JP2002513060A - 臭素置換ポリスチレン系難燃剤 - Google Patents
臭素置換ポリスチレン系難燃剤Info
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Abstract
Description
rdants)として用いるに特に適した高品質の新規な臭素置換ポリスチレン
類(brominated polystyrenes)に関する。
タレート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリアミド類で用いるに適した難
燃剤であるとして充分に確立されている。最近、それらの使用をシンジオタクテ
ィックポリスチレンおよびポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートに拡
張することに興味が示された。臭素置換ポリスチレン類の製造は、一般に、ポリ
スチレンと臭素化剤(brominating agent)(例えば臭素また
は塩化臭素)の間の反応を溶媒(例えばジクロロエタン)およびルイス酸触媒の
存在下で行うことで成されている。このような幅広い文脈内で、従来技術は、高
い性能を示すが低コストの臭素置換ポリスチレンを得ようとする努力でいくつか
の方法を開発して来た。低コストに関しては説明不要である。性能は、ある程度
ではあるが、臭素含有量が適切なこと(一般に60−67重量%が好適である)
、溶液の色が適切なこと(ΔE=20−35)、そして塩素の含有量が適切なこ
と(最大値は1.5重量%)で予測される。生じる個々の臭素置換ポリスチレン
、従ってそれの品質は選択した方法で決定されるであろう。
造の特性である(と考えている)。臭素含有量は、(1)ポリマーの芳香部分に
置換基として存在する臭素、(2)ポリマーのアルキル部分、例えばポリマーバ
ックボーン(polymer backbone)またはポリマーの芳香族部分
のアルキル置換によって存在するアルキル部分の置換基として存在する臭素、お
よび(3)いくらか存在するイオン性臭素、例えば臭化ナトリウムの臭素の総量
に当てはまる。ポリスチレンの臭素置換中に起こる望ましくないアルキル置換反
応を使用するルイス酸である臭素置換用触媒が触媒しそして反応用溶媒(通常は
炭素原子数が1−3のジハロアルカン)がアルキル化剤(alkylating
agent)として働く。本明細書では、前記(1)の臭素を芳香ブロマイド
(aromatic bromide)と呼ぶ一方、前記(2)の臭素をアルキ
ルブロマイド(alkyl bromide)と呼ぶ。イオン性臭素(本明細書
では以降イオン性ブロマイド)は臭素の含有量に貢献し得るが、それの貢献度合
はほとんど常に小さいか或は僅かである。イオン性ブロマイドはポリマー構造の
一部ではなく、通常は臭素含有量を測定する前に行う洗浄でほとんど全部が臭素
置換ポリマー生成物(brominated polymer product
)から洗い流される。
の分離している不純物の結果ではないと考えている。色の原因は上述したアルキ
ルブロマイドおよび/または芳香部分の置換基であるアルキルクロライド(al
kyl chloride)(以下に述べる)によるものであり得る。
のようにポリマー構造の一部である塩素に帰する。塩素含有量の最も大きな原因
は塩化臭素を臭素化剤として用いることによる。
び/またはアルキルクロライド、即ちアルキルハライド(alkyl hali
de)の含有量を最小限にするのが好適である。アルキルハライドは芳香ハライ
ドほどには熱に安定でなく、従ってそれらは通常の最終使用加工条件下で容易に
ハロゲン化水素、例えばHBrまたはHClなどに変化し得ることから、アルキ
ルハライドは望ましいものでない。ハロゲン化水素は、水分が存在していると、
金属製加工装置のひどい腐食を引き起こす可能性がある。また、色の問題も存在
し、またこれもある種のアルキルハライドの影響を受けると考えている。有する
ブロマイドのほとんど全部が芳香ブロマイド[芳香−臭素(ar−bromin
e)]である臭素置換ポリスチレンは望ましい難燃(flame retard
ing)特性を有するであろう、と言うのは、そのような臭素は加工温度におい
て芳香部分から脱離せず、それの脱離が起こるのはむしろ炎前線に近付いた時(
vicinity of an approaching flame fro
nt)に遭遇する非常に高い温度になった時であるからである。
るか否か以外にまた臭素置換ポリスチレンが有する塩素の全含有量を最小限にす
るのも望ましい、と言うのは、塩素は難燃成分(flame retardan
t constituent)として臭素ほどには有効でないか或は安定でない
からである。
有量を得るのが望ましいが、不幸なことには、従来技術の方法がそれらをもたら
す能力はそれに合わない。本技術分野には優れた臭素置換ポリスチレンをもたら
すと主張されている数多くの方法が提案されてはいるが、実際には、いずれもそ
れらの見込みをうまくやりとげたことは示されていない。米国特許第4,200,
703号;米国特許第4,352,909号;米国特許第4,975,496号およ
び米国特許第5,532,322号を参照。前記特許の実施例(実際の実験である
と報告されている)の再吟味は、高い臭素含有量、即ち68重量%以上の臭素含
有量は得られていないことを示している。
のポリマー類に熱重量分析(TGA)を受けさせた時、それらは336℃未満の
温度で1重量%の損失を示し、実際、大部分が約300℃の温度で1重量%の損
失を示す。臭素置換ポリスチレンを高い加工温度にさらされるであろう熱可塑性
プラスチック配合と一緒に配合する時には、熱安定性が低いことは望ましいこと
ではない。
開裂がもたらされることが実証されている。このような開裂が起こると、結果と
して、生じた臭素置換ポリスチレンをゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時
にそれが示すMwは臭素置換ポリスチレンの計算した理論的Mwよりも有意に低く
なる。この計算は臭素置換ポリスチレン生成物の臭素含有量(重量%)とポリス
チレン反応体が反応開始時に示すMwを基にした計算である。GPCの誤差の±
余裕度(margins)が一定であると仮定して理論的Mwと生じる臭素置換
ポリスチレンが示す実際のMwが近いのが有利である、と言うのは、そのように
近いことはポリマーの開裂が僅かであることの証拠であるからである。開裂が起
こると結果として臭素置換ポリスチレンに含まれるアルキル末端基の数が増えそ
してこのアルキル末端基がこの上で考察した望ましくないアルキルハライドを生
じ易くする座(loci)を与えることから、開裂の度合は最小限でなければな
らない。
08/727,341(1996年9月26日付けで提出して、現在は米国特許
第5,677,390号)に、とりわけ、熱安定性を示す新規な臭素置換ポリス
チレンおよび前記臭素置換ポリスチレンを生じさせる新規な工程技術が提供およ
び記述されている。
度に1時間さらしても結果としてこの樹脂の色が有意に暗くなることがないよう
な度合にまで臭素置換ポリスチレンの熱安定性を更に向上させることができるこ
とを見い出した。更に、本発明を用いると、共通所有の出願連続番号08/85
2,462に開示されている臭素置換ポリスチレンが示す熱安定性を更に向上さ
せることができる一方、本発明を用いると、他の臭素置換ポリスチレン類、例え
ばFerro Corporationが製造販売しているPyro−Chek
(商標)臭素置換ポリスチレン難燃剤ばかりでなく前から存在するポリスチレン
オリゴマーまたはポリマーの臭素置換によって生じる他の如何なる臭素置換ポリ
スチレン難燃剤樹脂(brominated polystyrene fla
me retardant resin)の熱安定性を向上させることもここに
可能になると考えている。便利さの目的で、本明細書および本明細書の請求の範
囲で用いる如き用語「臭素置換ポリスチレン」は、前から存在するポリスチレン
系(polystyrenic)オリゴマーもしくはポリマーの臭素置換で作ら
れた臭素置換ポリスチレン系難燃剤樹脂を指し、これは1種以上の臭素置換スチ
レン系モノマー(brominated styrenic monomers
)のオリゴマー化または重合で生じるオリゴマーもしくはポリマーから区別され
、後者のオリゴマーもしくはポリマーの特性と臭素置換ポリスチレンの特性とは
数多くの点でかなり異なる。
スチレンにとって熱安定剤であるとして知られていなかった材料を非常に少量含
有させることを通して臭素置換ポリスチレン難燃剤が示す熱安定性の実質的な向
上を達成することができることを見い出したことにある。実際、そのような成分
の量は、大部分のケースで、本発明の臭素置換ポリスチレンを難燃量(flam
e retarding amount)でブレンドして完成させたポリマー組
成物(例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリ
エステルアミド、ポリカーボネート、ポリスルホンまたは他の熱可塑性プラスチ
ック材料)の物性が結果として実質的に全く変わらない(本発明の特殊な熱安定
剤成分を含有させていない以外は同じ臭素置換ポリスチレン難燃剤を同じ量で用
いて同じく完成させたポリマー組成物に比較して)ほどの少量(例えば0.75
重量%未満、好適には0.5重量%未満)であり得る。
ali metal base)を約1重量%未満(好適には約0.5重量%未
満)の量で含有させた臭素置換ポリスチレンである難燃添加剤組成物(flam
e retardant additive composition)を提供
し、前記アルカリ金属塩基の量は、本難燃添加剤をブロモクロロメタンに溶解さ
せそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽
出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量である。このアルカリ金属塩基
を本臭素置換ポリスチレンに添加するとそれの実際の化学構造または組成が変わ
るか或は変化する可能性があり、従って本臭素置換ポリスチレンに含有させるか
或は存在させるアルカリ金属塩基を言及する時(使用前のアルカリ金属塩基から
区別される)、用語「アルカリ金属塩基」は、少なくとも1種の特定塩基性アル
カリ金属化合物を本臭素置換ポリスチレンに添加することによって初期のアルカ
リ金属化合物がそのままであるか或はある程度または完全に他の1種以上の化学
形態に変化するか否かに拘らずそれを本臭素置換ポリスチレンに含有させる結果
として生じる塩基性物質を指すとして理解されるべきである。好適な態様である
本発明に従う臭素置換ポリスチレン難燃剤に入っているアルカリ金属塩基は、製
造中の臭素置換ポリスチレンにナトリウムもしくはカリウム無機塩基、最も好適
には水酸化ナトリウム、酸化ナトリウム、水酸化カリウム、酸化カリウムまたは
このような塩基のいずれか2種以上の混合物を添加する結果として残存する塩基
である。本発明の特に好適な難燃剤は、臭素置換ポリスチレンの溶液から沈澱を
起こさせることによって粒子形態で生じさせた難燃剤であり、そしてこの場合、
前記沈澱を塩基性無機アルカリ金属化合物の溶液に接触させることで起こさせた
ことから、前記化合物が前記臭素置換ポリスチレンの中に混入している。本明細
書および本明細書の請求の範囲で用いる如き用語「粒子」は、臭素置換ポリスチ
レンが個々別々の粒子(これは粉末のように微細であってもよい)の形態および
/またはより大きな粒子、例えば顆粒、フレーク、チップ、粒またはペレットな
どの形態であることを意味する。
含有する。驚くべきことに、このように高度に臭素置換されている物質を塩基性
無機アルカリ金属化合物に本発明に従って用いる比率で接触させてそれをそのよ
うに高度に臭素置換されている物質の中に取り込ませても前記臭素置換ポリスチ
レンの脱臭化水素化(dehydrobromination)は全く評価でき
るほどには起こらないように見える。
lの含有量が100ppm未満で1重量%損失(1% weight loss
)のTGA温度が340℃以上でありかつ臭素置換ポリスチレンをブロモクロロ
メタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果とし
て得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すようにアルカリ金属塩基
を約1重量%未満(好適には約0.5重量%未満)の量で含有する臭素置換ポリ
スチレンである。この態様では、TGAで1%の重量損失を示す時の温度が34
0℃から380℃の範囲内、より望ましくは345℃から375℃の範囲内であ
る臭素置換ポリスチレンを用いるのが望ましい。
す実際の臭素含有量と(b)この臭素置換ポリスチレンの製造で用いたポリスチ
レン反応体のMwを基にして計算した理論的Mwの約20%以内でありかつ(ii
)この臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果と
して生じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約
9.0のpHを示すような量でアルカリ金属塩基を含有する臭素置換ポリスチレ
ンである。
マー単位毎の各Xのなりたち(identity)は、臭素置換ポリスチレンを
周囲の大気圧下300℃に15分間加熱した時に発生するハロゲン化水素1種ま
たは2種以上の量が750ppm未満、望ましくはハロゲン化水素1種または2
種以上の量が約500ppm未満であるようななりたちである] で表されるポリマー単位(polymer units)で構成されていて臭素
含有量が少なくとも約65重量%、より好適には臭素含有量が少なくとも67重
量%で塩素が存在しているとしても塩素の全含有量が臭素置換ポリスチレンの約
500ppm以下、より好適には約100ppm以下でありかつ臭素置換ポリス
チレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で
抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すよ
うにアルカリ金属塩基を約1重量%未満(好適には約0.5重量%未満)の量で
含有する臭素置換ポリスチレンである(本明細書で用いるppm値は特に明記し
ない限り全部重量であり、臭素置換ポリスチレンの全重量を基準にした値である
)。最も好適には、この3番目の態様の臭素置換ポリスチレンは、ポリスチレン
に臭素置換をブロモクロロメタン溶媒中で受けさせることで生じさせた臭素置換
ポリスチレンである。
臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生
じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0
のpHを示すようにアルカリ金属塩基を約1重量%未満(好適には約0.5重量
%未満)の量で含有する臭素置換ポリスチレンである。
ロモジクロロエタン、トリブロモクロロエタンおよび前記の2種以上の任意混合
物から成る群から選択される不純物を含まないか或は本質的に含まずかつ臭素置
換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶
液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpH
を示すようにアルカリ金属塩基を約1重量%未満(好適には約0.5重量%未満
)の量で含有する臭素置換ポリスチレンである。
いずれか2つ、いずれか3つまたは4つ全部の特性および属性の組み合わせを示
すか或は前記好適な2番目、3番目、4番目および5番目の態様のいずれか2つ
、いずれか3つまたは4つ全部の特性および属性の組み合わせを示す臭素置換ポ
リスチレンを包含する。本発明の現在のところ更により好適な態様は、(i)前
記好適な1番目から5番目の各々の態様いずれかの臭素置換ポリスチレン、また
は(ii)この直ぐ上の文章で述べた特に好適な態様の臭素置換ポリスチレンの
特性および属性を有する臭素置換ポリスチレンのいずれかであり、ここでは、(
a)そのような組成物を生じさせる時に用いる塩基を1種以上のアルカリ金属の
水酸化物またはアルカリ金属の酸化物(特にNaまたはKの水酸化物または酸化
物)にして、これを前記塩基を水性媒体、例えば水などに溶解させることで生じ
させた水溶液として用い、そして(b)結果として生じた臭素置換ポリスチレン
組成物中のアルカリ金属塩基含有量を0.25重量%以下、更により好適には0
.15重量%以下にする。そのように臭素置換ポリスチレン組成物中の前記アル
カリ金属塩基の濃度が極めて低いことから、(1)臭素置換ポリスチレン組成物
自身も(2)この臭素置換ポリスチレン組成物を難燃剤として25重量%以下の
量でブレンドしたポリオレフィンポリマーもポリエステルポリマーもポリアミド
ポリマーもそのようなアルカリ金属塩基の存在が原因で通常の加工および貯蔵中
に特性の悪化が全く評価できる度合で起こらないことが確保される。
に臭素置換ポリスチレンが入っている溶液と(ii)水をアルカリ金属塩基の存
在下で接触させることで混合物を生じさせ、 b)a)の混合物を前記有機溶媒の少なくとも一部が留出してアルカリ金属塩基
を含有する臭素置換ポリスチレン粒子が生じるに充分なほど高い温度で充分な量
の蒸気または水に接触させる、 ことを含んで成るが、但し前記臭素置換ポリスチレン粒子が含有するアルカリ金
属塩基の量が約1重量%未満でありかつこの臭素置換ポリスチレンをブロモクロ
ロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果と
して得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量であることを
条件とする方法である。この態様のパートa)で混合物を生じさせる時に存在さ
せるアルカリ金属塩基はいろいろな様式で前記混合物に成り得る。従って、(i
)前記アルカリ金属塩基を前記臭素置換ポリスチレンと一緒にa)で生じさせる
混合物の中に運び込ませてもよいか、或は(ii)ある水溶液を前記臭素置換ポ
リスチレンに接触させる時にその水の中に前記アルカリ金属塩基を存在させても
よいか、或は(iii)前記アルカリ金属塩基をa)で生じさせる混合物に個別
に添加してもよいか、或は(iv)前記アルカリ金属塩基をルート(i)、(i
i)および(iii)のいずれか2つまたは3つ全部の組み合わせを通して存在
させてもよい。重要な事は、それがそこにどのようにして到達するかに関係なく
かつそれがイオン化形態で到達するか或は非イオン化形態で到達するかに関係な
くそれが存在することである。
特徴が更に明らかになるであろう。
製造で用いるポリスチレン反応体は商業的に入手可能な如何なるポリスチレン反
応体であってもよい。このポリスチレンのバックボーンは一般に水添を受けてお
らず、従って不飽和を持つであろう。EPO 0 201 411に教示されて
いるようにアニオン的に生じさせたポリスチレンを用いて臭素置換ポリマーを生
じさせる必要はなく、実際、このポリスチレン反応体はアニオン製造のポリスチ
レンでないのが好適である、と言うのは、そのようなポリマーは高価でありかつ
容易には入手できないからである。このポリマーが有するペンダント型芳香構成
要素(aromatic pendant constituents)はアル
キルで置換されていてもよいが、大部分のケースで、そのような置換基を持たな
いであろう。本発明の臭素置換ポリスチレンを生じさせる時に用いる好適なポリ
スチレンは、500から500,000の範囲内のMwを示しかつ1より高い値
から4の範囲内の多分散性(polydispersity)を示すポリスチレ
ンであろう。大部分の目的で用いるに適したポリスチレン反応体は100,00
0から300,000の範囲内のMwを示しかつ1.25から2.5の範囲内の
多分散性を示すであろう。より低い分子量を有するポリスチレン反応体は500
から100,000の範囲内のMwを示しかつ約10未満、好適には1を越える
値から約4の範囲内の多分散性を示すであろう。より高い分子量を有する適切な
ポリマーは300,000から500,000の範囲内のMwを示しかつ1を越
える値から約4の範囲内の多分散性を示す。Mwおよび多分散性の値は両方とも
本明細書の以下に記述するゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)技術を基にし
た値である。
如何なる添加剤も含有しないのが好適であり、例えばステアリン酸亜鉛、パラフ
ィン、鉱油などを含有しないのが好適であることも確認した。非常に好適なポリ
スチレンは、Dow Chemical Company(Midland、M
ichigan)が販売しているStyron(商標)612である。しかしな
がら、添加剤を含有するポリスチレン、例えばDow Chemical Co
mpanyのStyron 668、Styron 677、Styron 6
80ばかりでなく、Hercules Incorporated(Wilmi
ngton、Delaware)のPiccolastic A5、Picco
lastic A75またはPiccolastic D125、または他の製
造業者の相当する材料を用いることも可能である。臭素置換ポリスチレン 生じさせる臭素置換ポリスチレンは臭素を少なくとも約60重量%含有すべき
であるが、しかしながら、本発明の実施を用いると、更により低い臭素含有量(
例えば55重量%の如く低い)を有する臭素置換ポリスチレンでも熱安定性を向
上させることができる。この臭素含有量は典型的に65から70重量%の範囲で
あろう。臭素含有量が少なくとも約67重量%の臭素置換ポリスチレンを用いる
とより良好な難燃性能が達成される。臭素置換を受けさせたポリスチレンが好適
には少なくとも約68重量%の臭素含有量を持つようにする。
受けるであろうが、本発明の組成物を生じさせる時に用いる好適な臭素置換ポリ
スチレンは、何はさておき良好な色を有するものである。難燃剤にとって色は重
要な特性であり、真っ白が最終的な目標である。あらゆる臭素置換方法でいろい
ろな着色体が生じることから、本産業は、白色に近い製品を容認されるとして受
け入れてきた。従来技術の臭素置換ポリスチレンが示す色は、溶液のΔE値とし
て表して、一般に20から35の範囲内であろう。区別において、本発明の実施
で用いる好適な臭素置換ポリスチレンはΔE値が20未満、好適には5から18
の範囲内であることを特徴とする。このΔE値は最も好適には5から15の範囲
内であろう。
150℃を越える温度に加熱した時に本質的に全くか或はほとんど臭気を発しな
い点にある。比較として、Ferro CorporationのPyro−C
hek臭素置換ポリスチレン難燃剤は150℃でかなり強い臭気を発する。この
ような強い臭気はブロモクロロエタン類、例えばブロモジクロロエタン、ジブロ
モクロロエタン、ジブロモジクロロエタンおよびトリブロモクロロエタンなどが
Pyro−Chek 68PB製品に存在することに起因し得ると考えている。
本発明の実施で生じさせて用いる好適な臭素置換ポリスチレンにはそのようなブ
ロモクロロエタン類は検出可能な量では存在しない。
a)周囲の大気圧下300℃に15分間加熱した時に発生するHBrの量が75
0ppm未満、望ましくは500ppm未満の臭素置換ポリスチレン、 b)加うるに、塩素(Cl)の全含有量が約500ppm未満、より好適には全
塩素(Cl)含有量が約100ppm未満であるa)の臭素置換ポリスチレン、
c)a)またはb)の要求を満たすことに加えて、実際のMwが(i)臭素置換
ポリスチレンが示す実際の臭素含有量と(ii)臭素置換ポリスチレンの製造で
用いたポリスチレン反応体のMwを基にして計算した理論的Mwに近い臭素置換ポ
リスチレン、および d)a)またはb)またはc)の要求を満たすことに加えて、全臭素含有量が6
7から70重量%の範囲である臭素置換ポリスチレン、 である。
るが、その量は僅か、即ち約500ppm(Cl)未満、好適には約100pp
m(Cl)未満であろう。塩素が存在する場合、それの源は恐らくは臭素置換ポ
リスチレンの調製で用いるルイス酸触媒または溶媒でありそして恐らくは使用す
る塩素含有溶媒が痕跡量で残存することによるものであろう。最も好適な臭素置
換ポリスチレンは、X線蛍光分析で塩素含有量を検出することができない臭素置
換ポリスチレンである。
す実際の臭素含有量とこの臭素置換ポリスチレンの製造で用いたポリスチレン反
応体のMwを基にして計算した理論的Mwの約20%以内であるのが望ましい。G
PC分析の誤差の通常の±余裕度を除いて実際のMwと理論的Mwの間の差は、架
橋(Mwが大きくなる)またはポリマー鎖開裂(Mwが小さくなる)のいずれかの
証拠である。そのような臭素置換ポリスチレンの場合の前記20%の差は誤差の
±余裕度を包含する。好適な差は約20%未満の差であり、約10%未満の差が
最も好適である。GPC技術は、試験を受けさせるポリマーが同じ場合でも、同
様ではあるが異なる値を与える可能性があることから、臭素置換ポリスチレンが
この上に記述した20%もしくは10%の基準を満たすとして明記することを、
最も良好には、試験を受けさせるべき臭素置換ポリスチレンポリマーのGPC測
定を連続的に5回行った時の値の算術平均を取ることで行う。データの平均を取
る他の技術も適切であり、例えばGPC測定を連続して10回行って高い値と低
い値を廃棄して平均を取ることを利用するのも適切である。当然、用いる具体的
なGPC手順は再現性のある正確な結果を与えるべきである。向上した熱安定性の達成で用いる塩基 本発明に従って向上した熱安定性を与える時に用いる塩基は、初めは、1種以
上の塩基性アルカリ金属化合物、望ましくは1種以上の塩基性無機アルカリ金属
化合物であり、これらの中で特にナトリウムおよび/またはカリウムを含有する
化合物が望ましい。好適に用いる塩基は、初めは、1種以上のアルカリ金属の水
酸化物(特に水酸化ナトリウムもしくは水酸化カリウムまたはそれらの組み合わ
せ)、アルカリ金属の酸化物(特に酸化ナトリウムもしくは酸化カリウムまたは
それらの組み合わせ)、または1種以上のアルカリ金属水酸化物と1種以上のア
ルカリ金属酸化物の組み合わせ(特に水酸化ナトリウムと酸化ナトリウムの組み
合わせ、または水酸化カリウムと酸化カリウムの組み合わせ、水酸化ナトリウム
と酸化カリウムの組み合わせ、または水酸化カリウムと酸化ナトリウムの組み合
わせ)である。他の説明的アルカリ金属塩基には炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
、水酸化リチウム、酢酸ナトリウム、アセチルアセトンナトリウム、オクチルア
セト酢酸カリウム、水酸化セシウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸三ナトリウム
、テトラホウ酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、および他の塩またはアルカリ金
属のキレート化合物(chelates)が含まれる。
剤組成物を生じさせる時に用いる他の任意物質と一緒にする前のそれの組成に関
して同定する。このような塩基は、本難燃剤を製造する過程中および/または本
難燃剤を製造する過程が経過している間に用いる他の1種以上の成分にそれを添
加しそして/またはそれらと混合した後にそれの組成が変わる可能性があり、そ
してそれが起こる場合、それの構成が如何なる構成であろうともかつ起こり得る
変化の数がどれくらいの数であろうとも、それが完成難燃剤中に適切な量で存在
しているならば、その結果として変化した材料が全体としてか或は部分的にその
ようなアルカリ金属塩基が熱安定剤として機能することのもとになっていると考
えている。例えば、本明細書の以下に記述するように、塩基性化合物、例えば水
酸化ナトリウムなどは水溶液として使用可能であり、好適にはそれを水溶液とし
て用いる。水酸化ナトリウムを水と一緒に混合するとそのような溶液が生じる可
能性があり、かつ加うるに、酸化ナトリウムと水を混合して水酸化ナトリウムの
溶液を生じさせることを通してそのような溶液をインサイチューで生じさせるこ
とも可能である。いずれの場合にも、水酸化ナトリウムが水中でイオン化し、従
って、技術的には、もはやそのまま水酸化ナトリウムではない可能性がある。し
かしながら、それが完成臭素置換ポリスチレン難燃剤組成物に入っている時の形
態が如何なる形態であろとも、それは熱安定剤として働く特性を有する。このよ
うに、「初めは」は、本発明の難燃剤組成物を生じさせる時に用いる処理中に当
該塩基が全体としてか或は部分的に他のある種の分子形態または組成に変化し得
るかもしれないが本明細書では本発明の組成物を生じさせる時にか或は本組成物
を生じさせる時に用いる溶液または他の混合物を生じさせる時に用いる前にそれ
があたかもそれの元々の分子構造の状態で存在していたかのように当該塩基を呼
ぶことを意味する。臭素置換ポリスチレンへの塩基の配合 前以て生じさせておいた臭素置換ポリスチレンに塩基を熱安定量(例えば組成
物の全重量の1重量%未満、好適には0.5重量%未満)で単にブレンドするこ
とも可能であり得る。これは、溶融させた臭素置換ポリスチレンを塩基が樹脂の
中にかなり実質的に均一に分布することを確保すに充分なほど混合しながらこれ
に塩基をブレンドすることを通して達成可能である。そのような組成物を生じさ
せることを可能にする別の方法は粉末ブレンドであり、この場合には、微細形態
、例えば粉末形態で前以て生じさせておいた臭素置換ポリスチレンとまた微細形
態、例えば粉末形態の塩基を一緒に混合することで粉末ブレンド物を生じさせる
が、このブレンド物の組成が全体に渡って均一でないにしても少なくとも実質的
に均一であるようにする。この上に示したように、臭素置換ポリスチレンに導入
するか或はそれと一緒に混合する塩基の量は、結果として得た組成物をブロモク
ロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果
として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量である。こ
のpHの測定を標準的pHメーター、例えばHach EC−10メーター(H
ach Company、Loveland、Colorado)または相当す
るpHメーターを用いて行う。pH測定で少なくとも1種類の片を用いたのでは
信頼できる測定値が得られないことを確認した。
で沈澱させる時に塩基が前記臭素置換ポリスチレンに取り込れるようにするのが
明確に好適であると思われる。このようにして生じさせた臭素置換ポリスチレン
組成物が最良の熱安定性を示すように見える。そのような好適な手順では、無機
アルカリ金属塩基の水溶液、例えばNaOHおよび/またはKOHが水に10重
量%入っている溶液を臭素置換ポリスチレンが適切な有機溶媒、例えば塩化メチ
レン、二塩化エチレン、1,1,1−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、
および少なくとも35℃から150℃未満の範囲のいずれかの温度で沸騰する同
様なハロヒドロカーボンなどの如き有機溶媒に入っている溶液に接触させる。一
般的には、それらの中で塩化メチレンおよび二塩化エチレンがこの直ぐ上に挙げ
た他の溶媒よりも望ましい、と言うのは、塩化メチレンおよび二塩化エチレンは
ポリスチレンに臭素置換を受けさせる時に前記ポリスチレンを入れておくことが
できる溶媒として用いるに有用であるからである。しかしながら、臭素置換ポリ
スチレンに特に好適な有機溶媒はブロモクロロメタンである。ブロモクロロメタ
ンは臭素置換ポリスチレンにとって優れた溶媒であるばかりでなく、ポリスチレ
ンに臭素置換を受けさせる時に前記ポリスチレンを入れておくことができる理想
的な溶媒である、と言うのは、それは環境に優しく、臭素置換過程に比較的不活
性であり、68℃の非常に望ましい沸点を有し、かつこの溶媒中で臭素置換過程
を適切に実施した時に無色に近い臭素置換ポリスチレン生成物が生じ得るからで
ある。1997年4月25日付けで提出した共通所有の出願08/846,15
6には、ブロモクロロメタンを反応媒体として用いて臭素置換ポリスチレンを製
造する方法が記述および請求されている。
溶液および臭素置換ポリスチレンが適切な溶媒に入っている溶液を熱い液状の水
性媒体および/または蒸気の中に導入して前記有機溶媒の少なくとも一部をその
混合物から留出させかつ臭素置換ポリスチレンを粒子形態で沈澱させる。このよ
うな操作中、前記塩基が水溶液の状態の時には、そのように接触させる溶液の間
の密な接触を確保する目的でそれらを掻き混ぜるか或は他の様式で撹拌してもよ
い。従って、臭素置換ポリスチレンの粒子が生じると同時に前記塩基がその生じ
る粒子の中に取り込まれることが分かるであろう。その結果として本発明の組成
物が生じるが、但し結果として生じる粒状の臭素置換ポリスチレンがアルカリ金
属塩基をその粒状の臭素置換ポリスチレン難燃剤を25℃のブロモクロロメタン
に溶解させそしてその結果として生じた溶液を25℃の水で抽出した時に結果と
して得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量で含有するこ
とを条件とする。本発明の好適な臭素置換ポリスチレン組成物の製造 本発明の実施で生じさせて用いる好適な臭素置換ポリスチレンの製造は通常通
りではない。適切な方法は、一般に、ブロモクロロメタンとポリスチレンの溶液
と臭素の混合物(ポリスチレン中の重合したスチレン1モル当たり2.5から5
モルの臭素)をブロモクロロメタンがさらなる量で入っておりかつAlCl3が
触媒量で入っている反応槽に供給することを含んで成る[ポリスチレンとブロモ
クロロメタンと臭素の混合物に臭素置換用触媒を実質的に含めない。この語句「
臭素置換用触媒を実質的に含めない」は触媒の量が触媒有効量未満であることを
意味すると解釈されるべきである。触媒をそのような低い量で用いると、触媒作
用による臭素置換も架橋もほとんどか或は全く起こらない。そのような量は、一
般に、存在させるポリスチレン反応体の重量を基準にして500ppm未満であ
ろう]。反応が起こる温度は−10℃から10℃の範囲内であろう。この反応を
好適には−10℃から0℃の範囲の1つ以上の温度で実施する、と言うのは、そ
のようにすると最も高い品質の生成物がもたらされ、かつ驚くべきことに、反応
自身がそのような低い温度でも工程が商業的生産要求に合致するような適切に速
い速度で進行するからである。反応マス(reaction mass)が生じ
た後、それを通常は反応温度に約5分から2時間の範囲、好適には5分から20
分の範囲の時間維持する。この時間が経過した後、亜硫酸ナトリウム、グルコン
酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムまたは他の塩基を添加することで、触媒を
失活させ、いくらか残存する臭素化剤を失活させかつ反応マスのpHを適切な塩
基性レベルに調整することを通して、反応生成物の処理を行う。このような処理
を行った後、反応マスを沈降させて、臭素置換スチレン系重合体(styren
ic polymer)生成物を溶質として含有する有機相と水相を含む2相反
応マスを得る。その水相をデカンテーションで除去し、そして残存する有機相か
ら溶媒成分を除去する。前記有機相を沸騰水に注ぎ込むことでそのような除去を
達成するのが最も便利である。溶媒が瞬間的に蒸発して出て行くにつれて臭素置
換スチレン系重合体生成物が塩基を熱安定量で含有する沈澱物を形成する−−即
ち、完成臭素置換ポリスチレン組成物中にアルカリ金属塩基がこの完成組成物の
サンプルをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水
で抽出した時の水抽出液が少なくとも約9.0のpH、好適には9.5から11
の範囲のpH、より好適には10から10.5の範囲のpHを示すような量で入
っている。この沈澱物は如何なる液体−固体分離技術で回収されてもよく、例え
ば濾過、遠心分離などで回収可能である。次に、その回収した沈澱物を乾燥させ
る。
pm未満に保つことが重要である。反応流れまたは生成物流れに接触する装置が
鉄製であると、それによって鉄が生成物の中に入り込むことが通常起こる。従っ
て、鉄混入源として作用しない工程装置を用いるのが好適である。このような装
置は例えばガラス内張り装置または耐食合金製装置であり得る。
特に示さない限りまた本明細書の如何なる請求の範囲にも明記しない限り本発明
はそのような好適な工程技術の全部の使用にも如何なる部分の使用にも限定され
ないことは理解されるであろう。
に有用なポリスチレンはこの上に記述したポリスチレン類のいずれかである。ま
た、この上に述べたように、ポリスチレンが添加剤を含まないのが好適である。
再び、最も好適なポリスチレン反応体はDow Chemical Compa
nyが販売しているStyron 612である。
り得、例えばAlCl3、AlBr3およびAlのいずれかであってもよい。また
、アルミニウム触媒の混合物を用いることも可能である。この触媒を反応装置に
添加した後、これは触媒活性を有意に失うことなくある種の反応を起こす可能性
があり、例えばICl3はある程度ではあるがAlBr3に変わる可能性がある。
入手性および価格が理由でAlCl3が選択した触媒である。
は当該触媒の活性に依存するであろうが、臭素置換を受けさせるスチレン系重合
体の重量を基準にして一般に0.2から5重量パーセントの範囲、好適には0.
5から5重量パーセントの範囲内に入るであろう。触媒の活性が高ければ高いほ
ど使用量を少なくする一方、触媒の活性が低ければ低いほど使用量を多くする。
AlCl3を触媒として用いる場合には、0.5から3重量パーセントの範囲内
の量が好適である。
、或はHBrの酸化でそれを生じさせることも可能である。Br2は液体または
気体のいずれかで供給可能である。本方法で用いる臭素化剤の量は、供給する臭
素化剤全体とスチレン重合体全体の全体モル比が前記重合体に含まれるスチレン
モノマー単位当たりの臭素置換数が1から3になるようにすべきである。この臭
素置換を受けたポリスチレンが臭素を少なくとも約67重量%、望ましくは臭素
を少なくとも約68重量%、最も好適には臭素を約69から71重量%の範囲で
含有するようにするのが好適である。この方法で用いる臭素化剤の量は、所定ス
チレン重合体毎に選択した工程パラメーター(process paramet
ers)を用いて得ることができる最大の臭素含有量を考慮に入れて望まれる臭
素含有量で決定されるであろう。要求される臭素含有量が高ければ高いほど臭素
化剤を多く用いる必要がある。過臭素置換(perbromination)に
近付くにつれて最後の臭素置換が困難になることを指摘する。臭素化剤を更によ
り多い量で添加しても必ずしもそのような困難さが軽減されるとは限らない。し
かしながら、臭素含有量を最大限にしようと試みる場合には、臭素化剤を若干化
学量論的過剰量で供給するのが役立つ。約10%に及ぶ化学量論的過剰量が好適
である。この化学量論は、求める1置換当たりに1モルのBr2が必要であると
して容易に決定される。実際、実施者は、求める臭素含有量を重量基準で決定し
た後、それを得るに必要な臭素化剤のモル数を理想化した基準を基にして計算す
るであろう。例えば、スチレン系重合体がポリスチレンでありそして求める臭素
含有量が68重量%であるとすると、必要な臭素の量はスチレン系モノマー(s
tyrenic monomer)単位当たり少なくとも2.7モルであろう(
いくらか望まれる化学量論的過剰量を含まない)。
てもよいか或は臭素の一部を前以て添加しておいてその残りを前記溶液と一緒に
添加することも可能である。予備添加を用いる場合には、そのような前以て添加
しておく部分を本方法で用いる臭素全体の0.5から20%の量にする。
供給混合物に含める前記2つの反応体の量関係に関しては充分な考察を行ってこ
なかった。供給すべき混合物を、一般に、臭素化剤をスチレン系モノマー単位1
モル当たり1から8モル用いて供給時間の間のいずれかの時点で生じさせる。こ
の供給時間中の量関係は一定であってもよいか或は上述した範囲内で変えること
も可能である[前記範囲外のいくらかの偏位(excursion)もそれが本
方法の効率にも生成物の品質にも有意な害を与えない限り許され得る]。そのよ
うな供給混合物を生じさせる時の好適な範囲はスチレン系モノマー単位1モル当
たり2.5から5モルの臭素化剤である。理解されるであろうように、スチレン
系モノマー単位に対する臭素化剤のモル比がその選択した臭素化剤とスチレン系
モノマー単位の全体的モル比よりも小さいか或は大きいと言った量で臭素化剤を
供給混合物中で用いると、結果として、混合物成分としての臭素化剤またはスチ
レン系重合体のいずれかが他の成分が枯渇する前に枯渇してしまうであろう。例
えば、実施者が臭素含有量が70重量%の臭素置換ポリスチレンを製造すること
を選択したならば、臭素とスチレン系モノマー単位の全体的モル比を3.0:1
にするのが適切であり、望まれるならばいくらか過剰にすることも可能である。
実施者が臭素とスチレン系モノマー単位のモル比が1:1である供給混合物を生
じさせることを選択したならば、必要な全体的量の臭素を得る前にポリスチレン
の供給すべき量が完了してしまうことが分かるであろう。この場合、実施者は最
初に1:1の混合物を用いた後、ポリスチレン供給材料が枯渇した後に臭素供給
材料のみを用いて継続することになる。他方、供給混合物中のモル比が5:1に
なるように選択した場合には、臭素が最初に枯渇し、そしてポリスチレン単独を
用いて供給を終了させる必要があるであろう。一般的には、全体のモル比と供給
混合物の比率を少なくともいくらか同様にするのが好適である。しかしながら、
全てのケースで、初期の供給材料に含める臭素とスチレンモノマー単位のモル比
を好適には少なくとも1:1にすべきである。
基準)未満でありかつ有機不純物、例えば油、グリース、カルボニル含有炭化水
素、鉄などの含有量が10ppm以下であるのが好適である。入手可能な商業グ
レードの臭素はそのような不純物を含有している可能性がある。しかしながら、
そのような臭素が入手不能な場合には、臭素と濃(94−98パーセントの)硫
酸を3対1の体積比で一緒に混合することを通して臭素の有機不純物含有量およ
び水含有量を便利に低くすることができる。2相混合物が生じ、これを10−1
6時間撹拌する。撹拌そして沈降させた後、不純物と水を伴う硫酸相を臭素相か
ら分離する。臭素の純度を更に向上させる目的でその回収した臭素相に蒸留を受
けさせることも可能である。
にし、水の含有量(重量を基準)を100ppm未満にする。この溶媒の水含有
量を実際に得ることができる少量、即ち10から30ppm(重量を基準)の範
囲にするのが最も好適である。
触媒の触媒活性に影響を与える傾向があり、このような影響によってスチレン環
の迅速な芳香臭素置換(aromatic bromination)が邪魔さ
れる可能性がある。ある理由で、実施者が水を工程に多い量で入れそして脱水が
実施不能な時には、単に触媒の使用量を多くすることでそのような状況を克服す
ることも可能であり得る。
体の取り扱いが容易になりかつ臭素との混合が容易になる。このような溶液の重
合体含有量を好適には5から50重量%にする。重合体含有量が5から30重量
%の溶液がより高度に好適である。
分散液または懸濁液の状態になり得るように前記触媒をブロモクロロメタンと一
緒にしておくのが好適である。そのようにすると反応マスの混合が向上しかつ質
量移動品質(mass transfer qualities)が向上するで
あろう。このブロモクロロメタンと触媒の混合物は懸濁液であるとして最良に記
述される。ブロモクロロメタンをブロモクロロメタンと触媒の全重量を基準にし
て一般に95から99.9重量%、好適には99から99.8重量%の量で用い
るのが適切である。
処理する能力を考慮に入れて、スチレン系重合体/臭素化剤の混合物の供給を迅
速に行うべきである。簡単に述べると、決定的工程パラメーターから外れた偏位
が起こらないようにしながら装置が許容する最も短い時間で供給を行ってもよい
。商業的規模のプラントの場合の供給時間は一般に0.5から3時間になると予
測される。工程の規模が小さくなればなるほど供給時間が短くなると予測される
。
くは、臭素置換の温度を−10℃から10℃の範囲内に維持する。最も好適な温
度は−10℃から0℃の範囲の温度である。この上に示したように、最後に述べ
た範囲の温度を用いると品質が最高の生成物が生じ、かつ驚くべきことに、反応
自身もそのような低い温度において工程が商業的生産要求に合致するような適切
に速い速度で進行する。圧力は大気圧、大気圧以下または大気圧以上であっても
よい。
媒、即ちAlCl3を本質的に無水のブロモクロロメタンに入れて懸濁させる。
この懸濁液の調製をガラス内張り撹拌反応槽内で行って−10℃から−5℃の範
囲内の温度に持って行く。この反応槽内に入っている混合物を不活性な乾燥雰囲
気下に維持する。スチレン系重合体とブロモクロロメタンが入っている溶液を生
じさせた後、臭素の流れと密に混合することで均一な混合物を生じさせる。この
混合物を前記反応槽内で撹拌している臭素置換用触媒懸濁液に供給する。このス
チレン系重合体溶液と臭素の密な混合は数多くの方法で実施可能である。例えば
、前記溶液と臭素を混合用装置、例えば反応槽内の懸濁液レベルの下方地点にま
で伸びているディップチューブ(diptube)の下方末端の所に位置する混
合用ノズルなどに供給してもよい。この混合用装置の設計を前記溶液と臭素の密
な混合が得られるような設計にする。この混合用装置は、また、混合エネルギー
を前記密な混合物および触媒懸濁液に供給時点で与える働きもする。スチレン系
重合体溶液と臭素化剤の密な混合を得る別の技術は、インラインミキサー(in
−line mixer)、例えば衝突ミキサーなどが備わっている外部反応槽
ループ(exterior reactor loop)を用いる技術である。
このような外部反応槽ループの使用は、一般に、反応槽に最初に臭素置換用触媒
のスラリー、即ち懸濁液を仕込んだ後、反応槽から流れを取り出し、その流れを
次に反応槽の外側に位置するミキサーに送ることを包含する。また、少なくとも
臭素とスチレン系重合体から生じさせた混合物も前記ミキサーに供給することで
2番目の混合物を生じさせるが、これを前記2つの供給材料を前記ミキサーに送
り込むことで生じさせる。次に、この2番目の混合物を前記反応槽に戻す。この
反応槽から出て来る流れは、最初、触媒を含有しているであろう。この2番目の
混合物を前記反応槽に供給して工程を実施した後に取り出される流れは触媒と一
緒に臭素置換ポリスチレンを含有し始めるであろう。この工程を継続するにつれ
て、ポリスチレンの臭素置換度合が高くなって行くであろう。
般的に表示する反応槽を示す。反応槽1は撹拌反応槽であり、これに触媒とブロ
モクロロメタンを含んで成る懸濁液を最初に入れる。1つの流れを反応槽1から
反応槽排出導管4に通してポンプ5に送る。この流れはポンプ5で加圧されて導
管7を通って強制的に衝突ミキサー10に送られる。臭素を導管20に通してポ
ンプP1に送ると同時にポリスチレンとブロモクロロメタンの溶液を導管22に
通してポンプP2に送る。ポンプP1およびP2は臭素とポリスチレンと溶媒の密
な混合物が得られるようにインラインミキサー11への供給を行う。この密な混
合物は衝突ミキサー10に送られて、その中で反応槽1から来る流れと密に混ざ
り合う。衝突ミキサー10の排出液は導管33によって反応槽1に供給口3を通
して送られる。反応槽1の内容物の取り出しと衝突ミキサー10への供給を少な
くとも前記臭素とポリスチレン/ブロモクロロメタン溶液が実質的に全部送り込
まれるまで継続する。
ンの溶液を供給している間に組成の点で変化する。反応槽1の内容物は、最初、
触媒と溶媒を含んで成る。この過程が進むにつれて、反応槽の内容物は臭素置換
を受けたポリスチレン(これのいくらかは臭素置換が完全でなくそしていくらか
は求める臭素置換度のものである)を含むようになりかつそれの量が豊富になっ
て来る。この反応期間の最後の段階の間に最終的な臭素置換が起こることで所望
の臭素置換レベルが達成される。
r impingement mixer)を用いるか否かに拘らず、スチレン
系重合体の臭素置換によってHBrが主要な副生成物として生じるであろう。こ
の過程で生じるHBrは、通常、反応槽内容物の上のヘッドスペース(head
space)内に存在する。このHBrを除去して水スクラバー(water
scrubber)に送り込むか或は乾燥HBrとして貯蔵するのが好適であ
る。反応槽内容物の上の詰物(pad)として乾燥した不活性ガス、例えば窒素
などを用いることでそこに存在する水の量を最小限にすることができる。
ng feed)を供給している間、前記反応槽を、全てのケースで、好適には
低い温度、例えば−10℃から0℃の温度に維持するが、場合により、最も好適
には−10℃から−5℃に維持する。また、この供給が終了した後も反応槽を反
応温度(望ましくは−10℃から約10℃の範囲、好適には−10℃から約0℃
の範囲)に5分から2時間、好適には5から20分間維持する。前記供給が終了
した後のそのような追加的時間は、臭素置換を所望度合の臭素置換が達成される
まで続けるためのものである。そのような時間は、臭素−ポリスチレン供給中の
反応パラメーターが穏やかな臭素置換条件を与える場合の方が、前記供給中の選
択したパラメーターがより過激な臭素置換条件を与える場合よりも長くなるであ
ろう。前記供給が終了した後の追加的時間の間、反応マスを反応槽内に保持して
おいてもよい。
グルコン酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムで処理することで、前記触媒を失
活させ、いくらか残存する臭素化剤を失活させ、反応マスのpHを調整し、かつ
本発明に従って、臭素置換を受けたポリスチレンの中にアルカリ金属塩基を適切
な量で取り込ませる。このような処理を行った後、反応マスを沈降させることで
、臭素置換を受けたスチレン系重合体生成物を溶質として含有する有機相と水相
を含む2相反応マスを得る。その水相をデカンテーションで除去し、そして残存
する有機相から溶媒成分を除去する。前記有機相を沸騰しているか或はほぼ沸騰
している水の中に注ぎ込むことを通してそのような除去を達成するのが最も便利
である。前記溶媒が瞬間的に蒸発して出て行くにつれて、その残りの液相中に臭
素置換スチレン系重合体生成物粒子が沈澱物として生じてそれから分離し、それ
と同時に、本発明に従い、その粒子状の臭素置換ポリスチレンが生成する時に塩
基が前記臭素置換ポリスチレンの中に適切な量で取り込まれる。回収が容易な沈
澱物が生じるようにする補助で界面活性剤、例えばスルホこはく酸ジオクチルの
ナトリウム塩などを前記熱水に添加するのが好適である。以下に示す実施例4を
参照のこと。用いるスルホこはく酸ジオクチルの量は水と界面活性剤の全重量を
基準にして0.01から0.05重量%の範囲内であり得る。前記沈澱物は如何
なる液体−固体分離技術で回収されてもよく、例えば濾過、遠心分離などで回収
可能である。次に、この回収した沈澱物を乾燥させる。本発明の組成物を難燃剤として使用 本発明の臭素置換ポリスチレン組成物を熱可塑性プラスチック配合または発泡
体用途で難燃剤として用いる時、これを5から20重量%(この重量%は配合の
全重量を基準にした重量%である)の範囲内の量で用いる。熱可塑性プラスチッ
ク、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリエ
ステルアミド、ポリカーボネートおよびポリスルホンが典型的な基質樹脂(su
bstrate resins)である。本主題臭素置換ポリスチレン組成物に
よって最も利益を受け得る熱可塑性プラスチックはエンジニアリング熱可塑性プ
ラスチック、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレートおよびポリアミド樹脂などで
ある。この配合または発泡体に適宜通常の添加剤、例えば難燃相乗剤であるアン
チモン、抗酸化剤、UV安定剤、顔料、衝撃改良剤、充填材、酸捕捉剤、発泡剤
、ガラス繊維または他の補強用材料などを含めることも可能である。分析方法 本発明の熱に安定な臭素置換ポリスチレン組成物はアルカリ金属塩基(例えば
NaOHまたはそれの残基)を本難燃剤をブロモクロロメタンに溶解させそして
その結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少
なくとも約9.0のpHを示すように約1重量%未満の量で含有することを思い
出していただきたい。臭素置換ポリスチレンのサンプルに入っているアルカリ金
属塩基の重量%を測定する有用な方法は下記の通りである:臭素置換ポリスチレ
ン組成物のサンプルを典型的に1から1.2グラム量り取る(0.1グラム最寄
りで)。このサンプルを125ミリリットル(mL)のガラス製分液漏斗に入れ
る。この分液漏斗にブロモクロロメタン(BCM)を50mL加えて、この漏斗
をストッパーで閉じた後、この漏斗を振とうすることでサンプルを溶解させる。
次に、前記ストッパーを外して分液漏斗を開けた後、この分液漏斗の内容物に水
(pH7)を50mL加える。ストッパーを再び取り付けて、良好な混合を確保
する目的で前記分液漏斗を激しく振とうする。次に、液相分離が起こり得るよう
に前記漏斗を静止状態に維持する。下方のBCM層を排出させて適切かつ安全な
様式で処分する。前記分液漏斗に残存する水層を排出させて100mLのガラス
ビーカーに入れる。次に、適切な較正を受けさせておいた通常の自動滴定装置を
用いて前記溶液を0.1Nもしくは0.01NのHClで滴定する。別法として
、前記ビーカーに入っている内容物に3A Alcohol中0.1重量%のフ
ェノールフタレイン溶液を3−5滴加えた後、結果として生じた溶液を0.1N
もしくは0.01NのHClで無色の終点になるまで滴定する。臭素置換ポリス
チレン組成物を生じさせる時に用いた塩基が水酸化ナトリウムである場合には、
前記サンプル(サンプル中の塩基がNaOHとして存在すると仮定)中のNaO
Hの重量パーセントを式: NaOH(重量%)=N(HCl)xV(HCl)x40.01g/NaOHの
モルx100/1000mL/Lxサンプルの重量(グラム) を用いて計算し、ここで、N(HCl)は、用いたHClのモル規定であり、そ
してV(HCl)は、終点に到達するまでに用いたHClの体積である。他のア
ルカリ金属塩基の量も同様に測定を行って前記式中の分子量係数を適切に調節す
ることによって計算可能である。
カーに典型的なサンプルを1グラムから1.5グラム量り取って(0.1グラム
最寄りで)入れ、それを50mLのBCMに溶解させる。次に、二酸化炭素が出
て行くように沸騰させておいたpHが7の水を50mL加える。その結果として
生じた混合物を磁気撹拌機で2つの液相が密に混ざり合うように激しく2から5
分間撹拌する。次に、前記ビーカーに入っている2相が分離するように撹拌機の
速度を下げ、そしてpH電極を下げて上方の層のみに入れる。同じ日に較正を受
けさせておいたHach EC−10 pHメーター(または相当品)を用いて
上方の層のpHを測定する。
いろいろな態様に関連して他の分析方法を用いることも可能であり、本組成物は
、この上に記述した手順に従って必要なpHを示すばかりでなく、加うるに、他
の重要な特性または属性も示し、例えば高い臭素含有量、低いイオン性ブロマイ
ド含有量、適切な明るい色、高い熱安定性および所望のMw値も示す。
好な溶解度を示すことから、臭素置換ポリスチレンの全臭素含有量の測定は通常
のX線蛍光技術を用いて容易に達成される。分析を受けさせるサンプルは希釈サ
ンプル、即ち臭素置換ポリスチレンを60mLのTHFに0.1±0.05g入
れたサンプルである。XRF分光測定装置はPhillips PW1480
Spectrometerであってもよい。ブロモベンゼンがTHFに入ってい
る標準溶液を較正標準として用いる。本明細書に記述しそして本実施例に報告す
る臭素値は全部XRF分析方法を基にした値である。
ンが入手が容易な溶媒、例えばクロロベンゼンなどに容易に溶解することを再び
利用する。用いる分析方法は極めて簡単である。臭素置換ポリスチレンを5g±
0.1g量り取って50mLの遠心分離管に入れる。この管にまたクロロベンゼ
ンも45g±0.1g加える。この管を密封してリストアクション(wrist
action)の振とう機で1時間振とうする。この1時間の振とう時間後、
前記溶液を溶解しなかった固体に関して検査する。曇りが存在している場合、前
記溶液の遠心分離を4,000rpmで10分間行う。この溶液がそれでも透明
でない時には、遠心分離を追加的に10分間行う。この溶液が曇ったままの場合
には、正確な測定を行うのは不可能であるとしてそれを廃棄すべきである。しか
しながら、透明が溶液が得られたならば(ほとんどの場合得られる)、これに、
HunterLab ColorQuest Sphere Spectrocolorimeterを用いた試験を受けさせる。
透過長が20mmの透過用セルを用いる。比色計を「Delta E−lab」
に設定して、色をΔEとして報告しかつ色値を「L」、「a」および「b」で示
す。
10℃/分で25℃から400℃にまで加熱した。
素置換ポリスチレンの両方が示す熱挙動を試験する。TA Instruments Thermogra
vimetric Analyzerを用いてTGA値を得る。各サンプルをPt製鍋の上に置い
て、50−60ml/分の窒素流を用い、10℃/分で25℃から約600℃に
まで加熱する。
dex Detector, Model 410およびPrecision Detector Light Scattering Detecto
r, Model PD2000を検出器として用いたGPCでMw値を得た。カラムはWaters,
μStyragel, 500Å, 10,000Åおよび100,000Åであった。オートサンプラーはSh
imadzu, Model Sil 9Aであった。常規通りポリスチレン標準(Mw=185,0
00)を用いて光散乱データの精度を調べた。使用した溶媒はHPLCグレード
のテトラヒドロフランであった。用いた試験手順は、0.015−0.020g
のサンプルを10mLのTHFに溶解させることを伴っていた。この溶液の一定
分量を濾過して50μLを前記カラムに注入する。Precision Det
ectorsがPD 2000 Light Scattering Detectorで供給しているソフトウエ
アを用いて分離の分析を行った。
,637,650号に記述されている如き下記の試験手順を用いた。各サンプル
の実験を重複して行う。2.00±0.01gのサンプルを新しい奇麗な20x
150mmの試験管に入れる。ネオプレン製ストッパーとビトン(Viton)
(商標)フルオロエラストマー製管材を用いて、前記試験管から出る気体が3個
の250mLサイドアームフィルターフラスコ(sidearm filter
flasks)(各々に0.1NのNaOHが200mLとフェノールフタレ
ンが5滴入っている)に入っている表面下気体分散用フリット(subsurf
ace gas dispersion frits)の中に連続的に送られる
ように前記試験管を窒素パージライン(purge line)につなげる。0
.5 SCFHの一定窒素パージを用いて、前記試験管を溶融塩浴液(molt
en salt bath)(51.3%KNO3/48.7%NaNO3)中で
300℃に15分間加熱した後、周囲温度に5分間置く。次に、このサンプルが
入っている試験管を奇麗な乾燥した試験管に置き換えた後、この空の試験管を3
00℃の塩浴液に入れながら前記器具を窒素で追加的に10分間パージ洗浄する
。この試験管、管材および気体分散用管の全部を脱イオン水で濯いだ後、この濯
ぎ液を前記3個の収集用フラスコに入っている溶液と定量的に(quantit
atively)一緒にする。この一緒にした溶液を1:1のHNO3で酸性に
した後、自動電位差滴定装置(Metrohm 670、716、736または
相当品)を用いて、前記溶液を0.01NのAgNO3で滴定する。結果をHB
rのppm、HClのppmおよびHBr相当物のppmとして下記の如く計算
する: ppm HBr=(EP 1)(N)(80912)/(サンプル重量) ppm HCl=(EP 2-EP 1)(N)(36461)/(サンプル重量) ppm HBr 相当物=(EP 2)(N)(80912)(サンプル重量) ここで、EP(x)=終点に到達するまでに用いたAgNO3のmL;そしてN
=AgNO3のモル規定。 前記管材を次の分析を行う前に窒素で徹底的に乾燥させる。実験日毎に1番目の
サンプルを実験する前に3個の空の奇麗な試験管をブランクとして実験すること
で、系内に残存ハロゲン化水素が全く存在しないことを確かめる。
でそれと互換的に用い、これはポリスチレンを意味する一方、Sty.はスチレ
ンを意味する。用語「Mw」は、以下に記述するGPCで測定(光散乱検出器)
した時の重量平均分子量を意味する。
する好適な一般的手順を示す。
びサーモウエル(thermowell)を取り付けて、前記反応槽内でブロモ
クロロメタン(BCM、水が9ppm)が770.0gでAlCl3が2.77
5gの混合物を調製した。この反応槽の入り口にジャケット付きガラス製混合用
T字管を取り付けて、それに臭素(533.35g、3.337モル)そして1
34.00g(1.287/nモル)のポリスチレン(Mitsubishi
Kasei Plytex、Mw=270,000)が1204gのBCMに入
っている溶液をそれぞれ8.74g/分および20.27g/分の平均速度でポ
ンプ輸送した。前記反応槽および混合用T字管を1時間の供給時間および次の1
時間の処理(cook)時間の全体に渡って循環グリコール浴で冷却して0℃か
ら2℃の温度に維持した。次に、この反応混合物を水で洗浄した後、グルコン酸
ナトリウム水溶液と亜硫酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合物で中和した。
その有機相を追加的BCM(1450g)で希釈した後、この溶液を、スルホこ
はく酸ジオクチルのナトリウム塩(界面活性剤)が0.25g入っている1.8
Lの熱(90℃−94℃)水に滴下することで、生成物を沈澱させかつ溶媒を留
出させた。このスラリーを濾過して、オフホワイト(off−white)の固
体を水で洗浄した。乾燥を150℃で一定重量になるまで行うことで389.8
g得た。
換ポリスチレンを調製する。
びサーモウエルを取り付けて、前記反応槽内で75.10g(0.721/nモ
ル)のポリスチレン(Mitsubishi Kasei Plytex、Mw
=270,000)が750gの1,2−ジクロロエタン(EDC、水を12p
pm含有)が入っている溶液を調製した。前記反応槽に備わっているジャケット
にエチレングリコール液を循環させることで反応温度を制御した。前記ポリスチ
レン溶液を15℃に冷却した後、それに酸化アンチモン(III)を11.03
g加えた。149.7g(0.937モル)の臭素と66.3g(0.935モ
ル)の塩素が505gの冷(−5℃)EDCに入っている溶液(前以て調製)を
冷却されている塩化臭素供給用貯蔵槽に取り付けられているディップチューブに
通して前記反応槽内の液面下に加えた。この2時間の添加中に反応温度がゆっく
りとと10℃から25℃にまで上昇した。次に、この混合物を30℃にハロゲン
化水素の発生が終了[前記反応槽の排出ガスラインに取り付けた苛性スクラバー
の重量上昇が完了することで示されるように(1.5時間)]するまで保持した
。この反応混合物を水で洗浄した後、亜硫酸ナトリウム水溶液と苛性で中和した
。次に、その有機相を3.5Lのメタノールに滴下することで、生成物を沈澱さ
せた。このスラリーを濾過して、固体をメタノールで洗浄した。真空乾燥を15
0℃で行った後、明黄色の固体(生成物1)の重量は203.7gであった。
nモル)のポリスチレンと11.77gのSb2O3を用いて実施例2を繰り返し
た。水で洗浄して中和した有機相を等しく2分割した。一方を実施例1と同様に
1.5Lのメタノールに加えることで、乾燥を150℃で一定重量になるまで行
った後に101.6gの明黄色固体(生成物A)を得た。もう一方を1.9Lの
熱(89℃−94℃)水に滴下することで、生成物を沈澱させかつ溶媒を留出さ
せた。乾燥させた明黄色の固体(生成物B)の重量は100.3gであった。
説明する。
ナトリウム水溶液と亜硫酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合物で中和する段
階で、水酸化ナトリウム水溶液の量を、この過程で生じる臭素置換ポリスチレン
組成物の乾燥サンプルにこの上に記述したpH測定手順を受けさせた時に9.3
のpHを示す水抽出液が得られるような量にする。
前以て生じさせておいた臭素置換ポリスチレンに塩基を導入する。実施例5では
、以下に示す実施例16に実質的に記述する如く臭素置換ポリスチレンを生じさ
せる。実施例6における臭素置換ポリスチレンはFerro Corporat
ionのPyro−Chek 68PB難燃剤である。
素置換ポリスチレン粉末と(ii)水酸化ナトリウム粉末を結果として生じる混
合物がNaOHを0.11重量%含有するような量で一緒に混合することで粉末
ブレンド物を生じさせる。その結果として生じた粉末ブレンド物は、これにこの
上に記述したpH測定手順を受けさせた時、約9.5−10.5の範囲のpHを
示す水抽出液を与える。
ムを一緒に混合することで粉末ブレンド物を生じさせる。
を示す。加うるに、Ferro CorporationのPyro−Chek
68PB難燃剤の特性も示す。Pyro−Chek 68PB難燃剤は米国特
許第4,352,909号の教示に従って作られた難燃剤であると考えている。
きる他の有用な臭素置換ポリスチレン製造方法を示す。好適には、実施例4に記
述した様式で、無機アルカリ金属塩基を適切な過剰量で導入する。実施例5に示
した如き粉末ブレンド手順を実行することも可能ではあるが、しかしながら、こ
れは無機アルカリ金属塩基を導入するにはあまり有効な方法ではない。
せることで0℃に冷却しながら、この反応フラスコに乾燥(水が10ppm)ブ
ロモクロロメタン(BCM)を1549.83g入れ、これに塩化アルミニウム
を7.209g分(54.1ミリモル)懸濁させた(250rpmで撹拌)。P
S(360.96g、3.4657/nモル)が乾燥BCMに10.00重量%
入っている溶液(3250.44g)を2番目の5Lフラスコ内で調製した。用
いたポリスチレン(PS)はDow Chemical CompanyのSt
yron 612ポリスチレンであった。このポリスチレンは190,000の
Mwを示した。このPSの溶液をこの供給材料の貯蔵装置に備わっている下部の
バルブから前記反応フラスコに取り付けられているグリコール冷却ジャケット付
き混合用T字管にポンプ輸送した。それと同時に、臭素を風袋を量っておいた供
給材料貯蔵槽から前記同じ混合用T字管にポンプ輸送することで前記ポリスチレ
ン溶液と一緒にした後、前記反応フラスコ内で撹拌している触媒懸濁液に滴下し
た。Masterflex(商標)7550−90ポンプを2つ用いた。PS供
給装置では全体がテフロン(Teflon)製の供給ラインを用い、ポンプヘッ
ド77390を60rpmの一定速度で作動させた。それによって1分当たり2
1.02/nミリモル(21.89g/分)のPSから成る一定の供給速度が得
られた。臭素供給装置では、テフロン管材とビトン管材の組み合わせを用い、ポ
ンプヘッド7518−10を最初の18分間は70.05ミリモル/分の速度で
作動させ、18−23分間は38.80ミリモル/分の速度で作動させそして2
3−165分間は56.75ミリモル/分の速度で作動させた。両方の供給とも
165分で終了した。Br2/PSの全体のモル比は2.70であった。ポリマ
ーが反応フラスコに完全に移送されるのを確保する目的でPS溶液供給装置の濯
ぎで乾燥BCMを260.95g用いた。この添加全体そして次の2.3時間の
処理全体に渡って反応温度を0℃から4℃に維持した(反応槽の塔頂部分を窒素
でパージ洗浄しながら)。排出ガス用の苛性スクラバーの重量上昇は665.4
gであった(HBrの理論値の87.8%)。10重量%のグルコン酸ナトリウ
ム水溶液を125.0g添加することで触媒を失活させた。10重量%の亜硫酸
ナトリウム水溶液を63.41g分加えた後、10重量%のNaOH水溶液を4
23.0g加えることでpHを14に調整した。BCM(1334.6g)を用
いた希釈を行った後、その有機相を分離して水(1011.8g)で洗浄した。
この有機相を激しく撹拌している熱(90℃−94℃)水(これにスルホこはく
酸ジオクチルのナトリウム塩を1.23g添加しておいた)に加えることを通し
て、生成物を回収した。溶媒が前記熱水から留出することで、臭素置換ポリスチ
レン生成物が水に入っているスラリーが残存した。このオフホワイトの固体を吸
引で濾過した後、水で濯ぎ、真空オーブンに入れて1085.98g(97.9
%の収率)の一定重量になるまで乾燥(150℃/2トール/5時間)させた。
ポリスチレンを基準)を2.0重量%にし、ポリスチレンに対する臭素の供給モ
ル比を3.33にし、臭素の全当量を2.78にし、温度の範囲を0℃から5℃
にし、臭素/ポリスチレンの供給時間を32分/38分にしそして処理時間を1
50分にする以外は実施例7の手順に従った。
つかを示す。
ことで0℃に冷却しながら、このフラスコに乾燥(水が13ppm)ブロモクロ
ロメタン(BCM)を190g入れ、これに塩化アルミニウムを0.910g分
(6.82ミリモル)懸濁させた(250rpmで撹拌)。ポリスチレン(40
3.1/nミリモル)が乾燥BCMに10.00重量%入っている溶液(419
.86g分)を8.46g/分(8.13ミリモル/分)の一定速度で前記反応
フラスコに取り付けられているグリコール冷却ジャケット付き混合用T字管にポ
ンプ輸送した。それと同時に、臭素を6.09g/分(38.1ミリモル/分)
の一定速度で前記同じ混合用T字管にポンプ輸送することで前記ポリスチレン溶
液と一緒(Br2/PSの供給モル比は4.69である)にした後、前記反応フ
ラスコ内で撹拌している触媒懸濁液に滴下した。30.0分後に臭素の供給を止
め(1143.5ミリモル)、そして49.6分後にポリスチレン溶液の供給を
止めた(Br2/PSの全体モル比は2.84である)。ポリマーが反応フラス
コに完全に移送されるのを確保する目的でポリスチレン溶液供給装置の濯ぎで乾
燥BCMを160g用いた。この添加全体そして次の2時間の処理全体に渡って
反応温度を0℃−5℃に維持した。10重量%のグルコン酸ナトリウム水溶液を
16.4g添加することで触媒を失活させた後、10重量%のNaOH水溶液を
60.7g加えることでpHを14に調整した。この反応混合物を10重量%の
亜硫酸ナトリウム水溶液で洗浄した後、水で洗浄した。この有機相を激しく撹拌
している熱(90℃)水(スルホこはく酸ジオクチルのナトリウム塩である界面
活性剤が0.02重量%入っている)に加えることを通して、生成物を回収した
。溶媒が前記熱水から留出することで、臭素置換ポリスチレン生成物が水に入っ
ているスラリーが残存した。粉末状の固体を濾過して水で濯いだ後、真空オーブ
ンに入れて一定重量になるまで乾燥(150℃/2トール/5時間)させた。こ
の乾燥させた固体の重量は127.08g(95%収率)であった。この生成物
はBrを全体で69.6重量%含有していた。HunterLab溶液色(クロ
ロベンゼン中10重量%)値はL=94.58、a=−2.79、b=17.2
9、デルタE=18.34であった。
付けて、それらの各々をポンプにつなげた。前記供給用ラインの1つは臭素搬送
用でありそしてもう一方はPSとBCMの溶液を搬送するためのラインであった
。臭素(93.3g、31.3ml、即ち0.583モル)を1ml/分(19
.4ミリモル/分)の速度で搬送しかつPS/BCM溶液(PSが22.4g、
即ち0.215モルで無水BCMが97ml、即ち194g)を4ml/分(7
.17ミリモル/分)で搬送して、それらを個々の供給用ラインから同時に前記
冷却(5℃)されているY字形混合装置に送り込んだ。次に、その結果として生
じた密な混合物を前記混合装置から0.45g(PSを基準にして2重量%)の
塩化アルミニウムが49mL(98g)の無水BCMに入っている冷(5℃)懸
濁液に送り込んだ。この反応中に発生したHBrを苛性溶液で洗浄した。前記供
給は35分で完了し、そしてその混合物を5℃で2時間処理した。水洗浄そして
亜硫酸ナトリウム洗浄を行った後、この上に記述したように500mlの熱(9
0℃)水を用いて沈澱を起こさせることで固体状のBrPSを単離した。BrP
Sを全体で66g(97%収率)得た。この生成物はBrを全体で68.4重量
%含有していた。HunterLab溶液色(クロロベンゼン中10重量%)値
はL=96.74、a=−1.90、b=15.99、デルタE=16.44で
あった。
臭素置換ポリスチレンを生じさせる好適な追加的手順を示す。
ラスコ内で塩化アルミニウム(Aldrich、無水)が1.44g(10.8
ミリモル)で乾燥(モレキュラーシーブを用いて乾燥させた後、水が10−60
ppm)ブロモクロロメタン(BCM)が310gの混合物をテフロン(商標)
ポリマー製のパドルを350rpmで用いて撹拌した。冷エチレングリコールを
前記ジャケットの中に通して循環させることで前記フラスコの内容物を所望温度
に冷却した。Dow Styron 612ポリスチレン(72.2g、0.6
9当量)が乾燥BCMに10重量%入っている溶液(650g)を別の容器(5
00mLの目盛り付き滴下漏斗)に仕込んだ。この供給材料貯蔵装置の底から前
記ポリスチレン溶液を前記反応フラスコに取り付けられているジャケット付き真
空混合用T字管にポンプ輸送した。前記フラスコから出るエチレングリコールを
前記T字管に循環させることを通して、このT字管を反応混合物と同じ温度に維
持した。前記ポリスチレン溶液を前記貯蔵槽からポンプ輸送すると同時に臭素(
295.5g、1.85モル)を125mLの目盛り付き滴下漏斗から前記混合
用T字管にポンプ輸送することで、それを前記ポリスチレン溶液と一緒にした。
その結果として生じた赤色溶液をジャケット付き螺旋カラム(長さが約12”)
に通して前記撹拌している触媒懸濁液の表面の上に流れ出させた。前記混合用T
字管への供給でMasterflexポンプを2つ用いた。ポリスチレン用装置
ではCole−Palmer 77390ポンプヘッドが備わっている全部がテ
フロン製のラインを用いた。臭素供給装置ではテフロン製管材とViton製管
材の組み合わせを用い、この後者をMasterflex7518−10ポンプ
ヘッドと一緒に用いた。両方の供給とも約32−35分で終了した。完全な添加
を同時に達成するには供給速度を絶えず注意する必要があった。Br2/PSの
全体モル比は2.7であった。ポリマーが反応フラスコに完全に移送されるのを
確保する目的でポリスチレン溶液供給装置の濯ぎで乾燥BCMを57g用いた。
この添加が終了した後、反応物を窒素で清掃しながら温度で45分間撹拌した後
、10重量%の亜硫酸ナトリウム溶液を13g添加することで、それにクエンチ
を受けさせた(quenched)。このクエンチ中、前記材料を450rpm
で撹拌し、この速度で撹拌を5分間行った。前記亜硫酸塩を添加している間に反
応物の色が赤色/褐色からクリーム色(明黄褐色)に変わった。この反応物を5
分間放置した後、反応フラスコの下部のバルブを用いて相分離を行った。水相を
前記反応槽から除去した後、有機層を前記反応槽に戻し、そして10重量%のN
aOH水溶液(100−200g)を用いてpHを14に調整した。追加的BC
M(267g)を加え、その混合物を分液漏斗に移した後、相分離を起こさせた
。以下に示すようにして有機相を熱水に添加することで生成物を回収した。2L
の3つ口水きり付き(creased)フラスコに機械的撹拌機、125mLの
滴下漏斗、温度計、およびコンデンサ付きDean−Starkトラップを取り
付け、このフラスコに水を700mL仕込んだ後、加熱用マントルで92−94
℃に加熱した。前記滴下漏斗を前記分液漏斗の下方相に由来する内容物で満たし
た。この滴下漏斗から出る供給速度を前記Dean−Starkトラップに付い
ているコンデンサが過負荷にならないようにかつ水の温度が91℃より下になら
ないように管理した。BCMといくらかの水が塔頂から出て行く一方で、生成物
が水中で白色から黄色がかった白色固体として沈澱して来た。材料を前記フラス
コに連続的に流し込む必要に応じて前記滴下漏斗を再び満たした。この滴下が終
了した後、BCMの完全な除去を確保する目的でスラリーを温度で約10分間撹
拌した。このスラリーを約65℃に冷却した後、ブフナー漏斗に取り付けた#2
濾紙に通す吸引濾過で集めた。熱水を約300mL用いて前記フラスコおよびフ
ィルターケーキを濯いだ。その固体を2Lのビーカーに移し、400mLの水と
一緒に徹底的に混合した後、吸引濾過で再び単離した。この固体を一晩空気乾燥
させた後、真空オーブン(1−5mmHg)に入れて150℃で一定重量(18
0−200g)に到達するまで乾燥させた。この生成物を乳鉢と乳棒で粉末状に
した後、分析を行った(表IIIを参照)。
無機アルカリ金属塩基を適切な量で混入させることを、好適には、実施例4に実
質的に記述した様式で、臭素置換ポリスチレンをBCMから沈澱させる時にNa
OH(またはKOH)の水溶液を適切な過剰量で用いそして最終的な水洗浄段階
を行わないか或は最終洗浄液として代わりにNaOH(またはKOH)水溶液を
用いることで達成する。別法として、あまり好適ではないが、実施例11−24
に記述したように微細もしくは粉末形態で生じさせた臭素置換ポリスチレンを適
切な量の粉末にしたアルカリ金属塩基、例えば水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウ
ムまたは水酸化カリウムなどと一緒に粉末ブレンドすることも可能である。
けさせた。この組成物のNaOH含有量はこの上に記述した分析手順を用いて0
.11重量%であった(その中に存在している塩基がNaOHであると言った仮
定を基にして)。本発明の組成物をブロモクロロメタンに溶解させそしてその結
果として生じた溶液を水で抽出した時、結果として得られる水抽出液は9.3の
pHを示した。熱安定性の評価では、本発明の組成物の乾燥サンプルを315℃
の一定温度に1時間さらした。このサンプルはそのような処理の後でも明るい黄
褐色の色を有していた。それとは対照的に、本発明に従って要求するpHをもた
らす無機アルカリ金属塩基を含有しない多数種の臭素置換ポリスチレンのサンプ
ルはそのような高温の試験条件下で黒色に変わった。金属腐食試験では、軟炭素
鋼クーポン(coupon)をガラス製サンプルびんの底部分に位置させた臭素
置換ポリスチレン組成物の中に部分的に浸した。次に、このびんを空気循環オー
ブンに入れて315℃に1時間保持した。次に、孔食および表面暗色化で示され
る如き前記試験クーポンの腐食度合を測定した結果、それの腐食度合は非常に低
かった。本発明に従って要求するpHをもたらす無機アルカリ金属塩基を含有し
ない非常に類似した臭素置換ポリスチレンの2サンプルは同じ試験条件下で中程
度の腐食を示した。
レン自身以外のポリマーを全く含有しないことを特徴とする。言い換えれば、本
臭素置換ポリスチレンは、これの形態が粉末ブレンド物であるか、溶融させた臭
素置換ポリスチレンにアルカリ金属塩基を添加することで生じさせたブレンド物
であるか、或は臭素置換ポリスチレンの溶液から沈澱を起こさせることで粒子形
態で生じさせた組成物であるかに拘らず、本難燃添加剤が含有する唯一の高分子
量材料であり、ここでは、アルカリ金属塩基の溶液に接触させて沈澱を起こさせ
たことでアルカリ金属塩基が臭素置換ポリスチレンの中に混入している。本発明
の難燃添加剤組成物に他の添加剤材料を含めることも可能である。好適な態様で
は、本発明の組成物を(a)前記臭素置換ポリスチレンと(b)本難燃剤をブロ
モクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に
結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すように約1重量
%未満の量の1種以上のアルカリ金属塩基と(c)前記臭素置換ポリスチレンの
調製および沈澱中に用いる他の化学品に由来する痕跡量(例えば全体で約0.5
重量%未満)の残渣のみで構成させる。元々の塩基が強塩基、例えばNaOH、
KOH、Na2OまたはK2O(水和しているか或は無水であるかに拘らず)であ
る時、結果として得る臭素置換ポリスチレン中の塩基の量がこの組成物の全重量
を基準にして最も好適には0.25重量%以下、更により良好には、0.15重
量%以下になるようにする。
成分を言及する場合、この言及が単数であるか或は複数であるかに拘らず、それ
らが別の物質[化学名または化学タイプで言及する](例えば別の成分、溶媒)
に接触する前にそれらが存在するようにそれらを同定すると理解されるべきであ
る。結果として生じる混合物または溶液中でどんな予備的化学変化、変換および
/または反応(もしあれば)が起ころうとも問題でない、と言うのは、そのよう
な変化、変換および/または反応は特定の成分を本開示に従って要求する条件下
で一緒にする結果として自然に起こる事であるからである。このように、所望操
作の実施に関連してか或は所望組成物を生じさせる時に一緒にすべき材料である
として成分を同定する。本明細書の請求の範囲で物質、成分および/または材料
を現在時制(「含んで成る」、「である」)で言及することがあり得るかもしれ
ないが、そのような言及は、本開示に従ってそれを他の1種以上の物質、成分お
よび/または材料に最初に接触、ブレンドまたは混合する直ぐ前の時間にそれが
存在していたように当該物質、成分または材料を指すものである。接触、ブレン
ドまたは混合操作を化学者の常識および通常の技術を適用して本開示に従って実
施するとその過程中に物質、成分または材料が化学反応または変換を通してそれ
の元々の同定を失う可能性はあるが、これは、従って、本開示および本明細書の
請求の範囲の真の意味および内容の正確な認識および理解にとって全く重要では
ない。
に適した方法を示す図式図である。
マー単位毎の各Xのなりたち(identity)はこの臭素置換ポリスチレンを周囲の大
気圧下300℃に15分間加熱した時に発生する臭化水素の量が約750ppm
(重量/重量)未満であるようななりたちである] で表されるポリマー単位で構成されていて、臭素含有量が65から70重量%の 範囲 であり、塩素が存在しているとしても塩素の全含有量がこの臭素置換ポリス
チレンの約500ppm(重量/重量)以下であり、かつこの臭素置換ポリスチ
レンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽
出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すよう
な量でアルカリ金属塩基を含有する臭素置換ポリスチレン。
Claims (76)
- 【請求項1】 臭素置換ポリスチレン難燃剤であって、この難燃剤をブロモ
クロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結
果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すようにアルカリ金
属塩基を約1重量%未満の量で含有する難燃剤。 - 【請求項2】 前記難燃剤が、臭素置換ポリスチレンの溶液から沈澱を起こ
させることによって粒子形態で作られたものでありそして前記沈澱を少なくとも
1種の塩基性アルカリ金属化合物の溶液に接触させることで実施したことによっ
て前記塩基が前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項1記載の難燃剤。 - 【請求項3】 前記臭素置換ポリスチレン難燃剤に入っているか或はそれと
混ざり合っている前記アルカリ金属塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であ
った請求項1または2記載の難燃剤。 - 【請求項4】 前記塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請求項1
または2記載の難燃剤。 - 【請求項5】 前記塩基が初めは水酸化ナトリウムであった請求項1または
2記載の難燃剤。 - 【請求項6】 前記pHが9.5から11の範囲である請求項1記載の難燃
剤。 - 【請求項7】 前記難燃剤が、臭素置換ポリスチレンの溶液から沈澱を起こ
させることによって粒子形態で作られたものでありそして前記沈澱をアルカリ金
属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が前記臭素置換
ポリスチレンに混入している請求項6記載の難燃剤。 - 【請求項8】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求項
6または7記載の難燃剤。 - 【請求項9】 前記塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請求項6
または7記載の難燃剤。 - 【請求項10】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムであった請求項6
または7記載の難燃剤。 - 【請求項11】 前記pHが10から10.5の範囲である請求項1記載の
難燃剤。 - 【請求項12】 前記難燃剤が、臭素置換ポリスチレンの溶液から沈澱を起
こさせることによって粒子形態で作られたものでありそして前記沈澱をアルカリ
金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が前記臭素置
換ポリスチレンに混入している請求項11記載の難燃剤。 - 【請求項13】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項11または12記載の難燃剤。 - 【請求項14】 前記塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請求項
11または12記載の難燃剤。 - 【請求項15】 前記塩基が初めは水酸化ナトリウムであった請求項11ま
たは12記載の難燃剤。 - 【請求項16】 臭素置換ポリスチレンであって、Clの含有量が約500
ppm未満であり、1重量%損失のTGA温度が340℃以上であり、かつこの
臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生
じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0
のpHを示すようにアルカリ金属塩基を約1重量%未満の量で含有する臭素置換
ポリスチレン。 - 【請求項17】 前記TGA温度が340℃から380℃の範囲内である請
求項16記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項18】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項17記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項19】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項18記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項20】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項17記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項21】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項20記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項22】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項21記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項23】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カ
リウムまたは両方であった請求項21記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項24】 前記TGA温度が345℃から380℃の範囲内である請
求項16記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項25】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項24記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項26】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項25記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項27】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項24記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項28】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項27記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項29】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項28記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項30】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カ
リウムまたは両方であった請求項28記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項31】 臭素置換ポリスチレンであって、(i)実際のMwが、(
a)この臭素置換ポリスチレンの実際の臭素含有量と(b)この臭素置換ポリス
チレンの製造で用いたポリスチレン反応体のMwを基にして計算した、理論的Mw の約20%以内でありかつ(ii)この臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメ
タンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果として
得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量でアルカリ金属塩
基を含有する臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項32】 実際のMwが理論的Mwの約10%以内である請求項31記
載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項33】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項32記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項34】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項33記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項35】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項32記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項36】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項35記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項37】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カ
リウムまたは両方であった請求項36記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項38】 臭素置換ポリスチレンであって、式: 【化1】 [式中、 各Xは、独立して、水素原子または臭素原子もしくは塩素原子であるが、各ポリ
マー単位毎の各Xのなりたち(identity)はこの臭素置換ポリスチレンを周囲の大
気圧下300℃に15分間加熱した時に発生する臭化水素の量が約750ppm
(重量/重量)未満であるようななりたちである] で表されるポリマー単位で構成されていて、臭素含有量が少なくとも約65重量
%であり、塩素が存在しているとしても塩素の全含有量がこの臭素置換ポリスチ
レンの約500ppm(重量/重量)以下であり、かつこの臭素置換ポリスチレ
ンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出
した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような
量でアルカリ金属塩基を含有する臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項39】 前記臭素含有量が少なくとも約67重量%である請求項3
8記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項40】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項38記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項41】 前記無機塩基が初めはアルカリ金属の水酸化物であった請
求項40記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項42】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項38記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項43】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項42記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項44】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カ
リウムまたは両方であった請求項43記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項45】 臭素置換ポリスチレンであって、1重量%損失のTGA温
度が340℃以上でありかつこの臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに
溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果として得られ
る水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すようにアルカリ金属塩基を約1重
量%未満の量で含有する臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項46】 前記臭素置換ポリスチレンが臭素置換ポリスチレンの溶液
から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱を
アルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が前
記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項45記載の臭素置換ポリスチレン
。 - 【請求項47】 臭素置換ポリスチレンであって、ブロモジクロロエタン、
ジブロモクロロエタン、ジブロモジクロロエタン、トリブロモクロロエタンおよ
び前記の2種以上の混合物から成る群から選択される不純物を本質的に含まず、
かつこの臭素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果
として生じた溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも
約9.0のpHを示すようにアルカリ金属塩基を約1重量%未満の量で含有する
臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項48】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項47記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項49】 臭素置換ポリスチレンであって、(i)Clの含有量が約
500ppm未満であり、(ii)1重量%損失のTGA温度が340℃以上で
あり、(iii)実際のMwが、(a)この臭素置換ポリスチレンの実際の臭素
含有量と(b)この臭素置換ポリスチレンの製造で用いたポリスチレン反応体の
Mwを基にして計算した、理論的Mwの約20%以内であり、かつ(iv)この臭
素置換ポリスチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じ
た溶液を水で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0の
pHを示すようにアルカリ金属塩基を約1重量%未満の量で含有する臭素置換ポ
リスチレン。 - 【請求項50】 周囲の大気圧下300℃に15分間加熱した時に発生する
臭化水素の量が約750ppm(重量/重量)未満でありかつ臭素含有量が少な
くとも約65重量%である請求項49記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項51】 ブロモジクロロエタン、ジブロモクロロエタン、ジブロモ
ジクロロエタン、トリブロモクロロエタンおよび前記の2種以上の混合物から成
る群から選択される不純物を本質的に含まない請求項50記載の臭素置換ポリス
チレン。 - 【請求項52】 前記臭素置換ポリスチレンが、臭素置換ポリスチレンの溶
液から沈澱を起こさせることによって生じさせた粒子形態でありそして前記沈澱
をアルカリ金属塩基の溶液に接触させることで実施したことによって前記塩基が
前記臭素置換ポリスチレンに混入している請求項51記載の臭素置換ポリスチレ
ン。 - 【請求項53】 前記塩基が初めは少なくとも1種の無機塩基であった請求
項52記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項54】 前記無機塩基が初めは水酸化ナトリウムもしくは水酸化カ
リウムまたは両方であった請求項53記載の臭素置換ポリスチレン。 - 【請求項55】 a)(i)少なくとも35℃以上でかつ150℃未満の範
囲の温度で沸騰する有機溶媒に臭素置換ポリスチレンが入っている溶液と(ii
)水をアルカリ金属塩基の存在下で接触させることで、混合物を生じさせ、 b)a)の混合物を前記有機溶媒の少なくとも一部が留出
してアルカリ金属塩基を含有する臭素置換ポリスチレン粒子が生じるに充分なほ
ど高い温度で充分な量の蒸気または水に接触させる、 ことを含んで成るが、但し前記臭素置換ポリスチレン粒子に含まれるアルカリ金
属塩基の量が約1重量%未満でありかつこの臭素置換ポリスチレンをブロモクロ
ロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水で抽出した時に結果と
して得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示すような量であることを
条件とする方法。 - 【請求項56】 前記アルカリ金属塩基の溶液が少なくとも1種の無機アル
カリ金属塩基の水溶液である請求項55記載の方法。 - 【請求項57】 前記アルカリ金属塩基の溶液がアルカリ金属水酸化物の水
溶液である請求項55記載の方法。 - 【請求項58】 前記アルカリ金属塩基の溶液が水酸化ナトリウムの水溶液
である請求項55記載の方法。 - 【請求項59】 前記pHが9.5から11の範囲である請求項55記載の
方法。 - 【請求項60】 前記pHが10から10.5の範囲である請求項55記載
の方法。 - 【請求項61】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がジクロロメ
タン、1,2−ジクロロエタンまたはブロモクロロメタンである請求項55記載
の方法。 - 【請求項62】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンである請求項55記載の方法。 - 【請求項63】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がジクロロメ
タン、1,2−ジクロロエタンまたはブロモクロロメタンであり、前記アルカリ
金属塩基の溶液がアルカリ金属水酸化物の水溶液であり、そして前記pHが9.
5から11の範囲である請求項55記載の方法。 - 【請求項64】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンであり、前記アルカリ金属塩基の溶液が水酸化ナトリウムの水溶液であ
りそして前記pHが10から10.5の範囲である請求項55記載の方法。 - 【請求項65】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンであり、前記アルカリ金属塩基の溶液が(a)水酸化ナトリウムの水溶
液、(b)水酸化カリウムの水溶液または(c)水酸化ナトリウムと水酸化カリ
ウムの水溶液でありそして前記pHが9.5から11の範囲である請求項55記
載の方法。 - 【請求項66】 (i)少なくとも35℃以上でかつ150℃未満の範囲の
温度で沸騰する有機溶媒に臭素置換ポリスチレンが入っている溶液と(ii)ア
ルカリ金属塩基の溶液を、前記有機溶媒の少なくとも一部が留出してアルカリ金
属塩基を含有する臭素置換ポリスチレン粒子が生じるに充分なほど高い温度で充
分な量の蒸気または水の中に導入することを含んで成るが、前記臭素置換ポリス
チレンとアルカリ金属塩基の相対的比率が(a)この臭素置換ポリスチレン粒子
中のアルカリ金属塩基の量が約1重量%未満でありかつ(b)この臭素置換ポリ
スチレンをブロモクロロメタンに溶解させそしてその結果として生じた溶液を水
で抽出した時に結果として得られる水抽出液が少なくとも約9.0のpHを示す
ような比率である方法。 - 【請求項67】 前記アルカリ金属塩基の溶液が少なくとも1種の無機アル
カリ金属塩基の水溶液である請求項66記載の方法。 - 【請求項68】 前記アルカリ金属塩基の溶液がアルカリ金属水酸化物の水
溶液である請求項66記載の方法。 - 【請求項69】 前記アルカリ金属塩基の溶液が水酸化ナトリウムの水溶液
である請求項66記載の方法。 - 【請求項70】 前記pHが9.5から11の範囲である請求項66記載の
方法。 - 【請求項71】 前記pHが10から10.5の範囲である請求項66記載
の方法。 - 【請求項72】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がジクロロメ
タン、1,2−ジクロロエタンまたはブロモクロロメタンである請求項66記載
の方法。 - 【請求項73】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンである請求項66記載の方法。 - 【請求項74】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がジクロロメ
タン、1,2−ジクロロエタンまたはブロモクロロメタンであり、前記アルカリ
金属塩基の溶液がアルカリ金属水酸化物の水溶液でありそして前記pHが9.5
から11の範囲である請求項66記載の方法。 - 【請求項75】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンであり、前記アルカリ金属塩基の溶液が水酸化ナトリウムの水溶液であ
りそして前記pHが10から10.5の範囲である請求項66記載の方法。 - 【請求項76】 前記臭素置換ポリスチレンの溶液の有機溶媒がブロモクロ
ロメタンであり、前記アルカリ金属塩基の溶液が(a)水酸化ナトリウムの水溶
液、(b)水酸化カリウムの水溶液または(c)水酸化ナトリウムと水酸化カリ
ウムの水溶液でありそして前記pHが9.5から11の範囲である請求項66記
載の方法。
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