-95％的聚酰胺6/6和5-30％聚酰胺6/I组成；也可以是三共聚物，其中一些聚酰胺6/6已被取代，例如由60–89％的聚酰胺6/6、5–30％聚酰胺6/I和1-10％的另一脂肪族聚酰胺组成；后者可以由例如，聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12或聚酰胺6/12单元组成。这样的三共聚物可相应地被指定为聚酰胺66/6I/6、聚酰胺66/61/11、聚酰胺66/61/12、聚酰胺66/61/610或聚酰胺66/61/612。

16.聚脲、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、聚乙内酰脲和聚苯并咪唑。

17.衍生自二羧酸和二元醇和/或衍生自羟基羧酸或相应的内酯的聚酯，诸如聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丙酯、聚对苯二甲酸丁酯、聚对苯二甲酸-1,4-二甲基环己酯、聚萘二甲酸烷基酯(PAN)、聚羟基苯甲酸酯，也可以是衍生自具有羟基末端基团的聚醚的嵌段聚醚酯；也可以是用聚碳酸酯或MBS修饰的聚酯。

18.聚碳酸酯和聚酯碳酸酯。

19.前述聚合物的混合物(共混物)，例如PP/EPDM、聚酰胺/EPDM或ABS、PVC/EVA、PVC/ABS、PVC/MBS、PC/ABS、PBTP/ABS、PC/ASA、PC/PBT、PVC/CPE、PVC/丙烯酸酯、POM/热塑性PUR、PC/热塑性PUR、POM/丙烯酸酯、POM/MBS、PPO/HIPS、PPO/PA 6.6和共聚物、PA/HDPE、PA/PP、PA/PPO、PBT/PC/ABS或PBT/PET/PC。优选的是提供组合物，其中热塑性聚合物是高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、发泡聚苯乙烯(EPS)、挤压成形聚苯乙烯(XPS)、聚苯醚(PPE)、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯(PC)或ABS型聚合物共混物(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)或PC/ABS(聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)或PPE/HIPS(聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯)，特别是聚酰胺、聚酯或PPE/HIPS共混物。特别优选的是提供，根据本发明的包含填充剂或增强剂的聚合物组合物，尤其是玻璃纤维增强的聚合物，例如玻璃纤维增强的聚酰胺。

20.天然聚合物，例如纤维素、淀粉(直链淀粉和支链淀粉)、木质纤维素、蛋白质丝、聚羟基烷酸酯、多肽、多糖：黄原胶、B-葡聚糖、脱乙酰壳多糖和天然橡胶。

21.生物聚合物，例如聚己内酯、聚丙交酯、聚(丙交酯-共-乙交酯)共聚物(PLGA)、聚(羟基乙酸)(PGA)和聚二噁烷酮(PDS)。

优选的实施方式涉及阻燃组合物，其中所述聚合物基材(b)由聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃与聚丙烯的共混物组成。实例是聚丙烯与聚乙烯的共混物，聚乙烯选自由高密度聚乙烯(HDPE)、高分子量高密度聚乙烯(HMW HDPE)、超高分子量高密度聚乙烯(UHMW HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、支链低密度聚乙烯(BLDPE)和包含少量二烯的乙烯-丙烯-二烯三聚合物(EPDM)组成的组。

本发明进一步涉及阻燃剂组合物，除了如上所定义的组分(a)和(b)，还有(c)选自由聚合物稳定剂和额外的非卤代阻燃剂组成的组的另外的添加剂，诸如含三聚氰胺的阻燃剂、含磷阻燃剂、除了含有三聚氰胺的阻燃剂以外的还有另外的含氮阻燃剂以及无机阻燃剂。

稳定剂优选地是不含卤素的并选自硝酰基稳定剂、硝酮稳定剂、氧化胺稳定剂、苯并呋喃酮稳定剂、亚磷酸酯和亚膦酸酯稳定剂、醌的甲基化物稳定剂以及2,2'-次烷基双酚的单丙烯酸酯稳定剂。

作为本发明组分(c)的附加阻燃剂是已知的组分、商业的项目或可以通过已知方法获得的。

代表性的含三聚氰胺的阻燃剂是，例如含三聚氰胺化合物，其中所述三聚氰胺结构：1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺(＝氰尿酸三酰胺)或它们的缩合物。该定义适用于三聚氰胺单体、寡聚或多聚化合物、三聚氰胺的缩合物或三聚氰胺的缩合物与其含磷化合物的缩合物。

优选的含三聚氰胺的化合物是三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、二三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐、三聚氰胺苯基膦酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺磷酸铵、三聚氰胺多聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸铵、蜜勒胺、蜜白胺或氰尿酰胺或蜜勒胺多聚磷酸盐、蜜白胺多聚磷酸盐或氰尿酰胺多聚磷酸盐。

代表性的含磷阻燃剂是例如：有机金属次膦酸盐(次膦酸铝，Exolit OP，Clariant)、季戊四醇磷酸酯、四苯基间苯二酚二亚磷酸酯(

RDP,AkzoNobel)、四(羟甲基)鏻硫化物、磷酸三苯酯、N,N-双(2-羟乙基)-氨基甲基膦酸二乙酯、羟烷基磷酸酯和环羟烷基磷酸酯(ADK STAB FP 600/800/2200,Adeka Corp)、AFLAMMITPCO900/800/700(Thor GmbH)、多聚磷酸铵(APP)(EXOLIT AP 766,Clariant)或(

AP750,Clariant)、间苯二酚二磷酸酯寡聚物(RDP)、磷腈阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物)(DOPO)或它的衍生物、二(乙二胺)磷酸酯(DEDAP)和乙二胺二磷酸酯(EDAP)或它们的混合物(例如BUDIT 3167、Budenheim)。

除了含三聚氰胺的阻燃剂，更多的含氮阻燃剂是，例如异氰脲酸酯阻燃剂，诸如聚异氰脲酸酯、异氰脲酸的酯或异氰脲酸酯、三聚氰胺金属磷酸酯(

200/400/600,Floridienne Chimie)。代表性的实例是羟烷基异氰脲酸酯，诸如三-(2-羟乙基)异氰脲酸酯、三(羟甲基)异氰脲酸酯、三(3-羟基-正丙基)异氰尿酸酯或三缩水甘油基异氰脲酸酯。进一步的实例是：苯并胍胺、三(羟乙基)异氰脲酸酯、尿囊素、甘脲、三聚氰胺脲酸酯、脲氰脲酸酯、聚2,4-[(哌嗪-1,4-基)-6-(吗啉-4-基)-1,3,5-三嗪]/对二氮己环(

PPMTRIAZINE HF，MCA Technologies)偶氮烷烃和相关化合物(例如AZONOR、吖嗪、氧化偶氮、腙、三氮烯，INAZO)、NOR化合物(

NOR 116，TINUVIN^TMNOR 371，BASF)或多聚磷酸铵。次磺酰胺也可连同基于其他自由基生成剂(如二硫化物或过氧化物)的增效剂一起使用。

代表性的有机卤系阻燃剂是，例如：聚溴代联苯氧化物(DE-60F，Great LakesCorp.)、十溴二苯乙烷(SAYTEX^TM8010，Albemarle)、六溴环十二烷(SAYTEX^TMHP 900P，Albemarle)、溴代聚合物和寡聚物，诸如苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(EMERALDINNOVATION^TM3000，Chemtura，GREEN ARMOR^TM，GREEN CREST^TM，Albemarle，FR-122P^TM，ICL)，聚苯醚及其衍生物、溴代聚丙烯酸酯(FR-1025P^TM，ICL)、十溴二苯醚(DBDPO；

102E)、三[3-溴-2,2-二(溴甲基)丙基]磷酸酯(PB

FMC公司)、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、三(2,3-二氯丙基)磷酸酯、氯菌酸、四氯邻苯二甲酸、四溴邻苯二甲酸、聚-β-氯乙基三磷酸酯混合物、四溴双酚A双(2,3-二溴丙醚)(PE68)、溴代环氧树脂、乙烯-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)(

BT-93)、双(六氯环戊二烯)环辛烷(DECHLORANE

)、氯代石蜡、八溴二苯醚、六氯环戊二烯衍生物、1,2-双(三溴苯氧基)乙烷(FF680)、四溴-双酚A(

RB100)、亚乙基双-(二溴-降冰片烷二羧酸亚胺)(

BN-451)、双-(六氯环戊二烯)环辛烷、PTFE、三(2,3-二溴丙基)-异氰尿酸酯和亚乙基双四溴邻苯二甲酰亚胺。

上述阻燃剂常规地与无机(氢)氧化物增效剂联合。此用途最常见的是铝(氢)氧化物(诸如Al(OH)₃或AlOOH)、氢氧化镁、锌或锑的氧化物，例如Sb₂O₃或Sb₂O₅。硼的化合物也是合适的。

上述另外的阻燃剂化合物有利地以有机聚合物基材的重量计算约0.25％至约45.0％的量包含在本发明中的组合物中，例如约0.25％至约35.0％；例如按聚合物的重量计算约0.25％至约30.0％。

如上所述，根据本发明的组合物可另外包含一种或多种常规添加剂，例如选自颜料、染料、增塑剂、抗滴落剂(诸如氟代聚合物(PTFE,Metablen A3800,Mitsubishi Rayon)、纳米粘土(Cloisite 30B)和硼酸盐(

Borax))、抗氧化剂、触变剂、流平助剂、碱性共稳定剂、金属钝化剂、金属氧化物、有机磷化合物、另外的光稳定剂及其混合物，特别是颜料、酚类抗氧化剂、硬脂酸钙、硬脂酸锌、2-羟基-二苯甲酮的紫外线吸收剂、2-(2'-羟苯基)苯并三唑和/或2-(2-羟基苯基)-1,3,5-三嗪基。

上面提到的添加剂优选地以相对于聚合物基材b)的重量0.01～10.0％(尤其是0.05％至5.0％)的量被含有。

本发明因此还涉及使用如上述所定义的分子式(I)的化合物用于将阻燃性质赋予聚合物基材，例如合成聚合物，特别是热塑性塑料，并且还涉及将阻燃性质赋予合成聚合物的方法，其中根据本发明的分子式(I)的至少一种化合物被并入到聚合物基材中或施用到它们的表面。

将分子式(I)的化合物和如上所定义的任选的添加成分并入到聚合物基材可以用已知的的方法进行，诸如以粉末的形式干混，或以溶液的形式湿混，分散或悬浮在例如惰性溶剂、水或油中。例如，成形之前或之后、或也通过将溶解的或分散的添加剂或添加剂混合物施用到聚合物材料，伴随或不伴随随后的溶剂或悬浮/分散剂的蒸发，可将分子式(I)的化合物和任选的另外的添加剂并入。它们可以直接加入到处理设备(例如压挤机、密炼机等)中，例如作为干混合物或粉末，或者作为溶液或分散体或悬浮液或熔体。

可替换地，本发明的化合物可以被并入到聚合物基材的骨架或聚合物基材的部分的骨架、或者聚合物基材的一种或多种聚合组分的骨架。接枝可以使用在取代基R1、R2、R3、R10、R30、R40和/或R50中包含官能团例如双键或三键、OH、-NH₂、-COOH(它们可与聚合物材料的官能团反应)的分子式(I)的化合物通过本技术领域已知的方式来实现。因此分子式(I)的化合物和它们作为阻燃剂的用途也涵盖了这些实施方式，其中它们被化学地并入到聚合物基材的部分或全部的聚合物材料(“官能基化/接枝”聚合物材料)。

如果聚合物基材包含两种或更多种不同的聚合物材料，则分子式(I)的化合物可以通过与材料中的一种混合或接枝而结合，并且剩余的材料被加入到所获得的第一组合物。

向聚合物基材(b)加入添加剂组分的添加可以在所有常规混合机中进行，在其中聚合物被熔融并与添加剂混合。合适的机器对于本领域技术人员是众所周知的。它们主要是混合机、捏合机和压挤机。如果加入多种组分，这些可以被预混合或单独地添加。在这些操作中，聚合物可以以粉末、颗粒、溶液和悬浮液的形式或以晶格的形式被使用。

分子式(I)的化合物(a)和任选的另外的添加剂也可以被添加到以母料(“浓缩”)形式的聚合物基材(b)，该聚合物基材包含并入聚合物的浓度为，例如约1.0％至约40.0％，优选为2.0％至约20.0％(按重量计)的成分。在这些操作中，聚合物可以以粉末、颗粒、溶液和悬浮液的形式或以晶格的形式被使用。

并入可以在成形操作之前或成形操作期间进行。含有本文所描述的本发明的添加剂的材料优选地用于模制产品的生产，例如滚塑产品、注塑产品、型材等等，尤其是纤维、熔纺无纺布、薄膜或泡沫材料。因此，本发明进一步与模制或挤压成型的产品相关，诸如管、电线和电缆、纤维、熔纺无纺布或泡沫材料，其包含本发明的组合物。

因此，依照本发明可以使用如本文所定义的分子式(I)的化合物以及如本文中进一步定义的包含分子式(I)的化合物的组合物，用于提供阻燃产品。

分子式(I)的化合物和包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)，可以通过本领域技术人员已知的方法或通过下面证明的用于本发明分子式(I)的化合物的实例的合成的方法来制备。例如，合适的方法在Chemical Reviews,1989,89(4),689-712中被描述。

包含一种或多种重复单元的聚合物(其中重复单元的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺官能部分/部分)可以通过例如将一种或多种重复单元的氨基(-NH)用-S-R3取代来制备。可替换地，分子式(II)的官能部分/部分可以由合适的连接基团来连接到聚合骨架。

实例

所使用的所有化学品均为试剂级，并从Aldrich购买。¹H和¹³C NMR谱使用BrukerAvance 600(¹H 600.1MHz，¹³C 150.9MHz)记录。烃基硫化氯(次磺酰氯)根据文献合成(Li,Yuye；Shi,Yi；Huang,Zhong-Xing；Wu,Xin-Hu；Xu,Peng-Fei；Wang,Jian-Bo；Zhang,Yan,Organic Letters(2011),13(5),1210-1213)。

在下文中，RT代表室温，RH代表室内湿度。

实例1

2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-酮的合成

在室温和氩气下，在CCl₄(50mL)中的苯硫基氯/苯次磺酰氯(6.62g，46mmol)的溶液逐滴加入到在CCl₄(50mL)中的2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(17.85g，115mmol)的悬浮液，并搅拌过夜。将反应混合物用50mL的H₂O洗两次，将合并的水相用25mL的CH₂Cl₂洗一次。合并有机相，用Na₂SO₄干燥并蒸发。重结晶和在乙醚中多次洗以71％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(600MHz,CDCl3):δ7.37(dd,J＝8.3,3.1Hz,2H),7.29(ddd,J＝8.3,7.2,3.1Hz,2H),7.07(td,J＝7.2,2.1Hz,1H),2.80(d,J＝13Hz,2H),2.43(d,J＝13Hz,2H),1.37(s,6H),1.29(s,6H)

¹³C NMR(150MHz,CDCl3):δ208.2,144.9,128.4,124.3,121.6,64.0,55.2,32.2,26.9

实例2

1-((4-甲氧苯基)硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从4-甲氧基苯硫基氯(8.03g，46mmol)起始。产率为73％。

¹H NMR(600MHz,CDCl₃):δ7.27(d,J＝8.3Hz,2H),6.87(d,J＝8.3Hz,2H),3.79(s,3H),2.78(d,J＝12.9Hz,2H),2.42(d,J＝12.9Hz,2H),1.38(s,6H),1.29(s,6H)

¹³C NMR(150MHz,CDCl₃):208.7,157.5,135.8,123.8,114.6,64.4,55.4,32.8,27.1

实例3

2,2,6,6-四甲基-1-((4-硝基苯基)硫基)哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从4-硝基苯硫基氯(8.74g，46mmol)起始。产率为62％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.15(d,J＝8.3Hz,2H,CH),7.49(d,J＝8.3Hz,2H,CH),2.83(d,J＝12.9Hz,2H,CH₂),2.46(d,J＝12.9Hz,2H,CH₂),1.35(s,6H,CH₃),1.31(s,6H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ207.2,154.8,144.9,123.8,121.8,64.4,54.8,31.8,26.8

实例4

1-(2-硝基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从2-硝基苯硫基氯(8.74g，46mmol)起始。产率为17％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.26(d,J＝8.3Hz,1H,CH),8.19(d,J＝8.2Hz,1H,CH),7.60(t,J＝7.6Hz,1H,CH),7.23(t,J＝7.6Hz,1H,CH),2.82(d,J＝12.7Hz,2H,CH₂),2.45(d,J＝12.7Hz,2H,CH₂),1.36(s,6H,CH₃),1.29(s,6H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ208.2,146.9,142.4,133.4,126.2,125.8,124.5,63.9,55.5,31.2,27.3

实例5

2,2,6,6-四甲基-1-(4-甲基苯硫基)哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从4-甲基苯硫基氯(7.27g，46mmol)起始。产率为28％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ7.24(d,J＝8.4Hz,2H,CH),7.11(d,J＝8.4Hz,2H,CH),2.80(d,J＝12.7Hz,2H,CH₂),2.42(d,J＝12.7Hz,2H,CH₂),2.31(s,3H,CH₃),1.38(s,6H,CH₃),1.28(s,6H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ208.3,141.3,133.9,129.2,121.8,64.0,55.1,32.3,26.7,20.9

实例6

1-(2,4,6-三甲基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从2,4,6-三甲基苯硫基氯(7.27g，46mmol)起始。产率为53％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ6.78(s,2H),2.56(s,6H),2.53(s,3H),2.23(s,4H),1.34(s,12H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ208.4,136.2,135.0,130.4,128.9,64.8,55.4,55.2,32.0,21.4,21.2

实例7

1-(2-吡啶硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮的合成

采用如上述相同的步骤，但从2-吡啶硫基氯(6.67g，46mmol)起始。产率为40％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.37(m,1H,CH),7.60(m,2H,CH),6.95(m,1H,CH),2.80(d,J＝13.1Hz,2H,CH₂),2.45(d,J＝13.1Hz,2H,CH₂),1.38(s,6H,CH₃),1.31(s,6H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ208.0,167.8,148.7,136.4,119.0,117.8,64.0,55.0,31.9,26.8

实例8

甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)-4-哌啶基酯的合成

采用如上述相同的步骤，但从苯硫基氯(1.92g，13.36mmol)和甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯(7.5g，33.4mmol)起始。产率为71％

所得到的产物可进一步聚合，以产生具有侧链亚磺酰胺基的PMMA。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ7.51(d,2H),7.32(m,2H),7.07(t,1H),6.15(m,1H),5.61(m,1H),5.27(m,1H),2.12(d,2H),1.99(s,3H),1.80(t,2H),1.40(s,6H),1.33(s,6H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ167.1,145.5,136.7,128.3,125.5,123.9,121.8,67.1,60.9,45.7,32.3,25.8,18.3

实例9

1-[(1-二硫亚氨基)次磺酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮的合成

在10-15℃向在500mL的甲苯中的31.0g(0.2mol)的2,2,6,6-四甲基哌啶酮的溶液滴加在80mL的己烷中的27.0g(0.2mol)的一氯化硫的溶液，滴加过程伴随搅拌并历时2小时。在添加完成后，将反应混合物倒入300g的冰和200g的35％氨水中。然后有机相被分离，用水洗并用硫酸镁干燥。减压下蒸发溶剂，得到红色固体，将其在硅胶60上用甲苯进行色谱分离，以14％的产率得到红色粗结晶。

¹H NMR(600MHz,CDCl₃):δ2.67(s,4H,CH₂),1.46(s,12H,CH₃)

¹³C NMR(150MHz,CDCl₃):δ206.7,63.0,54.2,31.7

实例10

1,2-双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-亚基)肼的合成

在0℃向在乙醇(375mL)中的一水合肼(2.265g，45.2mmol)的溶液中缓慢加入2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-酮(25g，94.9mmol)。将混合物在蒸汽浴中加热15分钟，然后回流3小时。在加入NaHCO₃的饱和水溶液(150mL)溶液之前，反应在室温继续进行额外的12小时。将沉淀滤出，溶于CH₂Cl₂，并用水洗。有机相用Na₂SO₄干燥并蒸发溶剂。从沸腾的乙醇或异丙醇重结晶，以69％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(600MHz,CDCl₃):δ7.26(d,J＝8.3Hz,4H),7.18(dd,J＝8.3,7.3Hz,4H),6.96(td,J＝7.3,2.1Hz,2H),3.38(d,J＝13.0Hz,1H),3.17(d,J＝13.0Hz,1H),2.59(d,J＝13.1Hz,1H),2.55(d,J＝13.1Hz,1H),2.46(d,J＝13.1Hz,2H),2.23(d,J＝13.3Hz,1H),2.17(d,J＝13.3Hz,1H),1.3–1.26(m,12H),1.23(s,3H),1.19(s,3H),1.14(s,3H),1.13(s,3H)

¹³C NMR(150MHz,CDCl₃):δ165.09,162.64(C＝N),145.56(C-S),128.45,124.31,122.09(CH),49.44,49.26,42.79,42.68(CH2),32.15,32.12,32.06,32.04,26.89,26.74,26.28,26.12(CH3)

实例11

反式-2,5-二甲基-1,4-双(苯硫基)哌嗪的合成

反式-2,5-二甲基哌嗪(0.51g，3.5mmol)溶解在20mL的CCl₄中。在室温和氩气保护下，在CCl₄中的苯硫基氯的溶液(3.18ml，1.1mM)在1小时期间逐滴加入。形成了白色沉淀物。反应混合物保持反应12小时，并用10mL的H₂O洗两次。合并有机相，用MgSO₄干燥并蒸发。从乙醚重结晶以52％的产率得到了该化合物。

¹H NMR(600MHz,CDCl₃):δ7.38(d,J＝7.7Hz,4H),7.32(t,J＝7.7Hz,4H)7.22(t,J＝7.2Hz,2H),3.24(dd,J＝11.9,2.6Hz,2H),2.96(m,2H),2.81(d,J＝11.9Hz,2H)

¹³C NMR(150MHz,CDCl₃):δ17.7,57.8,65.0,127.0,128.5,128.8,137.5

实例12

1-丁基硫基-2,2,6,6-四甲基哌啶的合成

在甲苯(20mL)中的2,2,6,6-四甲基哌啶(17.7g，0.125mol)冷却至0℃，并且在甲苯中的正丁基次磺酰氯(6.2g，0.05mol)逐滴加入，以至温度不超过10℃。将得到的黄色混合物保持在室温反应过夜。固体颗粒被滤出，并且有机相用乙醚萃取并蒸发。得到纯产物，为黄色液体，产率70％。

¹H NMR(600MHz,CDCl₃):δ2.60(t,J＝7.0Hz,2H,CH₂),1.53(m,4H,CH₂),1.39(m,6H,CH₃),1.26(m,6H,CH₃),1.10(m,6H,CH₃),0.87(t,J＝6.5Hz,3H,烷基CH₃)

¹³C NMR(150MHz,CDCl₃):δ59.1,43.8,40.9,33.8,28.7,24.0,22.4,17.4,13.9

实例13

4,4'-硫联双吗啉的合成

在0℃下向搅拌的硫代硫酸钠五水合物(1.14g，4.6mmol)、吗啉(3.0g，34.4mmol)和己烷(50mL)的悬浊液中缓慢加入在CH₂Cl₂(40mL)中的溴(1.47g，9.2mmol)的溶液。该反应混合物被允许温热至室温，搅拌12小时，过滤并在真空下除去有机溶剂。从甲醇中重结晶，以73％的产率得到纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ3.63(d,J＝4.1Hz,2H,CH₂),3.28(d,J＝4.1Hz,2H,CH₂)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ67.8,57.7

实例14

1,1'-硫联双-(2,6-二甲基)哌啶的合成

在28℃下向在无水DMF(30mL)中的2,6-二甲基哌啶(5.0g，45.0mmol)的溶液中分几部分加入一氯化硫(6.07g，45.0mmol)。将反应混合物在28℃搅拌20小时并过滤。滤液溶于CHCl₃并用水洗。蒸发有机溶剂，以60％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ3.06(m,4H,CH),1.86-1.62(m,12H,CH₂),1.53(s,6H,CH₃),1.50(s,6H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ54.3,30.3,22.9,19.5

实例15

1,1'-硫联双-(2,2,6,6-四甲基)哌啶的合成

采用如上述相同的步骤，但以2,2,6,6-四甲基哌啶(6.34g，45.0mmol)起始。产率为55％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ1.69(m,12H,CH₂),1.57(s,12H,CH₃),1.56(s,12H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ57.0,35.2,27.6,16.4

实例16

N-1,5,9-((4-甲氧基苯基)硫基))-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-胺的合成

在氮气氛围下，在0℃将在CCl₄(50mL)中的4-甲氧基苯硫基氯(0.6g，3.4mmol)的溶液逐滴加入在CCl₄(50mL)中的双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-胺(2.5g，8.5mmol)(根据EP 0336895制备)和三乙胺(0.5g，5.1mol)的溶液。将反应混合物在室温下搅拌12小时。有机相用水洗并用硫酸钠干燥。在乙醚中的重结晶，得到0.45g的单取代、双取代和三取代的衍生物的混合物。

实例17

1,1'-硫联双邻苯二甲酰亚胺的合成

采用如实例10中相同的步骤，但以邻苯二甲酰亚胺(6.61g，45.0mmol)起始。产率为58％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ7.84(m,4H),7.71(m,4H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ166.1,135.2,131.3,124.4

实例18

1,1'-硫联双咔唑的合成

在惰性气氛下，将硫粉(0.16g，2.5mmol)、咔唑(6.68g，40mmol)和吡啶(7mL)混合，并加热至135℃，直至试剂溶解。将在吡啶(7mL)中的碘(1.27g，5mmol)的溶液加入到反应混合物中，搅拌该混合物直至褪色。将固体过滤，用水洗并在真空下干燥。该固体用四氢呋喃洗三次，以产生43％产率的产物。

¹³C NMR(63MHz,THF):δ137.5,127.4,123.6,121.5,118.1,108.7实例19

2-[(4-甲氧基苯基)硫基]-1H-异吲哚-1,3(2H)-二酮的合成

根据公开于Gilis,H.Martin；Greene,Lana；Thompson,Alison,Synlett(2009),(1),112-116的步骤进行该合成。

实例20

9-(苯硫基)-9H-咔唑的合成

在氮气氛围下，将在CCl₄(50mL)中的苯硫基氯(2.6g，17.9mmol)的溶液在0℃持续2小时逐滴加入在CH₂Cl₂(200mL)中的9H-咔唑(3.0g，17.9mmol)和三乙胺(2.73g，27.0mmol)的溶液。反应混合物在室温下搅拌12小时。将有机相用水洗，并用硫酸钠干燥。从乙醚重结晶以75％的产率得到纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.13(d,2H,J＝8.3Hz),7.80(d,J＝7.8Hz,2H),7.52(t,J＝7.8Hz,2H),7.37(t,J＝7.3Hz 2H),7.19(m,3H),7.03(d,2H,J＝7.7Hz)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ143.4,138.0,129.2,126.1,126.6,124.6,124.0,121.2,120.3,111.1

实例21

9-[(4-甲氧基苯基)硫基]-9H-咔唑的合成

在氮气氛围下，将在CCl₄(50mL)中的4-甲氧基苯硫基氯(2.1g，12.0mmol)的溶液在0℃持续2小时逐滴加入在CH₂Cl₂(160mL)中的9H-咔唑(2g，12.0mmol)和三乙胺(1.8g，18.0mmol)的溶液。反应混合物在室温下搅拌12小时。将有机相用水洗并用硫酸钠干燥。在乙醚中的重结晶并多次用乙醚洗，以66％的产率得到了2.4g的纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.08(d,2H,J＝7.9Hz),7.91(d,2H,J＝8.1Hz),7.55(t,J＝4.7Hz,2H),7.34(m,4H),6.76(d,2H,J＝8.4Hz),3.66(m,3H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ159.8,143.5,130.1,128.0,126.4,124.6,121.1,120.2,114.8,111.2,55.3

实例22

N-2-萘基-N-苯基-4-甲基苯次磺酰胺的合成

将在CCl₄(50mL)中的4-甲基苯硫基氯(1.3g，8.1mmol)的溶液逐滴加入到在CH₂Cl₂(50mL)中的N-苯基-2-萘胺(3.6g，16.2mmol)和三乙胺(2.46g，24.4mmol)的溶液中。将该混合物在室温下搅拌12小时。有机相用水洗并用硫酸钠干燥。在乙醚中重结晶并多次用乙醚洗，以77％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ8.41(d,1H,J＝9.8Hz),7.81(t,2H,J＝10.5Hz),7.63-7.04(m,13H),2.29(s,3H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ145.8,141.4,136.5,135.2,133.3,131.3,129.9,129.5,129.1,128.5,127.8,126.5,125.0,123.0,121.3,118.8,116.3,108.5,20.8

实例23

N-双[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]-4-甲基苯次磺酰胺的合成

采用如上相同的步骤，但以4-(1-甲基-1-苯乙基)-N-[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]-苯胺(6.56g，16.2mmol)起始。产率为40％

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ7.36-7.15(m,22H,CH),2.39(s,3H,CH₃),1.76(s,12H,CH₃)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ150.5,146.7,145.7,138.4,135.4,129.8,128.0,127.5,126.9,125.7,123.1,121.5,42.5,30.8,21.1

实例24

N-环己基-S-苯基-N-(苯硫基)硫羟胺的合成

根据公开于Bowman,W.Russell；Clark,David N.；Marmon,Robert J.Journal ofChemical Research,Synopses(1995),(12),514-15的步骤进行该合成。

实例25

2,4,6-三(4-吗啉基硫基)-[1,3,5]-三嗪的合成

三硫氰尿酸(0.52g，3.0mmol)和吗啉(0.86g，9.9mmol)加入到在DMSO(20mL)中的CuI(0.03g，0.15mmol)和联吡啶(0.02g，0.15mmol)的混合物中。该反应混合物在100℃搅拌24小时。用CH₂Cl₂(25mL)萃取混合物，并用水(50mL)和盐水洗两次。将有机相用Na₂SO₄干燥、过滤并蒸发有机溶剂，以89％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ3.77-3.67(m,24H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ165.3,66.9,43.6。

实例33

双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)癸二酸酯的合成

向在无水CH₂Cl₂(15mL)中的

770(3.0g，6.24mmol)和三乙胺(1.5g，15.0mmol)的溶液中持续1.5小时逐滴加入在CCl₄中的苯硫基氯(16mL，15.6mmol)的溶液。加入完成后，将该反应混合物搅拌12小时。将有机相用水洗并用硫酸钠干燥。从乙醚重结晶，以70％的产率得到了纯产物。

¹H NMR(250MHz,CDCl₃):δ7.32-7.22(m,CH,8H),7.03(t,CH,2H),5.20(m,CH,2H),2.32(t,CH_2,4H),2.04(m,CH₂,4H),1.72(m,CH₂,4H),1.65(m,CH₂,4H),1.33(m,CH₂,20H),1.26(s,CH₃,12H)

¹³C NMR(63MHz,CDCl₃):δ173.7,145.7,128.3,124.3,122.0,66.6,60.9,45.8,34.6,32.4,29.0,25.7,24.6

实例34

双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯的合成

根据EP 1731 508 B1中描述的步骤来合成双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯。

¹HNMR(CDCl₃):5.04(m,CH,2H),2.04(d,CH₂,2H),2.02(d,CH_2,2H),1.25(s,CH₃,12H),1.20(m,4H),1.17(s,CH₃,12H)。

¹³CNMR(CDCl₃):154.28,72.70,51.76,44.05,35.01,28.81。

双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)碳酸酯的合成

双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)碳酸酯(0.5g，0.0015mol)溶解于无水二氯甲烷(5mL)和将三乙胺(0.52ml，0.0036mol)加入。然后，将苯硫基氯(4.07mL，0.0037mol)逐滴加入。将反应混合物保持在室温过夜。将有机相用水洗(3x 10mL)，经Na₂SO₄干燥并蒸发。产物从DEE中重结晶两次，并以84％的产率(0.7g)，得到标题化合物。

¹HNMR(CDCl₃):7.24(m,CH,8H),7.06(t,CH,2H),5.04(CH,2H),2.19,2.16(CH₂,4H),1.80(CH₂,4H),1.36(s,CH₃,12H),1.28(s,CH₃,12H)。

¹³CNMR(CDCl₃):154.21,145.01,128.03,124.14,121.67,70.73,61.18,45,27,32.18,25.46。

实例35

1,3-双(苯硫基)-1H-苯并[d]咪唑-2(3H)-酮的合成

1,3-二氢-2H-苯并[d]咪唑-2-酮(2g，0.015mol)部分地溶解在无水二氯甲烷(15mL)和无水二甲基甲酰胺(15mL)的混合物(1:1)中。将反应物在室温搅拌10分钟，并加入三乙胺(4.25g，0.042mol)。向该反应混合物中，持续1小时逐滴加入无水苯硫基氯(40.5mL，0.037mol)的溶液。该反应混合物在室温下搅拌12小时，并溶于二氯甲烷。将有机相用水洗三次，经硫酸钠干燥并蒸发。从乙醚中重结晶以52％的产率得到纯产物。

¹HNMR(250MHz,DMSO):δ7.38(4H),7.35-7.33(4H),7.32-7.29(4H),7.19(2H)。

¹³CNMR(250MHz,DMSO):δ156.4,136.04,131.92,130.08,128.71,127.12,124.18,110.66。

实例36

苯次磺酰基取代的Uvinul 5050H的合成

5050H(9.9g，计算的游离胺18mmol，分子量3,000-4,000g/mol)溶解在150mL的CH₂Cl₂中，并且加入三乙胺(45mmol，6.1mL)。在氩气保护下，苯硫基氯溶液(14.1mL，1.275mmol/mL，18mmol)在室温逐滴加入。混合继续12小时，在加入50mL蒸馏水后，分离有机相。该CH₂Cl₂溶液用40mL的水萃取三次，用Na₂SO₄干燥、过滤并蒸发溶剂。以78％的产率(9.2g)，得到黄白色固体聚合产物。

市售化合物

除了那些上面制备的化合物，还测试了一些市售的次磺酰胺和磺酰胺，即

化合物26

化合物27

化合物28

化合物29

化合物30

化合物31

化合物32

参考化合物A

测试实例1

除非另有说明，市售的聚丙烯或低密度聚乙烯和在下面的表中给出的化合物，在Haake混合机(60rpm，5min)分别在210℃和190℃进行共混。

试验膜(200μm)通过热压中的压缩成型制备。PP的压制温度为210℃，以及LDPE的压制温度为135℃。

聚苯乙烯样品通过从CH₂Cl₂溶剂浇铸来制备。膜在室温于真空烘箱中干燥，并在测试前(厚度400μm)被调节3天(23℃，50％RH)。

根据DIN 4102-1B2(边缘点火，火焰长度＝40mm)对阻燃性进行了研究。火焰施加时间为15秒。

在下列表中：“配方”代表测试样品的组合物，其中PP是指聚丙烯，LDPE是指低密度聚乙烯，以及PS是指聚苯乙烯。所用的阻燃剂化合物的编号被给出作为其被如上制备的实例的编号或者作为如以上列出的市售化合物的编号。“量”是指加入到参考材料的阻燃剂化合物的量。平均燃烧时间是从火焰的施加来计算。根据基准DIN 4102-1B2，将整体的结果给定为通过或失败。燃烧时间和损坏的低值反映了提高的阻燃性。

表1示出了参考聚丙烯(PP)(无任何阻燃剂)以及PP与各种如上述实例中所制备的化合物以及上面列出的一些市售的化合物的组合的测试结果。表2同样示出了低密度聚乙烯(LDPE)聚合物的测试结果，以及表3示出了聚苯乙烯(PS)的测试结果。

表1.聚丙烯(PP)LyondellBasell公司MOPLEN HP500N MFR(230℃/2.16kg)＝12g/10min

表2.低密度聚乙烯(LDPE)Borealis Polymers公司CA7230,MFR(190℃/2.16kg)4.5g/10min

表3.聚丙烯(PS)

n.d.＝未确定

测试实例2

阻燃添加剂与聚苯乙烯(PS，Styrolution公司PS 158N)在160℃、与高冲击聚苯乙烯(HIPS，BASF公司聚苯乙烯454KG2)在170℃或者与聚丙烯(PP，Moplen HP500N)在210℃下在Haake混合机(60rpm,5min)中混合。试验膜(200μm)通过热压中的压缩成型制备。PP的压制温度为210℃，HIPS的压制温度为135℃，PS的压制温度为160℃。根据DIN 4102-1B2标准(边缘点火，火焰长度＝40mm)研究阻燃性。火焰施加时间为15秒。此外，可燃性是根据UL94V标准测试。UL94测试棒通过热压中(棒厚度1.5mm)压缩成型制备。PP的压制温度为210℃，以及PS的压制温度为160℃。在火焰施加后，计算了4根的总燃烧时间(t₁和t₂)。

通过模具温度设定在200℃的双螺挤出机，使聚苯乙烯GPPS 25SPI(LG Chemical公司)配混，随后在200℃注射成型为1.6mm厚的条状物(127x 12.7x 1.6mm³)。类似地，通过模具温度设定在210℃使聚丙烯Moplen HP 552R配混，随后在210℃注射成型。计算了五个样品的总燃烧时间(t₁和t₂)。

表4示出了次磺酰胺28本身在两个不同级别的聚苯乙烯中的阻燃效果或其在聚苯乙烯PS 158N中与三苯基磷酸酯(TPP)一起的协同效应。可以看出，对于仅含有5重量％的次磺酰胺28的两个PS级别都观察到了非常短的燃烧时间。PS 158N达到UL 94V2分类(由于燃烧滴落)，而GPPS 25SPI配方达到UL 94V0等级。在PS 158N的情况下，然而V0也可以通过使用例如TPP和次磺酰胺28作为协同组合物而获得。

表5示出了多聚磷酸铵(APP)和氢氧化铝(ATH)在聚丙烯(PP)中的协同效应。可以看出，APP和ATH的阻燃效力可通过添加次磺酰胺来显著被提高。

表6示出了次磺酰胺与FP800或FP600在高冲击聚苯乙烯中的协同效应。可以看出，当分别使用次磺酰胺与FP800或FP600的组合物时，没有发生纸的点燃。

表7示出了次磺酰胺和PCO 900之间的强烈协同效应。可以看出，当向聚丙烯配方中加入次磺酰胺时，PCO 900的阻燃表现被大大提高，即非常短的燃烧时间。

表8示出了次磺酰胺和Budit 3167在聚丙烯中的协同效应。可以看出，通过添加1重量％的次磺酰胺33，Budit 3167的LOI值从21则增加至27。

表4.次磺酰胺与磷酸三苯酯(TPP,Disflamoll TP,Lanxess公司)在聚苯乙烯Styrolution PS 158N或GPPS 25SPI(LG Chemical公司)中

n.d.＝未确定

1)从火焰施加开始计算

2)火焰施加后的4根棒的总燃烧时间(t₁和t₂)

3)NC＝未分类，V-0和V-2根据UL 94标准

4)测试实验室：英国ITRI。聚苯乙烯GPPS 25SPI(LG Chemical公司)

5)对于五个样品计算的总燃烧时间(t₁和t₂)。

表5.多聚磷酸铵(APP)和氢氧化铝(ATH)在聚丙烯(PP)中的协同效应

n.d.＝未确定

1)火焰施加后的4根棒的总燃烧时间(t₁和t₂)

2)NC＝未分类，V-0和V-2根据UL 94标准

表6.来自BASF公司的高冲击聚苯乙烯(HIPS)聚苯乙烯454C KG 2(MVR 14cm³/10min)FP800＝ADK STAB FP-800FP600＝ADK STAB FP-600

n.d.＝未确定

1)从火焰施加开始计算，膜厚度200μm

表7.PP Moplen HP 552R(MFR 230℃/2.16kg＝25g/10min)，PCO900＝AflammitPCO 900(Thor GmbH公司)

1)从火焰施加开始计算，膜厚度200μm

2)测试实验室：英国ITRI。

3)对于五个样品计算的总燃烧时间。

4)NC＝未分类，V-2根据UL 94标准。

表8.次磺酰胺33和Budit 3167PP Moplen HP 552R的协同效应(MFR230℃/2.16kg＝25g/10min)

对本领域技术人员将显而易见的是，随着技术的进步，本发明概念可以以各种方式来实施。本发明及其实施方式不限于上述的实例，而可以在权利要求的范围内变化。

Claims

1.一种阻燃剂组合物，由以下组分组成：

(a)一种或多种分子式(I)的化合物

其中，

L1、L2和L3每个独立地选自由键、C_1-10-亚烷基、-(C＝O)-、-O-(C＝O)-、-(C＝O)-O-、-O-、-NH-(C＝O)-、-(C＝O)-NH-、-NH-和-NR20-组成的组；

每个R1和R2独立地选自由以下组成的组：S(＝O)_pR3、C_1-30-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、C_1-10-亚烷基-X-C_1-20-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_1-10-亚烷基-X-C_1-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环以及任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基；或者

L1、L2、R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成NR1R2基团，该NR1R2基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环；任选地用R10一次或多次取代的单环、双环、三环、四环或五环的杂芳基；N＝CR1’R2’；以及N＝S＝S；

R3选自由以下组成的组：C_1-30-烷基，任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基，C_2-30-烯基，C_2-30-炔基，NR1R2，任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环以及任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环的芳基或杂芳基；

或者

L1、L3、R1和R3连同它们所连接的N原子和S原子共同构成选自以下的基团：任选地用R40一次或多次取代的单环、双环或三环的杂芳基，以及任选地用R40一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环；以及R2如上限定；

或者

L1、L2、L3、R1、R2和R3连同它们所连接的S原子和N原子共同构成任选地用R50一次或多次取代的单环、双环或三环的杂芳基；

每个R1’和R2’分别独立地是如上所限定的R1或R2，或者R1’和R2’连同它们所连接的C原子共同构成CR1’R2’基团，该CR1’R2’基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基，

其中，X是O、S、NH、NR20或Se，

每个p独立地选自由0、1和2组成的组；以及

(b)聚合物基材，

条件为所述组合物不含卤代阻燃剂化合物。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中

L1、L2和L3每个独立地选自由键、C_1-10-亚烷基、-(C＝O)-、-O-、-NH-和-NR20-组成的组；

每个R1和R2独立地选自由S(＝O)_pR3、C_1-30-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、C_1-10-亚烷基-X-C_1-20-烷基、任选地用R10一次或多次取代的C_1-10-亚烷基-X-C_1-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环以及任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基组成的组；或者

R3选自由C_1-30-烷基、任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基、C_2-30-烯基、C_2-30-炔基、NR1R2、任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环和任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环的芳基或杂芳基组成的组；

或者

每个R1’和R2’分别独立地是如上限定的R1或R2，或者R1’和R2’连同它们所连接的C原子共同构成CR1’R2’基团，该CR1’R2’基团选自由以下组成的组：任选地用R10一次或多次取代的C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和或部分不饱和的单环或双环的杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基，

X是O、S、NH、NR20或Se；

每个p独立地选自由0、1和2组成的组。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物选自由分子式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)、(Ih)和(Ii)的化合物组成的组

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，n为从0至8，X’是键、N或O，Z选自由键、O、S、NH、NR20、N-SR3、CH₂、CHR20、C(R20)₂和C＝O组成的组，A是S、O或NH，Y选自由键、CH₂、CHR10、C(R10)₂、N-SR3、C＝O、C＝N-SR3和C＝N-N(R1”R2”N)-SR3组成的组，并且R1、R2、R3、R10、R20、R30、R40和R50如权利要求1中所限定。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ia)的化合物，

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，并且每个R10和R3如权利要求1中所限定，以及Z是键、O、S、NH、NR20、NSR3、CH₂、CHR20、C(R20)₂或C＝O。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ib)的化合物，

其中n为0至8，Y选自由CH₂、CHR10、C(R10)₂、N-SR3、C＝O、C＝N-SR3和C＝N-N(R1”R2”N)-SR3组成的组，其中R1”R2”N形成单环饱和杂环，并且每个R10和R3如权利要求1中所限定。

6.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ic)的化合物

其中R1和R2每个独立地如权利要求1中所限定。

7.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ie)的化合物

其中m为0至4，A为S、O或NH，并且R1、R2和R30每个独立地如权利要求1中所限定。

8.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(If)的化合物

9.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ig)的化合物，

其中每个R1和R2独立地如权利要求1中所限定。

10.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ih)的化合物

其中每个R10和R3独立地如权利要求1所限定，并且n为0至4。

11.根据权利要求10所述的组合物，其中，n是0或1。

12.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Iac)的化合物

其中m为0、1、2、3或4，并且T选自由C＝O、C＝S、C＝N-SR3、N-SR3、S和O组成的组；以及每个R3和R10独立地如权利要求1中所限定。

13.根据权利要求12所述的组合物，其中，m是0。

14.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物为分子式(Ibd)的化合物

其中每个R3如权利要求1中所限定，且L是键或C_1-10-亚烷基-(C＝O)-。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中，每个R1和R2独立地选自支链的C_3-30-烷基、C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基；或者R1和R2连同它们所连接的N原子共同构成任选地进一步含有1至4个选自N、S和O的杂原子和任选地用R10一次或多次取代的饱和的单环或双环的杂环；或者任选地进一步含有1至4个选自N、S和O的杂原子和任选地用R10一次或多次取代的单环、双环、三环的杂芳基，并且其中每个R10独立地如权利要求1所限定。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中，R1和R2每个独立地选自由支链的C_3-7-烷基、C_3-7-环烷基、任选地用R10一次或多次取代的饱和杂环、任选地用R10一次或多次取代的单环或双环的芳基或杂芳基组成的组。

17.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中，R1和R2中的一个为SR3，并且另一个选自由支链C_3-7-烷基、C_3-7-环烷基、任选地用一个或多个R10取代的饱和杂环、任选地用一个或多个R10取代的单环或双环的芳基或杂芳基组成的组。

18.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中，NR1R2构成选自以下的基团：

其中每个m独立地为0、1、2、3或4，每个n独立地为0、1、2、3、4、5、6、7或8，并且每个R3、R10和R20独立地如权利要求1所限定。

19.根据权利要求1所述的组合物，其中，R3为任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环的芳基或杂芳基。

20.根据权利要求1所述的组合物，其中，分子式(I)的化合物选自由以下组成的组：

2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-酮(1)；

1-((4-甲氧苯基)硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(2)；

2,2,6,6-四甲基-1-((4-硝基苯基)硫基)哌啶-4-酮(3)；

1-(2-硝基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(4)；

2,2,6,6-四甲基-1-(4-甲基苯硫基)哌啶-4-酮(5)；

1-(2,4,6-三甲基苯硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(6)；

1-(2-吡啶硫基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(7)；

1,2-双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-亚基)肼(8)；

甲基丙烯酸2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)-4-哌啶基酯(9)；

1-[(1-二硫亚氨基)次磺酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮(10)；

反式-2,5-二甲基-1,4-双(苯硫基)哌嗪(11)；

1-丁基硫基-2,2,6,6-四甲基哌啶(12)；

4'-硫联双吗啉(13)；

1,1'-硫联双-(2,6-二甲基)哌啶(14)；

1,1'-硫联双-(2,2,6,6-四甲基)哌啶(15)；

N-1,5,9-((4-甲氧基苯基)硫基))-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-胺(16)；

1,1'-硫联双邻苯二甲酰亚胺(17)；

1,1'-硫联双咔唑(18)；

2-[(4-甲氧基苯基)硫基]-1H-异吲哚-1,3(2H)-二酮(19)；

9-(苯硫基)-9H-咔唑(20)；

9-[(4-甲氧基苯基)硫基]-9H-咔唑(21)；

N-2-萘基-N-苯基-4-甲基苯次磺酰胺(22)；

N-双[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]-4-甲基苯次磺酰胺(23)；

N-环己基-S-苯基-N-(苯硫基)硫羟胺(24)；

2,4,6-三(4-吗啉基硫基)-[1,3,5]-三嗪(25)；

S-(苯并[d]噻唑-2-基)-N,N-二异丙基硫羟胺(26)；

S-(苯并[d]噻唑-2-基)-N,N-二环己基硫羟胺(27)；

苯并[c][1,2,5]噻二唑(29)；

3-(哌嗪-1-基)苯并[d]异噻唑(30)；

5-硝基苯并[c]异噻唑-3-胺(31)；以及

3-苯基-1,2,4-噻二唑-5-胺(32)

双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)癸二酸酯(33)；

碳酸双(2,2,6,6-四甲基-1-(苯硫基)哌啶-4-基)酯(34)；以及

1,3-双(苯硫基)-1H-苯并[d]咪唑-2(3H)-酮(35)。

21.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述分子式(I)的化合物被化学并入到所述聚合物基材的部分或全部聚合物材料中。

22.权利要求1中所限定的分子式(I)的化合物和/或包含一种或多种重复单元的聚合物作为阻燃剂用于为聚合物基材提供阻燃性能的用途，其中所述重复单元中的至少一种包含分子式(II)的次磺酰胺部分

其中，所述次磺酰胺部分包含在所述聚合物的主链中、在所述聚合物的侧基中或者是所述聚合物交联键的部分，并且其中

R3选自由C_1-30-烷基，任选地用R30一次或多次取代的C_3-7-环烷基，C_2-30-烯基，C_2-30-炔基，NR1R2，任选地用R30一次或多次取代的饱和或部分不饱和单环或双环的杂环和任选地用R30一次或多次取代的单环、双环或三环的芳基或杂芳基组成的组；

或者

X是O、S、NH、NR20或Se；

每个R10独立地选自由NO₂、CN、SO₃H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、＝S、＝O、R20、NHCOR20、NH₂、NHR20、N(R20)₂、OH、OR20、OSiH₃、OSi(R20)₃、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3和＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3组成的组，其中R1”R2”N构成任选地用一个或多个R10’取代的单环饱和杂环；如果当R10为O(C＝O)O-(NR1”R2”)-S(＝O)_pR3、S(＝O)_pR3、＝N-S(＝O)_pR3、-N＝N-(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3或＝N-N＝(R1”R2”N)-S(＝O)_pR3时，所述R3不被NR1R2或SNR1R2取代；

每个p独立地选自由0、1和2组成的组；

条件为R1、R2和R3中的至少一个被连接到所述聚合物，

其中，所述分子式(I)的化合物被化学并入到所述聚合物基材的部分或全部中，其中所得到的组合物不含卤代阻燃剂化合物。

23.一种如权利要求1至21中任一项所述的组合物作为阻燃剂的用途。

24.一种提供如权利要求1所述的阻燃剂组合物的方法，包括步骤：将如权利要求1至21中任一项所述的分子式(I)的化合物加入到基材，以获得阻燃剂组合物，其中所得到的组合物不含卤代阻燃剂化合物。