JP4287095B2 - 環状ホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法 - Google Patents
環状ホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の構造を有するペンタエリスリトールジホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法に関する。更に詳しくは、難燃剤、結晶核剤、可塑剤等の添加剤として使用でき、殊に樹脂用難燃剤として優れた効果を有する新規なペンタエリスリトールジホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂は、その優れた諸物性を活かし、機械部品、電気部品、自動車部品等の幅広い分野に利用されている。一方、これらの樹脂は本質的に可燃性である為、上記用途として使用するには一般の化学的、物理的諸特性のバランス以外に、火炎に対する安全性、すなわち、高度な難燃性が要求される場合が多い。
【０００３】
樹脂に難燃性を付与する方法としては、難燃剤としてハロゲン系化合物、さらに難燃助剤としてアンチモン化合物を樹脂に添加する方法が一般的である。しかしながら、この方法は成形加工時あるいは燃焼時に、多量の腐食性ガスを発生させる等の問題がある。また、特に近年、製品廃棄時における環境影響等が懸念されている。そこで、ハロゲンを全く含まない難燃剤や難燃処方が強く望まれている。
【０００４】
ハロゲン系難燃剤を使用しないで熱可塑性樹脂を難燃化する方法としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水和物を添加することが広く知られている。しかし、充分な難燃性を得る為には、上記金属水和物を多量に添加する必要があり、樹脂本来の特性が失われるという欠点を有していた。
【０００５】
また、トリアリールリン酸エステルモノマーや縮合リン酸エステルオリゴマーの芳香族リン酸エステルも、熱可塑性樹脂に難燃性を付与するための難燃剤として頻繁に用いられてきた。しかし、トリフェニルホスフェートに代表されるトリアリールリン酸エステルモノマーは、樹脂組成物の耐熱性を著しく低下させ、かつ、揮発性が高い為に、押出し時や成形加工時にガスの発生量が多く、ハンドリング性に問題があった。さらに、この化合物は樹脂を高温に加熱するとその少なくとも一部が揮発、あるいはブリード等によって樹脂中から失われるという問題点を有していた。また、縮合リン酸エステルオリゴマーは、揮発性が改善されているものの、その多くが液体であることから、樹脂との混練には液注装置が必要となり、押出し混練時のハンドリング性に問題があった。
【０００６】
一方、二置換ペンタエリスリトールジホスホネートは、樹脂用難燃剤を中心に種々の検討がなされている。この化合物を熱可塑性樹脂に配合することにより、熱可塑性樹脂の難燃化を達成することができる。このホスホネート化合物が配合された熱可塑性樹脂組成物は、難燃剤の配合による耐熱性、および耐衝撃性等の特性が低下することなく、しかも混練の際に化合物が揮発、あるいはブリード等により樹脂中から失われることのない特徴を有する。
【０００７】
また、上記二置換ペンタエリスリトールジホスホネートの製造法についてはいくつか開示されている。例えば、特開平５−１６３２８８号公報においては、ペンタエリスリトールとフェニルホスホン酸ジクロライドとの反応により、ジフェニルペンタエリスリトールジホスホネートを得る製造例の記載がある。
【０００８】
米国特許４１７４３４３号明細書においては、ジエチルペンタエリスリトールジホスファイトとハロゲン化誘導体（例えばベンジルクロライド）との反応により、対応する二置換ペンタエリスリトールジホスホネートを得る製造例の記載がある。
【０００９】
しかしながら、本発明の特定の構造を有するペンタエリスリトールジホスホネートに関して、必ずしも従来通りの製造方法ではかかる目的物を高収率で回収できないという問題があった。また、上記の特許でも製造法の詳細は詳述されておらず、目的物の純度に関する記載もなく、工業的な製造法の見地からも種々の問題が内在していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、工業的に有利な生産性に優れた方法により、樹脂に混合した際に大きな問題であるハロゲン系ガス発生、或いはそれに起因するヤケ現象の如き耐熱性を向上させ、かつ高度に難燃性を付与することができる残留ハロゲン分の低い特性を保有するペンタエリスリトールジホスホネート化合物を提供することにある。
【００１１】
本発明者は、前記目的を達成すべく誠意検討した結果、特に、環状ホスホネートの残留揮発分が、この数値が、一定以下に低減すれば、該化合物が、樹脂形成時点での操作性、環境対策上の利点、が発現すると共に、物性、外観色度に悪影響を与えない事を見出し、同時に、所期の高度の難燃性を付与することができる事を見出し、本発明に至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、下記式（１）で示される環状ホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法であって、環状ホスホネート化合物として、全残留ハロゲン分が３０００ｐｐｍ以下であり、イオン性のハロゲン分が１０００ｐｐｍ以下である、環状ホスホネート化合物を用いることを特徴とする方法が提供され、さらに好適には純度が９４％以上である環状ホスホネート化合物を用いることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中、Ａｒ1およびＡｒ2は、同一または異なっていてもよく、炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ同一または異なっていてもよく、水素原子もしくは炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基、または炭素数１〜２０の飽和もしくは不飽和の炭化水素基である。）
本発明は、従来法では、特に保存安定性、あるいは、樹脂混合時点、で大きな問題になる残留ハロゲン量を低減させ、殊に樹脂混合に際して大きな問題となるハロゲン系ガス発生、或いはそれに起因するガス発生を抑制し、同時に、それに起因する樹脂成形時においては、ヤケ現象の如き耐熱性を向上させ、色相、あるいは、樹脂そのものの変性を生起することなく、高度の難燃性を付与させるし、或いは、紙袋保存時の腐蝕の低減、樹脂成形用金型の腐蝕、あるいは、モールドデポジットとして問題になる金型汚染らを抑制できる環状ホスホネート化合物、及び、その残留ハロゲン分の低下に関する知見を提供することにある。
【００１５】
上記ペンタエリスリトールジホスホネート化合物として、一般式（１）においてＡｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、各種トルイル基、ジ−ｔ−ブチルフェニル基、各種クメニル基、ビフェニル基、ナフチル基等であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、各種プロピル、各種ブチル、各種ペンチル、プロペニル基、フェニル基、各種トルイル基、各種キシリル基、各種クメニル基、ジ−ｔ−ブチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等である化合物を挙げる事ができる。
【００１６】
特に好ましくは、Ａｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、各種トルイル基であって、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、各種プロピル、各種ブチル、各種ペンチル、プロペニル基、フェニル基、各種トルイル基であり、更に好ましくは、Ａｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、フェニル基である。
【００１７】
かかる化合物としては、具体的には、３，９−ビス（フェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（３−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（３，５−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００１８】
３，９−ビス（（２−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００１９】
３，９−ビス（（２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００２０】
３，９−ビス（（４−ビフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（１−ナフチル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−ナフチル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（１−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（９−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００２１】
３，９−ビス（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（２−メチル−２−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（トリフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン
【００２２】
３−フェニルメチル−９−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−ジフェニルメチル−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカンが挙げられる。
【００２３】
特に、３，９−ビス（フェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３、９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、が好ましい。
【００２４】
かかる化合物は、各種の製造法が存在するが、例えば、対応する３，９−ジ置換−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカンを、ハロゲン化誘導体の共存下に、温度８０℃から２００℃の条件下で加熱処理する事で、得られる。これらハロゲン化誘導体は、溶媒として使用することもできるし、いわゆる反応活性剤としての使用も可能である。また、ハロゲンとしては、一般には、臭素、ヨウ素が好ましく用いられる。しかし、実用上の観点で、臭素が使用されることが圧倒的に多い。
【００２５】
この時、好ましくは、１００℃以上、１９５℃以下、さらに好ましくは、１２０℃以上１８０℃以下の雰囲気で行われる。
【００２６】
一般に反応時間としては、その濃度、加熱形態、手法により異なるが、１時間から６時間の処理でよい。
【００２７】
高温ほど短時間で変化するが、同時に温度の影響による副反応が生起し、結果的に収率が低下することがあるので２００℃以上の温度での運転は好ましくない。
【００２８】
しかし、該反応を円滑に進め、生成物回収の観点から、芳香族系溶媒が好ましく使われる。
【００２９】
かかる溶媒としては炭素数６から２０の芳香族炭化水素でればよく、かつ、反応の効率的視点から、温度８０℃から２００℃までの加熱が可能であればよい。かかる溶媒は、出発物を一部、あるいは全部を溶解することが多く、さらには、反応中間体の溶解性を促進して、収率向上に大きな寄与を与える事も重要な因子となる。この様な溶媒として、トルエン、キシレン、ブチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、テトラリン、らを上げる事が出来、目的とする反応温度に対応して選択すればよい。
【００３０】
本発明の環状ホスホネート化合物は、該化合物の純度が９４％以上であることも重要な案件である。このような環状ホスホネート化合物を得るためには、反応性生成物の洗浄が好適に採用される。かかる洗浄方法として、芳香族系溶媒に生成物が溶解している場合には、一旦濃縮乾固し、あるいは、反応系でスラリー状態になっている場合は、そのままで回収した後、その固体を、一般式Ｒ−ＯＨで表される脂肪族アルコール化合物を用い、洗浄する事が生成物の純度向上に必要である。その際、洗浄温度が５０℃以上１２０℃以下である事が望ましく、この温度以上では、加熱変化の可能性が存在し、これより低い温度では、繰り返し回数の増加につながり、好ましくない。
【００３１】
かかる化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールらをあげる事ができるが経済的観点、操作性の観点から、メタノールが好ましい。
【００３２】
さらに、別の製造方法として、対応する置換基保有ホスホン酸ジハライドとペンタエリスリトールとの反応でも同様に上記中間体を経由せずに、得ることが出来る。しかし、精製方法に関しては、全く同様の処置で、純度の向上が可能である。
【００３３】
さらに、別の製造方法として、一旦、環状ホスホネート水素化物を経由し、強塩基、例えば金属アルコキシドを反応させて環状ホスホネート金属塩にして、これを、対応するハロゲン化物誘導体と反応させて得る事も可能である。
【００３４】
さらに、別の方法として、トリフェニルホスファイトを原料として、ペンタエリスリトールと反応させ、この反応生成物を、所望の各種アルコールとエステル交換させても得る事ができるが、いずれも、上記の方法で精製されたホスホネート化合物は、その製品純度が ９４％以上である事が望ましく、さらに好ましくは９６％以上であれば、後述する樹脂、あるいは、他製品への添加で悪影響を及ぼすことが減少でき、好ましい。
【００３５】
本発明の環状ホスホネートは、該化合物の全残留ハロゲン分が３０００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３００ｐｐｍ以下である。また、イオン性のハロゲン分が１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下、特に好ましくは８０ｐｐｍ以下である。これらの数値をどちらかが超えると、明らかに加熱処理時点で、ハロゲン化水素系の悪臭が観測され、あるいは、時として、ある種の樹脂では明瞭なヤケが観測される。
【００３６】
この様な存在量は、全ハロゲン量の測定として、材料の燃焼後の灰分の中和滴定から求めることができ、一方、イオン性のハロゲン含量は、例えば、イオンクロマトで定量する事が可能である。
【００３７】
かかる残留ハロゲン分は、その主たる由来は、大半は反応原料、触媒に起因すると考えられる。一般に、無機物誘導体、あるいは、有機物の混合状態で、生成物に混入しているために、その精製が、著しく困難になる事が多い。
【００３８】
したがって、無機成分除去には水系を使用しなければならないし、一方、反応系由来のハロゲン誘導体には、有機系の洗浄剤が必要になる。しかも、有機系は、その材料が生成物とさらなる反応が進行する可能性もあり、一方、無機系は、安定な中性塩でなく、酸性の状態であれば、臭化水素の共存を意味する。これらの存在は、結果的に、例えば、該化合物の保存安定性、あるいは、樹脂混合時点、で大きな問題になり、例えば紙袋保存時の腐蝕の低減、樹脂成形用金型の腐蝕、あるいは、モールドデポジットとして問題になる金型汚染らを生起し、実用上好ましくない。
【００３９】
かかる問題点が内在しために、従来の技術では、この重要な性質を無視したり、あるいは、その存在のままで実用に供する事が多く、本来の性能発現に至らず、実用性の低い材料として位置付けされたものと考えられる。
【００４０】
上述した洗浄方法で、かかる残留ハロゲン分が、大幅に減少し、本発明の化合物の各種応用への効果が良好になる。
【００４１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法で行った。
（１）リン化合物の全残留ハロゲン分測定
炭酸カリウム法により測定を行った。
（２）リン化合物のイオン性残留ハロゲン分測定
Ｄｉｏｎｅｘ Ｓｅｒｉｅｓ２０００ｉ／ＰＳ（イオンクロマトグラフ）を用いて測定を行った。分離カラムはＤｉｏｎｅｘＨＰＩＣ−ＡＳ４Ａを用いた。溶離液として１ｍＭのＮａ2ＣＯ3−ＮａＨＣＯ3水溶液を用い、再生液として０．０２５Ｎの硫酸を用いた。流速２ｍｌ／ｍｉｎ、圧力７００ｐｓｉで測定を行った。
サンプル調製は、２００ｍｌの塩化メチレンに０．５ｇのリン化合物を加え、加熱溶解させた後に、１ｍｌの超純水による抽出処理を２回繰り返した。
イオン性残留ハロゲン分はイオンクロマトグラフの結果と、ＮａＢｒによる検量線から求めた。
（３）ＭＶＲ（流動性試験）
ＩＳＯ−１１３３に準拠して測定を実施した。
尚、ＡＢＳ、ＰＣに関しては２５０℃、２．２ｋｇ荷重の条件で、ＰＳ、ＰＢＴに関しては２３０℃、３．８ｋｇ荷重の条件で測定を行った。
（４）熱安定性（ＭＶＲの変化率）
ペレットを１３０℃で２４時間処理した。処理前後のペレットのＭＶＲを上記ＭＶＲ条件で測定し、次式によりその変化率（ΔＹ）を求めた。
ΔＹ＝（｜Ｙ2−Ｙ1｜／Ｙ1）×１００（％）
Ｙ1；処理前のＭＶＲ（ｃｍ3／１０ｍｉｎ）
Ｙ2；処理後のＭＶＲ（ｃｍ3／１０ｍｉｎ）
（５）成形品の色相
押出混練にて得られたペレットから、色見本板を射出成形しその色相について目視で判定した。判定基準は下記の基準で行った。
色相良好：○
色見本板に若干ヤケが観られるもの：△
色見本板にヤケが観られるもの：×
（６）金型汚染
樹脂組成物の色見本板成形を５００Ｓｈｏｔ行った後の金型汚染を、目視にて判定を行った。
金型汚染なし：○
金型汚染小：△
金型汚染大：×
（７）難燃性（ＵＬ−９４評価）
難燃性は厚さ１／１６インチ（１．６ｍｍ）のテストピースを用い、難燃性の評価尺度として、米国ＵＬ規格のＵＬ−９４に規定されている垂直燃焼試験に準じて評価を行った。どの試験片も炎を取り去った後の燃焼が１０秒以内で消火し、且つ、滴下物が無い又は滴下物が綿着火をおこさないものがＶ−０、燃焼が３０秒以内で消火し、且つ、滴下物が綿着火をおこすものがＶ−２であり、この評価基準以下のものをｎｏｔＶとした。
【００４２】
調製例１
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−１）の調製
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール８１６．９ｇ（６．０モル）、ピリジン１９．０ｇ（０．２４モル）、トルエン２２５０．４ｇ（２４．４モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン１６５１．８ｇ（１２．０モル）を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、６０℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン２６．５０部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール８８９．４ｇ（１２．０モル）および塩化メチレン１５０．２ｇ（１．７７モル）を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を８０℃、１．３３×１０2Ｐａで１２時間乾燥し、白色の固体１３４１．１ｇ（５．８８モル）を得た。得られた固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイドである事を確認した。
【００４３】
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に得られた２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイド１３４１．０ｇ（５．８８モル）、ＤＭＦ６５３４．２ｇ（８９．３９モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に氷冷下ナトリウムメトキシド６４８．７ｇ（１２．０１モル）を添加した。氷冷にて２時間攪拌した後に、室温にて５時間攪拌を行った。さらにＤＭＦを留去した後に、ＤＭＦ２６１３．７ｇ（３５．７６モル）を添加し、該反応混合物に氷冷にてベンジルブロマイド２０３７．７９ｇ（１１．９１モル）滴下した。氷冷下３時間攪拌した後、ＤＭＦを留去し、水８Ｌを加え、析出した固体を濾取、水２Ｌで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４Ｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２Ｌで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶１８６３．５ｇ（４．５６モル）を得た。得られた結晶は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。収率は７６％、31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１００ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は３６ｐｐｍであった。
【００４４】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．１−４．５（ｍ，８Ｈ），３．５（ｄ，４Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，１２０ＭＨｚ）：δ２３．１（Ｓ）、融点：２５５−２５６℃、元素分析 計算値：Ｃ，５５．８９；Ｈ，５．４３、測定値：Ｃ，５６．２４；Ｈ，５．３５
【００４５】
調製例２
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−２）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジベンジロキシ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン２２．５５ｇ（０．０５５モル）、ベンジルブロマイド１９．０１ｇ（０．１１モル）およびキシレン３３．５４ｇ（０．３２モル）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、還流温度（約１３０℃）で４時間加熱、攪拌した。加熱終了後、室温まで放冷し、キシレン２０ｍＬを加え、さらに３０分攪拌した。析出した結晶をろ過により分離し、キシレン２０ｍＬで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４０ｍＬをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２０ｍＬで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶を得た。生成物は質量スペクトル分析、1Ｈ、31Ｐ核磁気共鳴スペクトル分析および元素分析でビスベンジルペンタエリスリトールジホスホネートであることを確認した。収量は２０．６０ｇ、収率は９１％、31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１９０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は６ｐｐｍであった。
【００４６】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．１−４．５（ｍ，８Ｈ），３．５（ｄ，４Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，１２０ＭＨｚ）：δ２３．１（Ｓ）、融点：２５７℃
【００４７】
調製例３
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−３）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジベンジロキシ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン２２．５５ｇ（０．０５５モル）、ベンジルブロマイド１９．０１ｇ（０．１１モル）およびキシレン３３．５４ｇ（０．３２モル）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、還流温度（約１３０℃）で４時間加熱、攪拌した。加熱終了後、室温まで放冷し、キシレン２０ｍＬを加え、さらに３０分攪拌した。析出した結晶をろ過により分離し、１００℃、１．３３×１０Ｐａにて減圧乾燥を行った。得られた白色固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は４２７０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は１３５ｐｐｍであった。
【００４８】
調製例４
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジα−ベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−４）の調製
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール８１６．９ｇ（６．０モル）、ピリジン１９．０ｇ（０．２４モル）、トルエン２２５０．４ｇ（２４．４モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン１６５１．８ｇ（１２．０モル）を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、６０℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン２６．５０部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール８８９．４ｇ（１２．０モル）および塩化メチレン１５０．２ｇ（１．７７モル）を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を８０℃、１．３３×１０2Ｐａで１２時間乾燥し、白色の固体１３４１．１ｇ（５．８８モル）を得た。得られた固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイドである事を確認した。
【００４９】
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に得られた２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイド１３４１．０ｇ（５．８８モル）、ＤＭＦ６５３４．２ｇ（８９．３９モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に氷冷下ナトリウムメトキシド６４８．７ｇ（１２．０１モル）を添加した。氷冷にて２時間攪拌した後に、室温にて５時間攪拌を行った。さらにＤＭＦを留去した後に、ＤＭＦ２６１３．７ｇ（３５．７６モル）を添加し、該反応混合物に氷冷にてα−メチルベンジルブロマイド２２０４．０６ｇ（１１．９１モル）滴下した。氷冷下３時間攪拌した後、ＤＭＦを留去し、水８Ｌを加え、析出した固体を濾取、水２Ｌで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４Ｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２Ｌで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶２９８４．８ｇ（６．８４モル）を得た。得られた固体は31ＰＮＭＲ、1ＨＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジα−メチルベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は２３０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は５３ｐｐｍであった。
【００５０】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．０−４．２（ｍ，４Ｈ），３．４−３．８（ｍ，４Ｈ），３．３（ｑｄ，４Ｈ），１．６（ｄｄｄ，６Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，１２０ＭＨｚ）：δ２８．７（Ｓ）、融点：１９０−２１０℃、元素分析 計算値：Ｃ，５７．８０；Ｈ，６．０１、測定値：Ｃ，５７．８３；Ｈ，５．９６
【００５１】
調製例５
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−５）の調製
攪拌装置、攪拌翼、還流冷却管、温度計を備えた１０リットル三つ口フラスコに、ジフェニルメチルホスホン酸ジクロリドを２０５８．５ｇ（７．２２ｍｏｌ）とペンタエリスリトール４６８．１ｇ（３．４４ｍｏｌ）、ピリジン１１６９．４ｇ（１４．８ｍｏｌ）、クロロホルム８２００ｇを仕込み、窒素気流下、６０℃まで加熱し、６時間攪拌させた。反応終了後、クロロホルムを塩化メチレンで置換し、当該反応混合物にに蒸留水６Ｌを加え攪拌し、白色粉末を析出させた。これを吸引濾過により濾取し、得られた白色物をメタノールを用いて洗浄した後、１００℃、１．３３×１０2Ｐａで１０時間乾燥し、白色の固体１１５６．２ｇを得た。得られた固体は31Ｐ−ＮＭＲ、1Ｈ−ＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイドである事を確認した。31Ｐ−ＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１７０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は３９ｐｐｍであった。
【００５２】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ７．２０−７．６０（ｍ，２０Ｈ），５．２５（ｄ，２Ｈ），４．１５−４．５５（ｍ，８Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，１２０ＭＨｚ）：δ２０．９、融点：２６５℃、元素分析 計算値：Ｃ，６６．４３；Ｈ，５．３９、測定値：Ｃ，６６．１４；Ｈ，５．４１
【００５３】
（イ）樹脂成分
▲１▼ＡＢＳ樹脂（日本エイアンドエル（株）製サンタックＵＴ−６１、以下ＡＢＳと称する）
▲２▼耐衝撃性ポリスチレン（エー・アンド・エムスチレン（株）製スタイロンＨ９１５２、以下ＰＳと称する）
▲３▼芳香族ポリエステル（帝人（株）製テイジンＰＢＴ ＴＲＢ−Ｈ、以下ＰＥｓｔと称する）
▲４▼ポリカーボネート（帝人化成（株）製パンライトＬ−１２２５ＷＰ、以下ＰＣと称する）
【００５４】
（ロ）有機リン化合物
▲１▼調製例１で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−１と称する）｝
▲２▼調製例２で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−２と称する）｝
▲３▼調製例３で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−３と称する）｝
▲４▼調製例４で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジα−メチルベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ3が水素原子、Ｒ2およびＲ4がメチル基、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−４と称する）｝
▲５▼調製例５で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ3が水素原子、Ｒ2およびＲ4がフェニル基、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−５と称する）｝
【００５５】
［実施例１〜１６、比較例１〜４］
表１、表２記載の各成分を表１、表２記載の量（重量部）でタンブラーにて配合し、１５ｍｍφ二軸押出機（テクノベル製、ＫＺＷ１５）にてペレット化し、乾燥したペレットを射出成形機（（株）日本製鋼所製 Ｊ７５Ｓｉ）にて成形し評価した。その結果を表１、表２に示す。
【００５６】
なお、難燃性（ＵＬ−９４評価）は、実施例１〜実施例８はＶ−２、実施例９〜実施例１６はＶ−０であり、難燃性に優れた樹脂組成物が得られた。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【発明の効果】
本発明の環状ホスホネート化合物は、特に樹脂に配合あるいは成形する際に、ガスの発生およびヤケの問題が抑制され、樹脂の色相に優れる難燃性樹脂組成物を得ることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の構造を有するペンタエリスリトールジホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法に関する。更に詳しくは、難燃剤、結晶核剤、可塑剤等の添加剤として使用でき、殊に樹脂用難燃剤として優れた効果を有する新規なペンタエリスリトールジホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂は、その優れた諸物性を活かし、機械部品、電気部品、自動車部品等の幅広い分野に利用されている。一方、これらの樹脂は本質的に可燃性である為、上記用途として使用するには一般の化学的、物理的諸特性のバランス以外に、火炎に対する安全性、すなわち、高度な難燃性が要求される場合が多い。
【０００３】
樹脂に難燃性を付与する方法としては、難燃剤としてハロゲン系化合物、さらに難燃助剤としてアンチモン化合物を樹脂に添加する方法が一般的である。しかしながら、この方法は成形加工時あるいは燃焼時に、多量の腐食性ガスを発生させる等の問題がある。また、特に近年、製品廃棄時における環境影響等が懸念されている。そこで、ハロゲンを全く含まない難燃剤や難燃処方が強く望まれている。
【０００４】
ハロゲン系難燃剤を使用しないで熱可塑性樹脂を難燃化する方法としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水和物を添加することが広く知られている。しかし、充分な難燃性を得る為には、上記金属水和物を多量に添加する必要があり、樹脂本来の特性が失われるという欠点を有していた。
【０００５】
また、トリアリールリン酸エステルモノマーや縮合リン酸エステルオリゴマーの芳香族リン酸エステルも、熱可塑性樹脂に難燃性を付与するための難燃剤として頻繁に用いられてきた。しかし、トリフェニルホスフェートに代表されるトリアリールリン酸エステルモノマーは、樹脂組成物の耐熱性を著しく低下させ、かつ、揮発性が高い為に、押出し時や成形加工時にガスの発生量が多く、ハンドリング性に問題があった。さらに、この化合物は樹脂を高温に加熱するとその少なくとも一部が揮発、あるいはブリード等によって樹脂中から失われるという問題点を有していた。また、縮合リン酸エステルオリゴマーは、揮発性が改善されているものの、その多くが液体であることから、樹脂との混練には液注装置が必要となり、押出し混練時のハンドリング性に問題があった。
【０００６】
一方、二置換ペンタエリスリトールジホスホネートは、樹脂用難燃剤を中心に種々の検討がなされている。この化合物を熱可塑性樹脂に配合することにより、熱可塑性樹脂の難燃化を達成することができる。このホスホネート化合物が配合された熱可塑性樹脂組成物は、難燃剤の配合による耐熱性、および耐衝撃性等の特性が低下することなく、しかも混練の際に化合物が揮発、あるいはブリード等により樹脂中から失われることのない特徴を有する。
【０００７】
また、上記二置換ペンタエリスリトールジホスホネートの製造法についてはいくつか開示されている。例えば、特開平５−１６３２８８号公報においては、ペンタエリスリトールとフェニルホスホン酸ジクロライドとの反応により、ジフェニルペンタエリスリトールジホスホネートを得る製造例の記載がある。
【０００８】
米国特許４１７４３４３号明細書においては、ジエチルペンタエリスリトールジホスファイトとハロゲン化誘導体（例えばベンジルクロライド）との反応により、対応する二置換ペンタエリスリトールジホスホネートを得る製造例の記載がある。
【０００９】
しかしながら、本発明の特定の構造を有するペンタエリスリトールジホスホネートに関して、必ずしも従来通りの製造方法ではかかる目的物を高収率で回収できないという問題があった。また、上記の特許でも製造法の詳細は詳述されておらず、目的物の純度に関する記載もなく、工業的な製造法の見地からも種々の問題が内在していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、工業的に有利な生産性に優れた方法により、樹脂に混合した際に大きな問題であるハロゲン系ガス発生、或いはそれに起因するヤケ現象の如き耐熱性を向上させ、かつ高度に難燃性を付与することができる残留ハロゲン分の低い特性を保有するペンタエリスリトールジホスホネート化合物を提供することにある。
【００１１】
本発明者は、前記目的を達成すべく誠意検討した結果、特に、環状ホスホネートの残留揮発分が、この数値が、一定以下に低減すれば、該化合物が、樹脂形成時点での操作性、環境対策上の利点、が発現すると共に、物性、外観色度に悪影響を与えない事を見出し、同時に、所期の高度の難燃性を付与することができる事を見出し、本発明に至った。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明によれば、下記式（１）で示される環状ホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法であって、環状ホスホネート化合物として、全残留ハロゲン分が３０００ｐｐｍ以下であり、イオン性のハロゲン分が１０００ｐｐｍ以下である、環状ホスホネート化合物を用いることを特徴とする方法が提供され、さらに好適には純度が９４％以上である環状ホスホネート化合物を用いることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
【化２】
（式中、Ａｒ1およびＡｒ2は、同一または異なっていてもよく、炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、それぞれ同一または異なっていてもよく、水素原子もしくは炭素数６〜２０の置換もしくは非置換のアリール基、または炭素数１〜２０の飽和もしくは不飽和の炭化水素基である。）
本発明は、従来法では、特に保存安定性、あるいは、樹脂混合時点、で大きな問題になる残留ハロゲン量を低減させ、殊に樹脂混合に際して大きな問題となるハロゲン系ガス発生、或いはそれに起因するガス発生を抑制し、同時に、それに起因する樹脂成形時においては、ヤケ現象の如き耐熱性を向上させ、色相、あるいは、樹脂そのものの変性を生起することなく、高度の難燃性を付与させるし、或いは、紙袋保存時の腐蝕の低減、樹脂成形用金型の腐蝕、あるいは、モールドデポジットとして問題になる金型汚染らを抑制できる環状ホスホネート化合物、及び、その残留ハロゲン分の低下に関する知見を提供することにある。
【００１５】
上記ペンタエリスリトールジホスホネート化合物として、一般式（１）においてＡｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、各種トルイル基、ジ−ｔ−ブチルフェニル基、各種クメニル基、ビフェニル基、ナフチル基等であり、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、各種プロピル、各種ブチル、各種ペンチル、プロペニル基、フェニル基、各種トルイル基、各種キシリル基、各種クメニル基、ジ−ｔ−ブチルフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等である化合物を挙げる事ができる。
【００１６】
特に好ましくは、Ａｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、各種トルイル基であって、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、各種プロピル、各種ブチル、各種ペンチル、プロペニル基、フェニル基、各種トルイル基であり、更に好ましくは、Ａｒ1、Ａｒ2が、フェニル基、各種キシリル基、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が、水素原子、メチル、エチル、フェニル基である。
【００１７】
かかる化合物としては、具体的には、３，９−ビス（フェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（３−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−メチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（３，５−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００１８】
３，９−ビス（（２−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリ−ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００１９】
３，９−ビス（（２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２，４，６−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００２０】
３，９−ビス（（４−ビフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（１−ナフチル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−ナフチル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（１−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（２−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（（９−アントリル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、
【００２１】
３，９−ビス（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（２−メチル−２−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（トリフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン
【００２２】
３−フェニルメチル−９−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−フェニルメチル−９−ジフェニルメチル−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（（２，６−ジメチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３−ジフェニルメチル−９−（（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカンが挙げられる。
【００２３】
特に、３，９−ビス（フェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、３、９−（１−フェニルエチル）−３，９−ジオキソ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン、が好ましい。
【００２４】
かかる化合物は、各種の製造法が存在するが、例えば、対応する３，９−ジ置換−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカンを、ハロゲン化誘導体の共存下に、温度８０℃から２００℃の条件下で加熱処理する事で、得られる。これらハロゲン化誘導体は、溶媒として使用することもできるし、いわゆる反応活性剤としての使用も可能である。また、ハロゲンとしては、一般には、臭素、ヨウ素が好ましく用いられる。しかし、実用上の観点で、臭素が使用されることが圧倒的に多い。
【００２５】
この時、好ましくは、１００℃以上、１９５℃以下、さらに好ましくは、１２０℃以上１８０℃以下の雰囲気で行われる。
【００２６】
一般に反応時間としては、その濃度、加熱形態、手法により異なるが、１時間から６時間の処理でよい。
【００２７】
高温ほど短時間で変化するが、同時に温度の影響による副反応が生起し、結果的に収率が低下することがあるので２００℃以上の温度での運転は好ましくない。
【００２８】
しかし、該反応を円滑に進め、生成物回収の観点から、芳香族系溶媒が好ましく使われる。
【００２９】
かかる溶媒としては炭素数６から２０の芳香族炭化水素でればよく、かつ、反応の効率的視点から、温度８０℃から２００℃までの加熱が可能であればよい。かかる溶媒は、出発物を一部、あるいは全部を溶解することが多く、さらには、反応中間体の溶解性を促進して、収率向上に大きな寄与を与える事も重要な因子となる。この様な溶媒として、トルエン、キシレン、ブチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、テトラリン、らを上げる事が出来、目的とする反応温度に対応して選択すればよい。
【００３０】
本発明の環状ホスホネート化合物は、該化合物の純度が９４％以上であることも重要な案件である。このような環状ホスホネート化合物を得るためには、反応性生成物の洗浄が好適に採用される。かかる洗浄方法として、芳香族系溶媒に生成物が溶解している場合には、一旦濃縮乾固し、あるいは、反応系でスラリー状態になっている場合は、そのままで回収した後、その固体を、一般式Ｒ−ＯＨで表される脂肪族アルコール化合物を用い、洗浄する事が生成物の純度向上に必要である。その際、洗浄温度が５０℃以上１２０℃以下である事が望ましく、この温度以上では、加熱変化の可能性が存在し、これより低い温度では、繰り返し回数の増加につながり、好ましくない。
【００３１】
かかる化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールらをあげる事ができるが経済的観点、操作性の観点から、メタノールが好ましい。
【００３２】
さらに、別の製造方法として、対応する置換基保有ホスホン酸ジハライドとペンタエリスリトールとの反応でも同様に上記中間体を経由せずに、得ることが出来る。しかし、精製方法に関しては、全く同様の処置で、純度の向上が可能である。
【００３３】
さらに、別の製造方法として、一旦、環状ホスホネート水素化物を経由し、強塩基、例えば金属アルコキシドを反応させて環状ホスホネート金属塩にして、これを、対応するハロゲン化物誘導体と反応させて得る事も可能である。
【００３４】
さらに、別の方法として、トリフェニルホスファイトを原料として、ペンタエリスリトールと反応させ、この反応生成物を、所望の各種アルコールとエステル交換させても得る事ができるが、いずれも、上記の方法で精製されたホスホネート化合物は、その製品純度が ９４％以上である事が望ましく、さらに好ましくは９６％以上であれば、後述する樹脂、あるいは、他製品への添加で悪影響を及ぼすことが減少でき、好ましい。
【００３５】
本発明の環状ホスホネートは、該化合物の全残留ハロゲン分が３０００ｐｐｍ以下、好ましくは１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３００ｐｐｍ以下である。また、イオン性のハロゲン分が１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、より好ましくは１００ｐｐｍ以下、特に好ましくは８０ｐｐｍ以下である。これらの数値をどちらかが超えると、明らかに加熱処理時点で、ハロゲン化水素系の悪臭が観測され、あるいは、時として、ある種の樹脂では明瞭なヤケが観測される。
【００３６】
この様な存在量は、全ハロゲン量の測定として、材料の燃焼後の灰分の中和滴定から求めることができ、一方、イオン性のハロゲン含量は、例えば、イオンクロマトで定量する事が可能である。
【００３７】
かかる残留ハロゲン分は、その主たる由来は、大半は反応原料、触媒に起因すると考えられる。一般に、無機物誘導体、あるいは、有機物の混合状態で、生成物に混入しているために、その精製が、著しく困難になる事が多い。
【００３８】
したがって、無機成分除去には水系を使用しなければならないし、一方、反応系由来のハロゲン誘導体には、有機系の洗浄剤が必要になる。しかも、有機系は、その材料が生成物とさらなる反応が進行する可能性もあり、一方、無機系は、安定な中性塩でなく、酸性の状態であれば、臭化水素の共存を意味する。これらの存在は、結果的に、例えば、該化合物の保存安定性、あるいは、樹脂混合時点、で大きな問題になり、例えば紙袋保存時の腐蝕の低減、樹脂成形用金型の腐蝕、あるいは、モールドデポジットとして問題になる金型汚染らを生起し、実用上好ましくない。
【００３９】
かかる問題点が内在しために、従来の技術では、この重要な性質を無視したり、あるいは、その存在のままで実用に供する事が多く、本来の性能発現に至らず、実用性の低い材料として位置付けされたものと考えられる。
【００４０】
上述した洗浄方法で、かかる残留ハロゲン分が、大幅に減少し、本発明の化合物の各種応用への効果が良好になる。
【００４１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。なお、評価は下記の方法で行った。
（１）リン化合物の全残留ハロゲン分測定
炭酸カリウム法により測定を行った。
（２）リン化合物のイオン性残留ハロゲン分測定
Ｄｉｏｎｅｘ Ｓｅｒｉｅｓ２０００ｉ／ＰＳ（イオンクロマトグラフ）を用いて測定を行った。分離カラムはＤｉｏｎｅｘＨＰＩＣ−ＡＳ４Ａを用いた。溶離液として１ｍＭのＮａ2ＣＯ3−ＮａＨＣＯ3水溶液を用い、再生液として０．０２５Ｎの硫酸を用いた。流速２ｍｌ／ｍｉｎ、圧力７００ｐｓｉで測定を行った。
サンプル調製は、２００ｍｌの塩化メチレンに０．５ｇのリン化合物を加え、加熱溶解させた後に、１ｍｌの超純水による抽出処理を２回繰り返した。
イオン性残留ハロゲン分はイオンクロマトグラフの結果と、ＮａＢｒによる検量線から求めた。
（３）ＭＶＲ（流動性試験）
ＩＳＯ−１１３３に準拠して測定を実施した。
尚、ＡＢＳ、ＰＣに関しては２５０℃、２．２ｋｇ荷重の条件で、ＰＳ、ＰＢＴに関しては２３０℃、３．８ｋｇ荷重の条件で測定を行った。
（４）熱安定性（ＭＶＲの変化率）
ペレットを１３０℃で２４時間処理した。処理前後のペレットのＭＶＲを上記ＭＶＲ条件で測定し、次式によりその変化率（ΔＹ）を求めた。
ΔＹ＝（｜Ｙ2−Ｙ1｜／Ｙ1）×１００（％）
Ｙ1；処理前のＭＶＲ（ｃｍ3／１０ｍｉｎ）
Ｙ2；処理後のＭＶＲ（ｃｍ3／１０ｍｉｎ）
（５）成形品の色相
押出混練にて得られたペレットから、色見本板を射出成形しその色相について目視で判定した。判定基準は下記の基準で行った。
色相良好：○
色見本板に若干ヤケが観られるもの：△
色見本板にヤケが観られるもの：×
（６）金型汚染
樹脂組成物の色見本板成形を５００Ｓｈｏｔ行った後の金型汚染を、目視にて判定を行った。
金型汚染なし：○
金型汚染小：△
金型汚染大：×
（７）難燃性（ＵＬ−９４評価）
難燃性は厚さ１／１６インチ（１．６ｍｍ）のテストピースを用い、難燃性の評価尺度として、米国ＵＬ規格のＵＬ−９４に規定されている垂直燃焼試験に準じて評価を行った。どの試験片も炎を取り去った後の燃焼が１０秒以内で消火し、且つ、滴下物が無い又は滴下物が綿着火をおこさないものがＶ−０、燃焼が３０秒以内で消火し、且つ、滴下物が綿着火をおこすものがＶ−２であり、この評価基準以下のものをｎｏｔＶとした。
【００４２】
調製例１
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−１）の調製
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール８１６．９ｇ（６．０モル）、ピリジン１９．０ｇ（０．２４モル）、トルエン２２５０．４ｇ（２４．４モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン１６５１．８ｇ（１２．０モル）を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、６０℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン２６．５０部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール８８９．４ｇ（１２．０モル）および塩化メチレン１５０．２ｇ（１．７７モル）を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を８０℃、１．３３×１０2Ｐａで１２時間乾燥し、白色の固体１３４１．１ｇ（５．８８モル）を得た。得られた固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイドである事を確認した。
【００４３】
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に得られた２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイド１３４１．０ｇ（５．８８モル）、ＤＭＦ６５３４．２ｇ（８９．３９モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に氷冷下ナトリウムメトキシド６４８．７ｇ（１２．０１モル）を添加した。氷冷にて２時間攪拌した後に、室温にて５時間攪拌を行った。さらにＤＭＦを留去した後に、ＤＭＦ２６１３．７ｇ（３５．７６モル）を添加し、該反応混合物に氷冷にてベンジルブロマイド２０３７．７９ｇ（１１．９１モル）滴下した。氷冷下３時間攪拌した後、ＤＭＦを留去し、水８Ｌを加え、析出した固体を濾取、水２Ｌで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４Ｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２Ｌで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶１８６３．５ｇ（４．５６モル）を得た。得られた結晶は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。収率は７６％、31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１００ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は３６ｐｐｍであった。
【００４４】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．１−４．５（ｍ，８Ｈ），３．５（ｄ，４Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，１２０ＭＨｚ）：δ２３．１（Ｓ）、融点：２５５−２５６℃、元素分析 計算値：Ｃ，５５．８９；Ｈ，５．４３、測定値：Ｃ，５６．２４；Ｈ，５．３５
【００４５】
調製例２
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−２）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジベンジロキシ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン２２．５５ｇ（０．０５５モル）、ベンジルブロマイド１９．０１ｇ（０．１１モル）およびキシレン３３．５４ｇ（０．３２モル）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、還流温度（約１３０℃）で４時間加熱、攪拌した。加熱終了後、室温まで放冷し、キシレン２０ｍＬを加え、さらに３０分攪拌した。析出した結晶をろ過により分離し、キシレン２０ｍＬで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４０ｍＬをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２０ｍＬで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶を得た。生成物は質量スペクトル分析、1Ｈ、31Ｐ核磁気共鳴スペクトル分析および元素分析でビスベンジルペンタエリスリトールジホスホネートであることを確認した。収量は２０．６０ｇ、収率は９１％、31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１９０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は６ｐｐｍであった。
【００４６】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．１−４．５（ｍ，８Ｈ），３．５（ｄ，４Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，１２０ＭＨｚ）：δ２３．１（Ｓ）、融点：２５７℃
【００４７】
調製例３
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−３）の調製
攪拌機、温度計、コンデンサーを有する反応容器に、３，９−ジベンジロキシ−２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン２２．５５ｇ（０．０５５モル）、ベンジルブロマイド１９．０１ｇ（０．１１モル）およびキシレン３３．５４ｇ（０．３２モル）を充填し、室温下攪拌しながら、乾燥窒素をフローさせた。次いでオイルバスで加熱を開始し、還流温度（約１３０℃）で４時間加熱、攪拌した。加熱終了後、室温まで放冷し、キシレン２０ｍＬを加え、さらに３０分攪拌した。析出した結晶をろ過により分離し、１００℃、１．３３×１０Ｐａにて減圧乾燥を行った。得られた白色固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は４２７０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は１３５ｐｐｍであった。
【００４８】
調製例４
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジα−ベンジル−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−４）の調製
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器にペンタエリスリトール８１６．９ｇ（６．０モル）、ピリジン１９．０ｇ（０．２４モル）、トルエン２２５０．４ｇ（２４．４モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に三塩化リン１６５１．８ｇ（１２．０モル）を該滴下ロートを用い添加し、添加終了後、６０℃にて加熱攪拌を行った。反応後、室温まで冷却し、得られた反応物に塩化メチレン２６．５０部を添加し、氷冷しながらターシャリーブタノール８８９．４ｇ（１２．０モル）および塩化メチレン１５０．２ｇ（１．７７モル）を滴下した。得られた結晶をトルエンおよび塩化メチレンにて洗浄しろ過した。得られたろ取物を８０℃、１．３３×１０2Ｐａで１２時間乾燥し、白色の固体１３４１．１ｇ（５．８８モル）を得た。得られた固体は31Ｐ、1ＨＮＭＲスペクトルにより２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイドである事を確認した。
【００４９】
温度計、コンデンサー、滴下ロートを備えた反応容器に得られた２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５．５］ウンデカン，３，９−ジヒドロ−３，９−ジオキサイド１３４１．０ｇ（５．８８モル）、ＤＭＦ６５３４．２ｇ（８９．３９モル）を仕込み、攪拌した。該反応容器に氷冷下ナトリウムメトキシド６４８．７ｇ（１２．０１モル）を添加した。氷冷にて２時間攪拌した後に、室温にて５時間攪拌を行った。さらにＤＭＦを留去した後に、ＤＭＦ２６１３．７ｇ（３５．７６モル）を添加し、該反応混合物に氷冷にてα−メチルベンジルブロマイド２２０４．０６ｇ（１１．９１モル）滴下した。氷冷下３時間攪拌した後、ＤＭＦを留去し、水８Ｌを加え、析出した固体を濾取、水２Ｌで２回洗浄した。得られた粗精製物とメタノール４Ｌをコンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に入れ、約２時間還流した。室温まで冷却後、結晶をろ過により分離し、メタノール２Ｌで洗浄した後、得られたろ取物を１２０℃、１．３３×１０2Ｐａで１９時間乾燥し、白色の鱗片状結晶２９８４．８ｇ（６．８４モル）を得た。得られた固体は31ＰＮＭＲ、1ＨＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジα−メチルベンジル−３，９−ジオキサイドである事を確認した。31ＰＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は２３０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は５３ｐｐｍであった。
【００５０】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，３００ＭＨｚ）：δ７．２−７．４（ｍ，１０Ｈ），４．０−４．２（ｍ，４Ｈ），３．４−３．８（ｍ，４Ｈ），３．３（ｑｄ，４Ｈ），１．６（ｄｄｄ，６Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，１２０ＭＨｚ）：δ２８．７（Ｓ）、融点：１９０−２１０℃、元素分析 計算値：Ｃ，５７．８０；Ｈ，６．０１、測定値：Ｃ，５７．８３；Ｈ，５．９６
【００５１】
調製例５
２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイド（ＦＲ−５）の調製
攪拌装置、攪拌翼、還流冷却管、温度計を備えた１０リットル三つ口フラスコに、ジフェニルメチルホスホン酸ジクロリドを２０５８．５ｇ（７．２２ｍｏｌ）とペンタエリスリトール４６８．１ｇ（３．４４ｍｏｌ）、ピリジン１１６９．４ｇ（１４．８ｍｏｌ）、クロロホルム８２００ｇを仕込み、窒素気流下、６０℃まで加熱し、６時間攪拌させた。反応終了後、クロロホルムを塩化メチレンで置換し、当該反応混合物にに蒸留水６Ｌを加え攪拌し、白色粉末を析出させた。これを吸引濾過により濾取し、得られた白色物をメタノールを用いて洗浄した後、１００℃、１．３３×１０2Ｐａで１０時間乾燥し、白色の固体１１５６．２ｇを得た。得られた固体は31Ｐ−ＮＭＲ、1Ｈ−ＮＭＲスペクトルおよび元素分析により２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイドである事を確認した。31Ｐ−ＮＭＲ純度は９９％であった。また、本文記載の方法で測定した全残留ハロゲン分は１７０ｐｐｍ、イオン性残留ハロゲン分は３９ｐｐｍであった。
【００５２】
1Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ７．２０−７．６０（ｍ，２０Ｈ），５．２５（ｄ，２Ｈ），４．１５−４．５５（ｍ，８Ｈ）、31Ｐ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，１２０ＭＨｚ）：δ２０．９、融点：２６５℃、元素分析 計算値：Ｃ，６６．４３；Ｈ，５．３９、測定値：Ｃ，６６．１４；Ｈ，５．４１
【００５３】
（イ）樹脂成分
▲１▼ＡＢＳ樹脂（日本エイアンドエル（株）製サンタックＵＴ−６１、以下ＡＢＳと称する）
▲２▼耐衝撃性ポリスチレン（エー・アンド・エムスチレン（株）製スタイロンＨ９１５２、以下ＰＳと称する）
▲３▼芳香族ポリエステル（帝人（株）製テイジンＰＢＴ ＴＲＢ−Ｈ、以下ＰＥｓｔと称する）
▲４▼ポリカーボネート（帝人化成（株）製パンライトＬ−１２２５ＷＰ、以下ＰＣと称する）
【００５４】
（ロ）有機リン化合物
▲１▼調製例１で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−１と称する）｝
▲２▼調製例２で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−２と称する）｝
▲３▼調製例３で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4が水素原子で、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−３と称する）｝
▲４▼調製例４で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ジα−メチルベンジル−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ3が水素原子、Ｒ2およびＲ4がメチル基、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−４と称する）｝
▲５▼調製例５で合成した２，４，８，１０−テトラオキサ−３，９−ジホスファスピロ［５，５］ウンデカン，３，９−ビス（ジフェニルメチル）−３，９−ジオキサイド｛前記一般式（１）において、Ｒ1およびＲ3が水素原子、Ｒ2およびＲ4がフェニル基、Ａｒ1およびＡｒ2がフェニル基であるリン系化合物（以下ＦＲ−５と称する）｝
【００５５】
［実施例１〜１６、比較例１〜４］
表１、表２記載の各成分を表１、表２記載の量（重量部）でタンブラーにて配合し、１５ｍｍφ二軸押出機（テクノベル製、ＫＺＷ１５）にてペレット化し、乾燥したペレットを射出成形機（（株）日本製鋼所製 Ｊ７５Ｓｉ）にて成形し評価した。その結果を表１、表２に示す。
【００５６】
なお、難燃性（ＵＬ−９４評価）は、実施例１〜実施例８はＶ−２、実施例９〜実施例１６はＶ−０であり、難燃性に優れた樹脂組成物が得られた。
【００５７】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明の環状ホスホネート化合物は、特に樹脂に配合あるいは成形する際に、ガスの発生およびヤケの問題が抑制され、樹脂の色相に優れる難燃性樹脂組成物を得ることができる。
Claims (2)
- 下記式（１）で示される環状ホスホネート化合物を用いた、樹脂組成物の熱安定性を向上させる方法であって、環状ホスホネート化合物として、全残留ハロゲン分が３０００ｐｐｍ以下であり、イオン性のハロゲン分が１０００ｐｐｍ以下である、環状ホスホネート化合物を用いることを特徴とする方法。
- 前記式（１）で示される環状ホスホネート化合物の純度が９４％以上である請求項１記載の方法。
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