JP2017500432A - 難燃剤としてのスルフェンアミド - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は難燃剤の分野で、難燃剤としてのスルフェンアミドの使用、とりわけ、ポリマー基体中のスルフェンアミドの難燃剤としての使用に関する。
ポリマーの難燃性を高めるには、合成ポリマー材料及び天然ポリマー材料いずれも難燃剤を添加している。様々な種類のポリマーで難燃性を得るために、これまで無機及び有機いずれの化合物も使用されてきた。主な難燃剤の種類として、ハロゲン化炭化水素化合物、リン含有化合物、金属酸化物及び金属水酸化物等の金属化合物、メラミン誘導体が挙げられる。有効性の観点からハロゲン化難燃剤が一般に使用されている。しかしながら、ハロゲン化化合物の使用は広く環境への懸念となってきた。
ハロゲン化難燃剤に関する問題を低減するために、ハロゲン化難燃剤とともに相乗剤が使用されることが多い。相乗剤とは、難燃剤の難燃性を向上させる化合物であるため、難燃剤の量を大幅に削減して使用することができる。相乗化合物とは「遊離基開始剤」として知られる化合物群を含み、有機過酸化物(例えば米国特許第3058926号参照)、ジベンジル化合物(例えば米国特許第3271333号及び第3420786号参照)、ジスルフィド(例えば米国特許第3284544号参照)、ヒドラゾン(例えば米国特許第3269962号参照)、スルフェンアミド(例えば米国特許第3296340号及びFR1391298号参照)及びアゾ化合物(例えば米国特許第4237179号、第3897373号、第4486347号及びFR1425563号参照)が挙げられる。このような相乗剤の使用は、別の難燃剤、主にハロゲン化難燃剤と一緒に使用するだけであったり、及び/又は、相乗剤自体をハロゲン化することがある。
また、非ハロゲン化N-ハイドロカルビルオキシヒンダードアミン類(NOR-ヒンダードアミンとして公知)が、難燃剤の代用として提案されている。これらは単独で、例えばハロゲン化難燃剤の代わりに使用してもよいし、或は、難燃剤向けの相乗剤として使用してもよい(例えばWO9900450号参照)。更に、ある種のポリマーの難燃性を向上させることを目的に、いくつかの非ハロゲン化アゾ、ヒドラジン及び過酸化物誘導体も提案されている(例えばWO2005030852号及びWO2008101845号参照)。
しかしながら、ハロゲン化難燃剤化合物にかわる工業的にも環境にも望ましい非ハロゲン化難燃剤化合物へのニーズがいまだにある。
そこで、本発明の目的は、前記問題点を克服する非ハロゲン化難燃剤化合物を提供することである。本発明の目的は、難燃剤化合物として式(I)の化合物を使用することによって達成され、前記式(I)の化合物を含む難燃性組成物は、独立請求項に記載の特徴を有する。本発明の好適な実施形態は従属請求項に開示されている。
本発明は、スルフェンアミドを単独、又はハロゲンを含まない別の難燃剤と一緒にポリマー基体に適用すると、ポリマー基体に優れた難燃性が付与されるという驚くべき知見にもとづく。本発明の化合物は特有のS-N核を有するが、このS-N核自体が難燃活性を有するものとしての開示は従来技術にはない。
本発明は、式(I)の化合物の難燃剤としての使用に関するもので、式(I)の化合物は以下の構造を有する。
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(C=O)-O-、O、NH-(C=O)-、-(C=O)-NH-、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H、S(=O)pR3、C1-30-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
R3は、C1-30-アルキル、1個以上のR30で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、NR1R2、1個以上のR30で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、及び1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’は結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
Xは、O、S、NH、NR20、P、Si又はSeであり、
R10はそれぞれ独立して、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、及び=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3からなる群から選択され、R1”R2”Nが1個以上のR10’で置換されていてもよい単環式飽和複素環を形成し、R10がO(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3であるならば、前記R3はNR1R2又はSNR1R2で置換されず、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2及びS(=O)p-NR1R2からなる群から選択され、R30がNR1R2又はS(=O)p-NR1R2の場合は、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、R40がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、-S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択される。
更に、本発明は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーの、難燃剤としての使用に関するもので、
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(C=O)-O-、O、NH-(C=O)-、-(C=O)-NH-、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H、S(=O)pR3、C1-30-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
L1、L3、R1及びR3は、結合する窒素原子及び硫黄原子と一緒になって、1個以上のR40で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール、及び1個以上のR40で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環からなる群から選択される基を形成し、R2が前記定義の通りであるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’が結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
Xは、O、S、NH、NR20、P、Si又はSeであり、
R10’はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、NHCOR20、NH2、NHR20、N(R20)2、OH、OR20、OSiH3及びOSi(R20)3からなる群から選択され、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2及びS(=O)p-NR1R2からなる群から選択され、R30がNR1R2又はS(=O)p-NR1R2の場合は、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R50はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、R50がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択され、
R1、R2及びR3の少なくとも1個が前記ポリマーに結合している。
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、O、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H、S(=O)pR3、C1-30-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
L1、L3、R1及びR3は、結合する窒素原子及び硫黄原子と一緒になって、1個以上のR40で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール、及び1個以上のR40で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環からなる群から選択される基を形成し、R2が前記定義の通りであるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’は結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
Xは、O、S、NH、NR20、P、Si又はSeであり、
R10’はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、NHCOR20、NH2、NHR20、N(R20)2、OH、OR20、OSiH3及びOSi(R20)3からなる群から選択され、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、R40がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、-S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R50はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、R50がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、前記NR1R2は、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択される。
本願明細書で使用される「C1-10-アルキレニル」という用語は、好適には1〜10個の炭素原子を有する直鎖又は分岐の炭化水素から誘導される二価の基である。アルキレニル基の代表例としては、-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2-及び-CH2CH(CH3)CH2-が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本願明細書で使用される「C2-30-アルケニル」という用語は、いずれかの2個の炭素原子間に少なくとも1つのオレフィン二重結合を有し、好適には1〜30個、好ましくは1〜7個の炭素原子をアルケニル部位に有する直鎖又は分岐の不飽和炭化水素基であり、エテニル、1-プロペニル、2-プロペニル、3-プロペニル、ブテニル、ペンテニル、及びヘキセニルが挙げられる。
本願明細書で使用される「C2-30-アルキニル」という用語は、いずれかの2個の炭素原子間に少なくとも1つのオレフィン三重結合を有し、好適には1〜30個、好ましくは1〜7個の炭素原子をアルケニル部位に有する直鎖又は分岐の不飽和炭化水素基であり、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル及びヘキシニルが挙げられる。
本願明細書で使用される「飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環」という用語は、1個以上のヘテロ原子、好ましくは1〜4個のヘテロ原子を環上原子として含む脂肪族又は部分不飽和の環をさし、前記ヘテロ原子は、少なくとも、同じ文脈で示されたヘテロ原子だけでなく、任意であるが1個以上の更なるヘテロ原子とを包含する。特に指示がない場合は、各ヘテロ原子はそれぞれ独立して、N、S、O、P、Si及びSeから選択され、好ましくは、N、O及びSから選択される。飽和単環式複素環の例としては、ピロリジニル、テトラヒドロフラニル、イミダゾリジニル、ピラゾリジニル、ピペリジニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、ジオキサニル及びジチアニルが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本願明細書で使用される「アリール」という用語は、単環式及び多環式芳香族炭化水素化合物をさす。アリールの例としては、フェニル及びナフタレニルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。アリールは、本願明細書で定義の置換基1つ以上で置換されてもよい。
本願明細書で使用のごとく、ポリマーの主鎖(バックボーン)の一部であるモノマーは、少なくともその2端がポリマー鎖に連結する繰り返し単位である。当該部位は、モノマーの主鎖において唯一の部位であるのが好ましい。或は、モノマーの主鎖にある複数の部位のうちの1つである場合もある。本願明細書で使用の「側鎖」という用語は、一方の端のみがポリマー主鎖に結合する部位を指す。当該部位はポリマー主鎖に直接結合していてもよいし、当該部位とポリマー主鎖との間に更なる部位、例えば結合基L’が存在していてもよいと解される。その結合が、R1、R2及びR3基のいずれにあってもよい。好ましくは、結合基L’は、結合、-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)-C1-10-アルキレニル-O-、-O-C1-10-アルキレニル-(C=O)-O-、-O(C=O)-O)-、-Si-、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択され、R10は前記で定義した通りである。
「任意の」又は「任意で」とは、そのあとに記載されている事象又は状況が起こるかもしれないということ、また、その事象又は状況が起こる場合と起こらない場合とを包むことを意味する。「〜を含む」は、その後に記載されている一群が他の要素を含むかもしれないことを意味する。
本発明による式(I)の化合物、及び、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーには特定のS−N核があり、この難燃効果は従来技術に開示がない。いくつかの特定の2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド誘導体を除く式(I)で表される化合物と、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、難燃性相乗作用を有するものとしては従来技術に開示されていない。
式(I)で表される特に好適な化合物、又は1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む特に好適なポリマーは、L1、L2及びL3がそれぞれ結合である。
式(I)で表される更に好適な化合物、又は1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む更に好適なポリマーは、それぞれpの値が0で、かつ、L1、L2及びL3がそれぞれ結合である。
L1、L2及びL3がそれぞれ結合であり、
R1及びR2がそれぞれ独立して、SR3、C1-30-アルキル、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を有し、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式飽和複素環、及び、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を有し、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合している窒素原子と一緒になって、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を更に有していてもよく、また1個以上のR10で置換されていてもよい単環式飽和複素環、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を更に有していてもよく、また1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sから選択されるNR1R2基を形成し、
R3は、C1-30-アルキル、1個以上のR30で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、NR1R2、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を有し、1個以上のR30で置換されていてもよい単環式飽和複素環、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を有し、1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合している硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、それぞれ独立してN、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を更に有していてもよく、また、1個以上のR50で置換されていてもよい二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、或は、R1’及びR2’は結合している炭素原子(C)と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
R10はそれぞれ独立して、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及び=N-N=(R1”R2”N)-SR3からなる群から選択され、前記R1”R2”Nは1個以上のR10’で置換されていてもよい単環式飽和ヘテロ環を形成し、R10がSR3、-N=N-(R1”R2”N)-SR3又は=N-N=(R1”R2”N)-SR3の場合は、前記R3はNR1R2又はSNR1R2で置換されることはなく、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールが、任意で1個以上のC1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、NHCOR20、NR1R2及びSNR1R2からなる群から選択され、R30がNR1R2又はSNR1R2の場合は、前記R1及びR2は、SR3、-N=N-(R1”R2”N)-SR3又は=N-N=(R1”R2”N)-SR3で置換されることはなく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、NHCOR20、NR1R2、SR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、R40がNR1R2又はSR3の場合は、前記R3がNR1R2又はSNR1R2で置換されることはなく、かつ、前記R1及びR2がSR3、-N=N-(R1”R2”N)-SR3又は=N-N=(R1”R2”N)-SR3で置換されることはなく、
式(I)の化合物、又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーで、NR1R2が環を形成しているものは、特に優れた難燃剤である。とりわけ、ヘテロアリール基は式(I)の化合物の熱安定性を向上させる。本発明の例の一つとして、本発明は、式(I)中、R1及びR2が、結合している窒素原子と一緒になって1個以上のR20で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成する化合物に関する。前記芳香環がカルバゾリルであることが有利であり、1個以上のR20で置換されていてもよい。この例では、R3は前記定義の通りであり、好ましくは単環式又は二環式芳香環で、前記定義の1個以上のR30で置換されていてもよく、R3は、より好ましくは、1、2又は3個のR20で任意で置換されていてもよいフェニル基で、最も好ましくは、R3は、フェニル、メトキシフェニル、ニトロフェニル、メチルフェニル及びトリメチルフェニルからなる群から選択される。
本発明の式(I)の化合物で、NR1R2が不飽和又は芳香環系を形成するの特定の例は、式(Ia)の化合物で、
Zは結合が最も好ましく、式(Ia)の化合物は式(Iaa)の化合物となる。
或は、ZがN-SR3で、式(Ia)の化合物は式(Iab)の化合物となる。
NR1R2が不飽和又は芳香環を形成する更に好適な例では、化合物は式(Iac)で表される。
本発明の有利な別の例では、R1とR2の少なくとも1つは、独立して1個以上のR10で置換されていてもよい単環式もしくは二環式又は不飽和炭素環もしくは複素環から選択される。好ましくは、R1とR2の少なくとも1つが、フェニル、ナフタレニルからなる群から選択される。アリール及びヘテロアリール基によって、式(I)の難燃剤化合物、又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーの熱安定性が向上する。
本発明の更なる例では、式(I)の化合物が式(Ib)の化合物となる。
本発明の好適な例の1つでは、式(I)の化合物は式(Iba)の化合物となる。
前記の好ましい例では、式(I)の化合物は、式(Ibb)の化合物となる。
前記の特定の例では、式(I)の化合物は、式(Ibc)の化合物となる。
前記更なる特定の例では、式(I)の化合物は式(Ibd)の化合物となる。
式(I)の化合物、及び、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーで、R1、R2及び/又はR3がアリール及び/又はヘテロアリールであるものは、とりわけ良好な難燃剤のもう一つの例である。芳香族基により、前記化合物及びポリマーの熱安定性は向上する。
本発明の有利な例において、本発明は、式(I)中、R3が単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールであって、1個以上のR30で置換されていてもよい化合物、又は1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーに関する。この例では、好ましくはR3はフェニル、ナフチル、ピリジル、インドリル及びカルバゾリルからなる群から選択され、それぞれ1個、2個又は3個の前記定義のR30で置換されていてもよい。
本発明の更に別な例では、式(I)の化合物は式(Ic)の化合物となる。
前記の特定な例では、式(I)の化合物は式(Id)の化合物となる。
本発明の更に好適なもう一つの例では、式(I)の化合物は、式(Ie)の化合物となる。
本発明の更に好適な例では、式(Ie)の化合物は式(Iea)の化合物となる。
本発明の更に好適なもう一つの例では、式(I)の化合物は、式(If)の化合物となる。
本発明の更に好適な例では、式(If)の化合物は式(Ifa)の化合物となる。
本発明の更に好適なもう一つの例では、式(I)の化合物は、式(Ig)の化合物となる。
本発明の更に好適なもう一つの例では、式(I)の化合物は、式(Ih)の化合物となる。
本発明の好適な例では、式(I)の化合物は式(Ii)の化合物となる。
本発明の有利な例において、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、式(IIIa)又は(IIIb)で表されるポリマーである。
本発明の特定の例の一つでは、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、式(IIIc)で表されるポリマーである。
上記の例のいずれにおいても、NR1R2は、下記からなる群から選択されることが好ましい。
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-オン (1);
1-((4-メトキシフェニル)チオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (2);
2,2,6,6-テトラメチル-1-((4-ニトロフェニル)チオ)ピペリジン-4-オン (3);
1-(2-ニトロフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (4);
2,2,6,6-テトラメチル-1-(4-メチルフェニルチオ)ピペリジン-4-オン (5);
1-(2,4,6-トリメチルフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (6);
1-(2-ピリジルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (7);
1,2-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イリデン)ヒドラジン (8);
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)-4-ピペリジルメタクリレート (9);
1-[(1-ジスルフェニリデンアミノ)スルフェニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジン-4-オン (10);
1-ブチルスルファニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジン (12);
4'-チオビス-モルホリン (13);
1,1'-チオビス-(2,6-ジメチル)ピペリジン (14);
1,1'-チオビス-(2,2,6,6-テトラメチル)ピペリジン (15);
N-1,5,9-((4-メトキシフェニル)チオ))-ビス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-アミン (16);
1,1’-チオビスフタルイミド (17);
1,1’-チオビス-カルバゾール (18);
2-[(4-メトキシフェニル)チオ]- 1H-イソインドール-1,3(2H)-ジオン (19);
9-(フェニルチオ)-9H-カルバゾール (20),
9-[(4-メトキシフェニル)チオ]-9H-カルバゾール (21);
N-ビス[4-(1-メチル-1-フェニルエチル)フェニル]-4-メチルベンゼンスルフェンアミド (23);
N-シクロヘキシル-S-フェニル-N-(フェニルチオ)チオヒドロキシルアミン (24);
2,4,6-トリス(4-モルホリニルチオ)- [1,3,5]-トリアジン (25);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N,N-ジイソプロピルチオヒドロキシルアミン (26);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N,N-ジシクロヘキシルチオヒドロキシルアミン (27);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イルチオ)-N-(t-ブチル)チオヒドロキシルアミン (28);
ベンゾ[c][1,2,5]チアジアゾール (29);
3-(ピペラジン-1-イル)ベンゾ[d]イソチアゾール (30);
5-ニトロベンゾ[c]イソチアゾール-3-アミン (31);
3-フェニル-1,2,4-チアジアゾール-5-アミン (32);
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)デカンジオエート (33);
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)カーボネート (34); 及び
1,3-ビス(フェニルチオ)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2(3H)-オン (35)。
式(I)の化合物、及び/又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、その火炎特性を修正する必要があるいずれの材料にも添加することができる。代表的な材料は高分子材料で、ポリマー又はポリマーと添加剤とを含むプラスチック材料のどちらかを意味する。式(I)の化合物は、単独で使用してもよいし、式(I)で表される化合物の1種以上と一緒に使用してもよい。1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは単独で使用してもよいし、或は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む他のポリマー1種以上と一緒に使用してもよい。式(I)の化合物(1種又は1種以上)、及び/又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマー(1種又は1種以上)は、更に、他の公知難燃剤化合物(1種又は1種以上)と一緒に使用してもよい。公知の他の難燃剤化合物は非ハロゲン化難燃剤であることが好ましい。式(I)の化合物は、第1の高分子物質に添加して、それを更に別の高分子物質への添加剤として使用することができる。或は、最終製品の火炎特性を向上させる目的で、例えば塗料材料に添加してもよい。また、本難燃剤化合物は、最終製品の製造に使用される高分子物質に直接添加してもよい。いずれの段階で添加してもよく、例えば、ポリマーの重合過程中又は配合もしくは混合中に添加すればよい。
本発明による式(I)の化合物、及び、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、ポリマー基体、即ち、ポリマー又はポリマー含有材料(例えば合成ポリマー、そのなかでも熱可塑性樹脂)に難燃性を付与するのに極めて適している。そのため、本発明の更なる実施形態は、(a)本願明細書で定義した式(I)の化合物と、(b)ポリマー基体とを有する組成物に関する。
好適なポリマー基体(b)は、天然ポリマー及び/又は合成ポリマーからなる。即ち、 1)ポリマー:モノオレフィン及びジオレフィンで、例えば、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン-1、ポリ-4-メチルペンテン-1、ポリビニルシクロヘキサン、ポリイソプレン又はポリブタジエン;シクロオレフィンの重合体で、例えば、シクロペンテン又はノルボルネンの重合体;及び、ポリエチレン(架橋していてもよい)で、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、高分子量の高密度ポリエチレン(HDPE-HMW)、超高分子量の高密度ポリエチレン(HDPE-UHMW)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)及び直鎖の低密度ポリエチレン(LLDPE)、(VLDPE)及び(ULDPE)。
3)モノオレフィン及びジオレフィン同士の共重合体、又は、モノオレフィン及びジオレフィンと他のビニルモノマーとの共重合体。例えば、エチレン/プロピレン共重合体、直鎖の低密度ポリエチレン(LLDPE)及び低密度ポリエチレン(LDPE)との混合物、プロピレン/ブテン-1共重合体、プロピレン/イソブチレン共重合体、エチレン/ブテン-1共重合体、エチレン/ヘキセン共重合体、エチレン/メチルペンテン共重合体、エチレン/ヘプテン共重合体、エチレン/オクテン共重合体、エチレン/ビニルシクロヘキサン共重合体、エチレン/シクロオレフィン共重合体、例えば、エチレン/ノルボルネン(COC)、エチレン/1-オレフィン共重合体(1-オレフィンはその場で調製)、プロピレン/ブタジエン共重合体、イソブチレン/イソプレン共重合体、エチレン/ビニルシクロヘキセン共重合体、エチレン-アクリル酸アルキル共重合体、エチレン-メタクリル酸アルキル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリル酸共重合体及びこれらの塩(イオノマー)、並びに、エチレンとプロピレンと、ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン又はエチリデンノルボルネン等のジエンとの三元共重合体、並びに、このような共重合体同士の混合物又はこのような共重合体と1)記載のポリマーとの混合物、例えば、ポリプロピレン-エチレン/プロピレン共重合体、LDPE-エチレン/酢酸ビニル共重合体、LDPE-エチレン/アクリル酸共重合体、LLDPE-エチレン/酢酸ビニル共重合体、LLDPE-エチレン/アクリル酸共重合体、及び、交互又はランドム構造のポリアルキレン-一酸化炭素共重合体やこれらと他のポリマー、例えばポリアミド等との混合物。
5)スチレン、α-メチルスチレン、例えばp-ビニルトルエン等のビニルトルエンのすべての異性体、エチルスチレンのすべての異性体、プロピルスチレン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン及びこれらの混合物等のビニル芳香族モノマーから誘導される芳香族単独重合体及び共重合体。単独重合体及び共重合体は、シンジオタクチック、アイソタクチック、ヘミアイソタクチック又はアタクチック立体構造であってもよく、アタクチック構造のポリマーが好ましい。立体ブロック重合体も含まれる。
6)単独重合体及び共重合体は、シンジオタクチック、アイソタクチック、ヘミ-アイソタクチック又はアタクチック立体構造をとることができ、アタクチック構造のポリマーが好ましい。また、立体ブロック重合体も含まれる。
b)6)記載のポリマー、特にはポリシクロヘキシルエチレン(PCHE)を水素添加により調製した水素添加芳香族ポリマーであって、ポリビニルシクロヘキサン(PVCH)と呼ばれることも多く、これはアタクチックポリスチレンを水素添加して調製される。
c)6a)記載のポリマーを水素添加によって調製した水素添加芳香族ポリマー。
9)α,β-不飽和酸及びその誘導体から誘導されるポリマーで、ポリアクリレート及びポリメタクリレート又はポリメタクリル酸メチル、アクリル酸ブチルで耐衝撃性を調整したポリアクリルアミド及びポリアクリロニトリル。
10)パラグラフ9)記載のモノマー同士又はパラグラフ9)記載のモノマーと他の不飽和モノマーとの共重合体で、例えば、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、アクリロニトリル/アクリル酸アルキル共重合体、アクリロニトリル/アクリル酸アルコキシアルキル共重合体、アクリロニトリル/ハロゲン化ビニル共重合体、又は、アクリロニトリル/メタクリル酸アルキル/ブタジエン三元共重合体。
12)環状エーテルの単独重合体及び共重合体で、ポリアルキレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、又はこれらとビスグリシジルエーテルとの共重合体。
13)ポリオキシメチレンや、例えばエチレンオキシド等のコモノマーを含むポリオキシメチレン等のポリアセタール類、及び熱可塑性ポリウレタン、アクリレート又はMBSで変性したポリアセタール類。
14)ポリフェニレンオキシドやポリフェニレンスルフィド、及びこれらとスチレンポリマー又はポリアミドとの混合物。
16)ポリウレア、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリヒダントイン及びポリベンゾイミダゾール。
18)ポリカーボネート及びポリエステルカーボネート。
19)前記ポリマーの混合物(ポリブレンド)で、例えば、PP/EPDM、ポリアミド/EPDM又はABS、PVC/EVA、PVC/ABS、PVC/MBS、PC/ABS、PBTP/ABS、PC/ASA、PC/PBT、PVC/CPE、PVC/アクリレート、POM/熱可塑性PUR、PC/熱可塑性PUR、POM/アクリレート、POM/MBS、PPO/HIPS、PPO/PA6.6及び共重合体、PA/HDPE、PA/PP、PA/PPO、PBT/PC/ABS又はPBT/PET/PC。熱可塑性ポリマーが、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、発泡性ポリスチレン(EPS)、押出発泡ポリスチレン(XPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート(PC)、或は、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)又はPC/ABS(ポリカーボネート/アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)又はPPE/HIPS(ポリフェニレンエーテル/耐衝撃性ポリスチレン)タイプのポリマーブレンド、特に、ポリアミド、ポリエステル又はPPE/HIPSブレンドである組成が好ましい。本発明のポリマー組成物のなかでも、充填剤又は補強剤を含むポリマー組成物が特に好ましく、なかでも、ガラス繊維強化ポリマー、例えばガラス繊維強化アミドが好ましい。
21)例えば、ポリカプロラクトン、ポリラクチド、ポリ(ラクチド-co-グリコリド)共重合体(PLGA)、ポリ(グリコール酸)(PGA)及びポリジオキサノン(PDS)等の生体高分子。
好ましい実施形態の一つは、ポリマー基体(b)がポリスチレン、ポリスチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリプロピレンとポリオレフィンとのブレンドからなる、難燃剤組成物に関する。ブレンドの例としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、高分子量の高密度ポリエチレン(HMW HDPE)、超高分子量の高密度ポリエチレン(UHMW HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖の低密度ポリエチレン(LLDPE)、分岐の低密度ポリエチレン(BLDPE)及びジエンの割合が小さいエチレン-プロピレン-ジエン三元重合体(EPDM)からなる群から選択されるポリエチレンとポリプロピレンとのブレンドが例示される。
安定化剤は、好ましくはハロゲンを含まず、ニトロキシ安定化剤、ニトロン安定化剤、アミンオキシド安定化剤、ベンゾフラノン安定化剤、ホスファイト(phosphite)及びホスホナイト(phosphonite)安定化剤、キノンメチド安定化剤、2,2'-アルキリデンビスフェノールのモノアクリル酸エステル安定化剤から選択される。
本発明の成分(c)としての追加の難燃剤は既知の成分であるか、市販品又は既知の方法で得ることができる。
代表的なメラミン含有難燃剤としては、例えば、1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリアミン(=シアヌル酸トリアミド)又はその縮合物のメラミン構造を有するメラミン含有化合物である。この定義は、メラミンのモノマー、オリゴマー又はポリマー化合物に、メラミンの縮合物に、メラミンとリンの縮合物に適用される。
好ましいメラミン含有化合物としては、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェート、メラミンフェニルホスホネート、メラミンボレート、メラミンアンモニウムホスフェート、メラミンアンモニウムポリホスフェート、メラミンアンモニウムピロホスフェート、メレム、メラムもしくはメロン、又は、メレム、メラムもしくはメロンのポリホスフェートが挙げられる。
前記の更なる難燃剤化合物は、有機ポリマー基体の質量に対して約0.25〜約45.0%、例えば約0.25〜約35.0%、約0.25〜約30.0%の量で本発明の組成物に含まれることが有利である。
既に記載したが、本発明の組成物は、例えば、顔料、染料、可塑剤、フッ素化ポリマー(PTFE、メタブレンA3800、三菱レーヨン社製)、ナノクレイ(Cloisite 30B)及びボレート(ファイアーブレーク:FIREBRAKE(登録商標)、ホウ砂)等の防滴剤、酸化防止剤、チキソトロープ剤、均展助剤、基本的な補助安定剤、金属不活性化剤、金属酸化物、有機リン化合物、更に光安定剤並びにこれらの混合物から選択される、従来の添加剤を1種以上更に含んでもよい。特に、顔料、フェノール系酸化防止剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、2-ヒドロキシ-ベンゾフェノン、2-(2'-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール及び/又は2-(2-ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン群の紫外線吸収剤から選択される。
前記添加剤は、ポリマー基体bの質量に対して、0.01〜10.0%、特には0.05〜5.0%の量で含有させることが好ましい。
式(I)の化合物と前記定義の任意の更なる成分とをポリマー基体に合体させるには、粉体状での乾式混合か、又は、溶液、分散液又は懸濁液等の状態にして、例えば不活性溶媒、水又は油中で湿式混合する等の公知の方法で行う。式(I)の化合物及び任意の更なる添加剤とポリマー材料との合体は、例えば、成形前でも成形後でもよく、添加剤又は添加剤混合物を溶解又は分散したものをポリマー材料に塗布する方法でもよく、塗布後は溶媒又は沈澱防止剤/分散剤の留去はしてもしなくてもよい。これらは、例えば、乾式混合物又は粉体の形態で、又は、溶液、分散液、懸濁液もしくは溶融物として処理装置(例えば、押出機、密閉式混合器等)に直接投入してもよい。
ポリマー基体が2つ以上の異なるポリマー材料を有する場合、式(I)の化合物はポリマー材料の一方と混合又はグラフト化して合体させ、得られた第1の組成物に残りのポリマー材料を加えればよい。
添加剤成分のポリマー基体(b)への添加は、ポリマーを溶融して添加剤と混合するための従来の混合器いずれでも行うことができる。好適な機械はこの分野の当業者には公知である。主に、混合器、混練器及び押出機である。複数の成分を添加する場合は、それらの成分をあらかじめ混合したり、或は、個々に添加してもよい。このような操作において、ポリマーは、粉末状、顆粒状、溶液状、懸濁液状で、或は、ラチス(lattices)の状態で使用することができる。
成形操作の前又は最中に合体できればよい。本願明細書に記載の添加剤を含む本発明の材料は、好ましくは、例えば、回転成形品、射出成形品、異形材等、特には繊維、スパンメルト不織布、フィルム又は発泡体の製造に利用される。従って、本発明は更に、本発明の組成物を含む、パイプ、ワイヤー及びケーブル、繊維、スパンメルト不織布又は発泡体等の成形品又は押出品に関する。
従って、本発明によると、本願明細書で定義した式(I)の化合物、更に本願明細書で定義した式(I)の化合物を含む組成物は、難燃性製品の提供に使用できる。
1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーは、例えば、1個以上の繰り返し単位のアミン基(-NH)を-S-R3で置換することによって調製することができる。或は、式(II)の部位を好適な結合基によってポリマー主鎖に結合させればよい。
使用したすべての化学薬品は、アルドリッチ社から購入した試薬グレードの薬品である。1H及び13C NMRスペクトルは、ブルーカーアバンス(Bruker Avance)600で記録した(1Hは600.1MHz、13Cは150.9MHz)。スルフェニル塩化物は、文献(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)に従って合成を行った。
以下、RTは室温を表し、RHは室内湿度を指す。
実施例1
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 7.37 (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):δ 208.2, 144.9, 128.4, 124.3, 121.6, 64.0, 55.2, 32.2, 26.9
実施例2
1-((4-メトキシフェニル)チオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 7.27 (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
実施例3
2,2,6,6-テトラメチル-1-((4-ニトロフェニル)チオ)ピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.15 (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):δ 207.2, 154.8, 144.9, 123.8, 121.8, 64.4, 54.8, 31.8, 26.8
実施例 4
1-(2-ニトロフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.26 (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):δ 208.2, 146.9, 142.4, 133.4, 126.2, 125.8, 124.5, 63.9, 55.5, 31.2, 27.3
実施例5
2,2,6,6-テトラメチル-1-(4-メチルフェニルチオ)ピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 7.24 (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):δ 208.3, 141.3, 133.9, 129.2, 121.8, 64.0, 55.1, 32.3, 26.7, 20.9
実施例6
1-(2,4,6-トリメチルフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 6.78 (s, 2H)、2.56 (s, 6H)、2.53 (s, 3H)、2.23 (s, 4H)、1.34 (s, 12H)
13C NMR (63MHz, CDCl3):δ 208.4, 136.2, 135.0, 130.4, 128.9, 64.8, 55.4, 55.2, 32.0, 21.4, 21.2
実施例7
1-(2-ピリジルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.37 (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):δ 208.0, 167.8, 148.7, 136.4, 119.0, 117.8, 64.0, 55.0, 31.9, 26.8
実施例8
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)-4-ピペリジルメタクリレートの合成
得られた生成物を更に重合することで、スルフェンアミド基を側鎖とするPMMAを得ることができる。
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 7.51 (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):δ 167.1, 145.5, 136.7, 128.3, 125.5, 123.9, 121.8, 67.1, 60.9, 45.7, 32.3, 25.8, 18.3
実施例9
1-[(1-ジスルフェニリデンアミノ)スルフェニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジン-4-オンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 2.67 (s, 4H, CH2)、1.46 (s, 12H, CH3)
13C NMR(150 MHz, CDCl3):δ 206.7, 63.0, 54.2, 31.7
実施例10
1,2-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イリデン)ヒドラジンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 7.26 (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):δ 165.09, 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)
実施例11
トランス-2,5-ジメチル-1,4-ビス(フェニルチオ)ピペラジンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 7.38 (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):δ 17.7, 57.8, 65.0, 127.0, 128.5, 128.8, 137.5
実施例12
1-ブチルスルファニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジンの合成
1H NMR(600MHz, CDCl3):δ 2.60 (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,-アルキル CH3)
13C NMR(150MHz, CDCl3):δ 59.1, 43.8, 40.9, 33.8, 28.7, 24.0, 22.4, 17.4, 13.9
実施例13
4,4'-チオビス-モルホリンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 3.63 (d, J= 4.1Hz, 2H, CH2)、3.28 (d, J= 4.1Hz, 2H, CH2)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 67.8, 57.7
実施例14
1,1'-チオビス-(2,6-ジメチル)ピペリジンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 3.06 (m, 4H, CH)、1.86-1.62 (m, 12H, CH2)、1.53 (s, 6H, CH3)、1.50 (s, 6H, CH3)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 54.3, 30.3, 22.9, 19.5
実施例15
1,1'-チオビス-(2,2,6,6-テトラメチル)ピペリジンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 1.69 (m, 12H, CH2)、1.57 (s, 12H, CH3)、1.56 (s, 12H, CH3)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 57.0, 35.2, 27.6, 16.4
実施例16
N-1,5,9-((4-メトキシフェニル)チオ))-ビス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-アミンの合成
実施例17
1,1’-チオビスフタルイミドの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 7.84 (m, 4H)、7.71 (m, 4H)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 166.1, 135.2, 131.3, 124.4
実施例18
1,1’-チオビス-カルバゾールの合成
13C NMR (63MHz, THF):δ 137.5, 127.4, 123.6, 121.5, 118.1, 108.7
実施例19
2-[(4-メトキシフェニル)チオ]- 1H-イソインドール-1,3(2H)-ジオンの合成
実施例20
9-(フェニルチオ)-9H-カルバゾールの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.13 (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):δ 143.4, 138.0, 129.2, 126.1, 126.6, 124.6, 124.0, 121.2, 120.3, 111.1
実施例21
9-[(4-メトキシフェニル)チオ]-9H-カルバゾールの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.08 (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):δ 159.8, 143.5, 130.1, 128.0, 126.4, 124.6, 121.1, 120.2, 114.8, 111.2, 55.3
実施例22
N-2-ナフタレニル-N-フェニル-4-メチルベンゼンスルフェンアミドの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 8.41 (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):δ 145.8, 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
実施例23
N-ビス[4-(1-メチル-1-フェニルエチル)フェニル]-4-メチルベンゼンスルフェンアミドの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 7.36-7.15 (m, 22H, CH)、2.39 (s, 3H, CH3)、1.76 (s, 12H, CH3)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 150.5, 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
実施例24
N-シクロヘキシル-S-フェニル-N-(フェニルチオ)チオヒドロキシルアミンの合成
実施例25
2,4,6-トリス(4-モルホリニルチオ)-[1,3,5]-トリアジンの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 3.77-3.67 (m, 24H)
13C NMR(63MHz, CDCl3):δ 165.3, 66.9, 43.6.
実施例33
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)デカンジオエートの合成
1H NMR(250MHz, CDCl3):δ 7.32-7.22 (m, CH, 8H)、7.03 (t, CH, 2H)、5.20 (m, CH, 2H)、2.32 (t, CH2, 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):δ 173.7, 145.7, 128.3, 124.3, 122.0, 66.6, 60.9, 45.8, 34.6, 32.4, 29.0, 25.7, 24.6
実施例34
ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネートの合成
EP1731508B1に記載の手順に従って、ビス(2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)カーボネートを合成した。
13CNMR(CDCl3):154.28, 72.70, 51.76, 44.05, 35.01, 28.81
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)カーボネートの合成
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
実施例35
1,3-ビス(フェニルチオ)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2(3H)-オンの合成
1HNMR(250MHz, DMSO):δ 7.38 (4H)、7.35-7.33 (4H)、7.32-7.29 (4H)、7.19 (2H)
13CNMR(250MHz, DMSO):δ 156.4, 136.04, 131.92, 130.08, 128.71, 127.12, 124.18, 110.66
実施例36
ベンゼンスルフェニル置換ウビヌル5050Hの合成
市販の化合物
前記で調製した化合物に加え、市販のスルフェンアミド及びスルホンアミドでもテストを行った。即ち、市販の化合物は以下の通りである。
特に記載のないかぎり、市販のポリプロピレン又は低密度ポリエチレンと下記の表に記載の化合物とを、それぞれ210℃と190℃でHaake社製混合器(60rpm、5分間)を使って混合した。
試験用フィルム(200μm)を圧縮成形により熱圧プレス機で作製した。PPの場合はプレス温度210℃、LDPEの場合は135℃とした。
ポリスチレンの試験用フィルムは溶液流延法でCH2Cl2から調製した。フィルムを室温の真空炉で乾燥し、テストに先立って3日間の調湿(23℃、50%RH)を行った(厚み:400μm)。
難燃性について、DIN4102−1 B2規格に従って調べた(端の発火、火炎長=40mm)。接炎時間は15秒であった。
表1は、基準のポリプロピレン(PP)(難燃剤を含有していない)の試験結果と、前記実施例で調製した種々の化合物とPPとの混合物及び上記の市販化合物の一部とPPとの混合物の試験結果を示す。同様に、表2は低密度ポリエチレン(LDPE)ポリマーの試験結果、表3はポリスチレン(PS)の試験結果を示す。
表1:ポリプロピレン(PP):ライオンデル・バセル社製MOPLEN HP500N
(メルトフローレート(MFR)230℃/2.16kg:12g/10分)
(メルトフローレート(MFR)190℃/2.16kg:4.5g/10分)
難燃剤添加剤を、ポリスチレン(PS、スタイロリューション社製PS 158N)と160℃で、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS、BASF社製ポリスチロール454 KG2)と170℃で、ポリプロピレン(PP、Moplen HP500N)と210℃で、Haake混合器にて混合した(60rpm、5分間)。試験用フィルム(200μm)を圧縮成形により熱圧プレス機で作製した。PPの場合はプレス温度210℃、HIPSの場合は170℃、PSの場合は160℃とした。難燃性について、DIN4102−1 B2規格に従って調べた(端の発火、火炎長=40mm)。接炎時間は15秒であった。更に、UL94V規格に従って燃焼性を調べた。UL94試験片を圧縮成形により熱圧プレス機で作製した(試験片厚み:1.5mm)。PPの場合はプレス温度210℃、PSの場合は160℃とした。接炎時間(t1及びt2)後の4本の燃焼時間の合計を計算した。
二軸スクリュー押出機のダイ温度を200℃に設定し、ポリスチレンGPPS 25SPI(LG化学社製)を配合し、200℃で射出成型して1.6mm厚の試験片(127x12.7x1.6 (mm3))を得た。同様に、ダイ温度を210℃に設定してポリプロピレンMoplen HP 552Rを配合し、210℃で射出成型した。5本の試験片の合計の燃焼時間を計算した(t1及びt2)。
表5は、ポリプロピレン(PP)における、アンモニウムポリホスフェート(APP)及びアルミニウムトリハイドロキサイド(ATH)との相乗効果を示す。APP及びATHの難燃剤効果がスルフェンアミドの添加により著しく向上することがわかる。
表7は、スルフェンアミドとPCO900との強力な相乗効果を示す。ポリプロピレン処方にスルフェンアミドが添加されると、PCO900の難燃剤性能は、燃焼時間が極めて短くなるといった著しい向上がみられる。
表8は、ポリプロピレンにおけるスルフェンアミドとBudit 3167との相乗効果を示す。スルフェンアミド33を1質量%添加することにより、Budit 3167のLOI値は21から27に上昇したことがわかる。
表4:ポリスチレン(スタイロリューション社製PS 158N)又は(LG化学社製GPPS 25SPI)における、トリフェニルホスフェート(TPP、Disflamoll TP、ランクセス社製)とスルフェンアミドとの組合せ
2)接炎(t1及びt2)後の4本の試験片の燃焼時間の合計。
3)NC = 非分類。V-0及びV-2はUL94基準による。
4)英国の試験研究所ITRI社。ポリスチレンGPPS 25SPI(LG化学社製)
5)5本の試験片で計算した燃焼時間の合計(t1及びt2)
表5:ポリプロピレン(PP)におけるアンモニウムポリホスフェート(APP)及びアルミニウムトリハイドロキサイド(ATH)との相乗効果
2)NC = 非分類。V-0及びV-2はUL94基準による。
表6:耐衝撃性ポリスチレン(HIPS):BASF社製ポリスチロール454 C KG 2(MVR:14cm3/10分))における、FP800(ADK STAB FP-800)とFP600(ADK STAB FP-600)
表7:ポリプロピレンPP(Moplen HP 552R、MFR(230℃/2.16kg):25g/10分)、PCO 900(Thor社製Aflammit PCO 900)
2)英国の試験研究所ITRI社。
3)5本の試験片で計算した燃焼時間の合計。
4)NC = 非分類。V-2はUL94基準による。
表8:ポリプロピレンPP(Moplen HP 552R、MFR(230℃/2.16kg):25g/10分)におけるスルフェンアミド33とBudit 3167との相乗効果
Claims (32)
- 式(I)の化合物の難燃剤としての使用。
(式中、
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(C=O)-O-、O、NH-(C=O)-、-(C=O)-NH-、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H;S(=O)pR3;C1-30-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル;1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
R3は、C1-30-アルキル;1個以上のR30で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;NR1R2;1個以上のR30で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は
L1、L3、R1及びR3は、結合する窒素原子及び硫黄原子と一緒になって、1個以上のR40で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール;及び1個以上のR40で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環から選択される基を形成し、R2が前記定義の通りであるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’は結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
R10はそれぞれ独立して、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、及び=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3からなる群から選択され、R1”R2”Nが1個以上のR10’で置換されていてもよい単環式飽和複素環を形成し、但し、R10がO(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3であるならば、前記R3はNR1R2又はSNR1R2で置換されず、
R10’はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、NHCOR20、NH2、NHR20、N(R20)2、OH、OR20、OSiH3及びOSi(R20)3からなる群から選択され、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2及びS(=O)p-NR1R2からなる群から選択され、但し、R30がNR1R2又はS(=O)p-NR1R2の場合は、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R40がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、-S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R50はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R50がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択される。) - 1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含むポリマーであって、前記スルフェンアミド部位が前記ポリマーの主鎖に含まれるか、前記ポリマーの側基に含まれるか、又は前記ポリマーの架橋部分である、前記ポリマーの難燃剤としての使用。
(式中、
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、-O-(C=O)-、-(C=O)-O-、O、NH-(C=O)-、-(C=O)-NH-、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H;S(=O)pR3;C1-30-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル;1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
R3は、C1-30-アルキル;1個以上のR30で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;NR1R2;1個以上のR30で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は
L1、L3、R1及びR3は、結合する窒素原子及び硫黄原子と一緒になって、1個以上のR40で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール、及び1個以上のR40で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環からなる群から選択される基を形成し、R2が前記定義の通りであるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’が結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
Xは、O、S、NH、NR20、P、Si又はSeであり、
R10はそれぞれ独立して、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、及び=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3からなる群から選択され、R1”R2”Nが1個以上のR10’で置換されていてもよい単環式飽和複素環を形成し、但し、R10がO(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)- S(=O)pR3であるならば、前記R3はNR1R2又はSNR1R2で置換されず、
R10’はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、NHCOR20、NH2、NHR20、N(R20)2、OH、OR20、OSiH3及びOSi(R20)3からなる群から選択され、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2及びS(=O)p-NR1R2からなる群から選択され、但し、R30がNR1R2又はS(=O)p-NR1R2の場合は、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R40がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、-S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R50はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R50がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、前記NR1R2は、O(C=O)O-(NR1”R2”)-S(=O)pR3、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択され、
但し、R1、R2及びR3の少なくとも1個が前記ポリマーに結合している。) - 前記式中、
L1、L2及びL3はそれぞれ独立して、結合、C1-10-アルキレニル、-(C=O)-、O、NH及びNR20からなる群から選択され、
R1及びR2はそれぞれ独立して、H;S(=O)pR3;C1-30-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;C1-10-アルキレニル-X-C1-20-アルキル;1個以上のR10で置換されていてもよいC1-10-アルキレニル-X-C1-7-シクロアルキル;1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は、
L1、L2、R1及びR2は、結合する窒素原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式、四環式又は五環式ヘテロアリール、N=CR1’R2’及びN=S=Sからなる群から選択されるNR1R2基を形成し、
R3は、C1-30-アルキル;1個以上のR30で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル;C2-30-アルケニル;C2-30-アルキニル;NR1R2;1個以上のR30で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環;及び1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるか、或は
L1、L3、R1及びR3は、結合する窒素原子及び硫黄原子と一緒になって、1個以上のR40で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリール、及び1個以上のR40で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環からなる群から選択される基を形成し、R2が前記定義の通りであるか、或は、
L1、L2、L3、R1、R2及びR3は、結合する硫黄原子及び窒素原子と一緒になって、1個以上のR50で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式ヘテロアリールを形成し、
R1’及びR2’はそれぞれ独立して、前記で定義したR1又はR2であるか、R1’及びR2’は結合する炭素(C)原子と一緒になって、1個以上のR10で置換されていてもよいC3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式又は二環式複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択されるCR1’R2’基を形成し、
Xは、O、S、NH、NR20、P、Si又はSeであり、
R10はそれぞれ独立して、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、及び=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3からなる群から選択され、R1”R2”Nが1個以上のR10’で置換されていてもよい単環式飽和複素環を形成し、但し、R10がS(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)- S(=O)pR3であるならば、前記R3はNR1R2又はSNR1R2で置換されることはなく、
R10’はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、NHCOR20、NH2、NHR20、N(R20)2、OH、OR20、OSiH3及びOSi(R20)3からなる群から選択され、
R20はそれぞれ独立して、C1-30-アルキル、C2-30-アルケニル、C2-30-アルキニル、アリール、C1-10-アルキレニル-アリール、ヘテロアリール及びC1-10-アルキレニル-ヘテロアリールからなる群から選択され、前記アリール又はヘテロアリールは、1以上の、C1-4-アルキル、NO2、CN、NH2、NMe2、OH及び/又はOMeで置換されていてもよく、
R30はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2及びS(=O)p-NR1R2からなる群から選択され、但し、R30がNR1R2又はS(=O)p-NR1R2の場合は、前記NR1R2は、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R40はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R40がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、また、前記NR1R2は、-S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
R50はそれぞれ独立して、NO2、CN、SO3H、COOH、COOR20、CHO、COR20、OCOR20、=O、R20、OH、OR20、OSiH3、OSi(R20)3、NHCOR20、NR1R2、S(=O)pR3、及び1個以上のR10’で置換されていてもよい飽和又は部分不飽和の単環式複素環からなる群から選択され、但し、R50がNR1R2又はS(=O)pR3の場合は、前記R3は、NR1R2又はS(=O)p-NR1R2で置換されることはなく、前記NR1R2は、S(=O)pR3、=N-S(=O)pR3、-N=N-(R1”R2”N)-S(=O)pR3又は=N-N=(R1”R2”N)-S(=O)pR3で置換されることはなく、
pはそれぞれ独立して、0、1及び2からなる群から選択される、
請求項1記載の化合物又は請求項2記載のポリマーの使用。 - 前記式(I)の化合物が、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)、(Ih)及び(Ii)の化合物からなる群から選択される、請求項1記載の使用。
- 前記式中、R1及びR2がそれぞれ独立して、分岐C3-30-アルキル;C3-7-シクロアルキル;1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式複素環;1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールから選択されるか;或は、R1及びR2が、結合している窒素原子と一緒になって、N、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を更に有していてもよく、また1個以上のR10で任意で置換されていてもよい単環式又は二環式の飽和複素環、又は、N、S及びOから選択される1〜4個のヘテロ原子を更に有していてもよく、また1個以上のR10で任意で置換されていてもよい単環式、二環式、三環式ヘテロアリールを形成し、R10はそれぞれ独立して請求項1で定義した通りである、請求項1〜13のいずれか1項記載の使用。
- 前記式中、R1及びR2がそれぞれ独立して、分岐C3-7-アルキル、C3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか1項記載の使用。
- 前記式中、R1及びR2の一方がSR3で、他方が分岐C3-7-アルキル、C3-7-シクロアルキル、1個以上のR10で置換されていてもよい飽和複素環、1個以上のR10で置換されていてもよい単環式又は二環式アリール又はヘテロアリールからなる群から選択される、請求項1〜13のいずれか1項記載の使用。
- 前記式中、R3が、1個以上のR30で置換されていてもよい単環式、二環式又は三環式アリール又はヘテロアリールである、請求項1〜19のいずれか1項記載の使用。
- 前記式(I)の化合物が、
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-オン (1);
1-((4-メトキシフェニル)チオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (2);
2,2,6,6-テトラメチル-1-((4-ニトロフェニル)チオ)ピペリジン-4-オン (3);
1-(2-ニトロフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (4);
2,2,6,6-テトラメチル-1-(4-メチルフェニルチオ)ピペリジン-4-オン (5);
1-(2,4,6-トリメチルフェニルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (6);
1-(2-ピリジルチオ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-オン (7);
1,2-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イリデン)ヒドラジン (8);
2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)-4-ピペリジルメタクリレート (9);
1-[(1-ジスルフェニリデンアミノ)スルフェニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジン-4-オン (10);
トランス-2,5-ジメチル-1,4-ビス(フェニルチオ)ピペラジン (11);
1-ブチルスルファニル-2’2’6’6-テトラメチルピペリジン (12);
4'-チオビス-モルホリン (13);
1,1'-チオビス-(2,6-ジメチル)ピペリジン (14);
1,1'-チオビス-(2,2,6,6-テトラメチル)ピペリジン (15);
N-1,5,9-((4-メトキシフェニル)チオ))-ビス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-アミン (16);
1,1’-チオビスフタルイミド (17);
1,1’-チオビス-カルバゾール (18);
2-[(4-メトキシフェニル)チオ]- 1H-イソインドール-1,3(2H)-ジオン (19);
9-(フェニルチオ)-9H-カルバゾール (20),
9-[(4-メトキシフェニル)チオ]-9H-カルバゾール (21);
N-2-ナフタレニル-N-フェニル-4-メチルベンゼンスルフェンアミド (22);
N-ビス[4-(1-メチル-1-フェニルエチル)フェニル]-4-メチルベンゼンスルフェンアミド (23);
N-シクロヘキシル-S-フェニル-N-(フェニルチオ)チオヒドロキシルアミン (24);
2,4,6-トリス(4-モルホリニルチオ)- [1,3,5]-トリアジン (25);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N,N-ジイソプロピルチオヒドロキシルアミン (26);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N,N-ジシクロヘキシルチオヒドロキシルアミン (27);
S-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イル)-N-(ベンゾ[d]チアゾール-2-イルチオ)-N-(t-ブチル)チオヒドロキシルアミン (28);
ベンゾ[c][1,2,5]チアジアゾール (29);
3-(ピペラジン-1-イル)ベンゾ[d]イソチアゾール (30);
5-ニトロベンゾ[c]イソチアゾール-3-アミン (31);
3-フェニル-1,2,4-チアジアゾール-5-アミン (32);
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)デカンジオエート (33);
ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)カーボネート (34); 及び
1,3-ビス(フェニルチオ)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2(3H)-オン (35)からなる群から選択されるか、
或は、
1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む前記ポリマーが、ポリ[3-メチル-4-(2-メチルドコシル)-1-(2,2,6,6-テトラメチル-1-(フェニルチオ)ピペリジン-4-イル)ピロリジン-2,5-ジオン] (36)である、請求項1又は2記載の使用。 - 前記式(I)の化合物、及び/又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む前記ポリマーが、1種又はそれより多くの他の式(I)で表される化合物と一緒に使用される、請求項1〜21のいずれか1項記載の使用。
- 前記式(I)の化合物、及び/又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む前記ポリマーが、1種又はそれより多くの他の難燃剤と一緒に使用される、請求項1〜21のいずれか1項記載の使用。
- 前記他の難燃剤が非ハロゲン化難燃剤である、請求項23記載の使用。
- 前記式(I)の化合物、及び/又は、1個以上の繰り返し単位を有し、前記繰り返し単位の少なくとも1個が式(II)で表されるスルフェンアミド部位を含む前記ポリマーが、ポリマー基体に難燃性を付与するために使用される、請求項1〜24のいずれか1項記載の使用。
- 前記式(I)の化合物が、前記ポリマー基体のポリマー材料の一部又は全体に化学的に合体している、請求項25記載の使用。
- (a)請求項1及び3〜21のいずれか1項で定義した式(I)で表される化合物の1種以上と、
(b)ポリマー基体とを含む組成物。 - 前記式(I)の化合物が、前記ポリマー基体のポリマー材料の一部又は全体に化学的に合体している、請求項27記載の組成物。
- 前記成分(a)及び(b)にくわえて、ポリマー安定化剤と、メラミン含有難燃剤、リン含有難燃剤、メラミン含有難燃剤以外の更なる窒素含有難燃剤及び無機難燃剤等の追加の難燃剤とからなる群から選択される更なる添加剤(c)とを含む、請求項27又は28記載の組成物。
- 前記追加の難燃剤が非ハロゲン化難燃剤である、請求項29記載の組成物。
- 請求項27〜30のいずれか1項で定義した組成物の難燃剤としての使用。
- 請求項27で定義した難燃剤組成物を提供する方法であって、請求項1及び3〜21のいずれか1項で定義した式(I)の化合物を基体に添加して難燃剤組成物を得る工程を含む方法。
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