JP5796865B2 - 難燃剤ハロゲン化フェニルエーテル - Google Patents
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Description
(式中、Rは、ハロゲンまたはアルキル、特にC1〜C4アルキルであり、Halは、ハロゲン、通常は臭素であり、mは、少なくとも1であり、nは、0〜3であり、xは、少なくとも2(例えば、3〜100,000)である)を含むハロゲン化アリールエーテルオリゴマーに基づくものである、新しいクラスの難燃剤物質を提案した。これらの物質は、他の現在利用可能なオリゴマー難燃剤よりも高いレベルまでハロゲン化され得、樹脂(例えば、HIPSおよびポリオレフィン)およびエンジニアリングサーモプラスチック(例えば、ポリアミドおよびポリエステル)と組み合わされる場合により優れた機械的性質をもたらし得る。また、これらのアリールエーテルオリゴマーは、より低いハロゲン化レベルでも、許容可能な機械的性質を有する配合物をもたらすことが分かっている。
(式中、Xは、ハロゲン原子であり、aおよびdは、1〜5の範囲内の数であり、かつbおよびcは、1〜4の範囲内の数である)で表されるハロゲン化ビス(4−フェノキシフェニル)エーテルと配合した、難燃性ポリマー組成物を開示している。64〜81wt%のBrを含有する物質が、当該出願において例示されている。
(式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、各mは、独立して0〜5の整数であり、各pは、独立して0〜4の整数であり、nは、2〜4の整数であり、そして化合物の50重量%以上がハロゲンである)を有するハロゲン化ポリフェニルエーテルを開示している。少なくとも60wt%のBrを含有する過臭素化物質が好ましいと述べられている。
が、高性能ポリアミドおよび線状ポリエステルのエンジニアリング樹脂およびアロイにおける、ならびにポリオレフィン樹脂およびスチレン樹脂における、難燃剤としての使用のために、Albemarle Chemical CorporationによりSAYTEX 120という商品名で販売されている。
を有するハロゲン化フェニルエーテル難燃剤であって、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、各XがClである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約50〜約65wt%であり、そして各XがBrである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約70wt%〜約79wt%であることを条件とし、ここで、ハロゲン化フェニルエーテルは、約30%〜約80%(例えば、約35%〜約75%)の式Iの完全ハロゲン化フェニルエーテル(すなわち、各mが5であり、かつ各pが4である)と、約70%〜約20%(例えば、約65%〜約25%)の式Iの部分的ハロゲン化フェニルエーテル(すなわち、少なくとも1つのmが1〜4の整数でありかつ/または少なくとも1つのpが1〜3の整数である)との混合物である、ハロゲン化フェニルエーテル難燃剤にある。
の上記のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤とを含む難燃性ポリマー組成物にあり、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、XがClである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約50〜約65wt%であり、そしてXがBrである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約70wt%〜約79wt%であることを条件とし、ここで、ハロゲン化フェニルエーテルは、約30%〜約80%(例えば、約35%〜約75%)の式Iの完全ハロゲン化フェニルエーテルと、約70%〜約20%(例えば、約45%〜約25%)の式Iの部分的ハロゲン化フェニルエーテルとの混合物である。
を有し、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、XがClである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約50〜約65wt%、特に約60wt%〜約64wt%であり、そしてXがBrである場合は、エーテル中の総量ハロゲンは、約70wt%〜約79wt%、特に約71wt%〜約78wt%(例えば、約71wt%〜約76wt%)であることを条件とし、ここで、式Iのハロゲン化フェニルエーテルの約30%〜約80%(例えば、約35%〜約75%)は完全にハロゲン化されており、かつ式Iのハロゲン化フェニルエーテルの約70%〜約20%(例えば、約65%〜約25%)は部分的にハロゲン化されている。多くの実施形態において、nが1および/または2である式Iのハロゲン化フェニルエーテルと、nが0および/または3以上である式Iのフェニルエーテルとが混合またはブレンドされる。
の完全ハロゲン化フェニルエーテルと部分的ハロゲン化フェニルエーテルとの混合物である。また、nが2であり、難燃剤は、式(III):
の完全ハロゲン化フェニルエーテルと部分的ハロゲン化フェニルエーテルとの混合物である。
各XがClである場合はエーテル中の総量ハロゲンは約50〜約65wt%であり、そして各XがBrである場合はエーテル中の総量ハロゲンは約70wt%〜約79wt%であるという条件の下で、
全ハロゲン化フェニルエーテルの約30%〜約80%(例えば、約35%〜約75%)は完全にハロゲン化され、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの約70%〜約20%(例えば、約65%〜約25%)は部分的にハロゲン化されている、
約30〜約45%(例えば、約35〜約45%)の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
約35〜約60%(例えば、約35〜約55%)の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
約1〜約10%(例えば、約3〜約10%)の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
約1〜約10%(例えば、約3〜約10%)の6環ハロゲン化フェニルエーテルと、
約0.1〜約4%(例えば、約0.1〜約3%)の7環ハロゲン化フェニルエーテルと、
約0〜約2%(例えば、約0〜約1.5%)の8環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜約1%の2環ハロゲン化ジフェニルエーテルと
を含む本発明のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤を、ポリマー樹脂中にブレンドした場合に得られる。
を有するハロゲン化フェニルエーテル難燃剤を含み、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、各XがClである場合は、難燃剤中の総量ハロゲンは約50wt%〜約65wt%であり、そして各XがBrである場合は、難燃剤中のハロゲンの総量は約70wt%〜約79wt%であることを条件とし、ここで、組成物中に存在する式Iのハロゲン化フェニルエーテルの約30%〜約80%は完全にハロゲン化されており、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの約70%〜約20%は部分的にハロゲン化されている。例えば、各XがBrである難燃剤。
30〜50%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
30〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜約15%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
2個、6個、7個、8個またはそれを上回る数のフェニル環を含有する、合計15%未満のハロゲン化フェニルエーテルと
を含む上記の難燃剤のうちの任意のもの。
30〜45%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
35〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の6環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0.1〜4%の7環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜2%の8環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜1%の2環ハロゲン化ジフェニルエーテルと
を含む上記の難燃剤のうちの1つ。
(a)熱可塑性または熱硬化性ポリマーと、
(b)ポリマー組成物の総重量に基づき5〜50重量%の上に記載されたハロゲン化フェニルエーテル難燃剤と
を含む難燃剤ポリマー組成物を提供する。
1,4−ジフェノキシベンゼンを、次のようにUllmannエーテル合成により調製する。4−フェノキシフェノール(186.2g、1.0mol)を、窒素下において、300mLのトルエンを含む1600gのDMFに溶解させる。50%KOH溶液(112.0g、1.0mol)を添加し、続いて水を共沸除去し、トルエンをストリッピングする。次いで、ブロモベンゼン(157.0g、1.0mol)および酸化銅(II)(3.2g、0.04mol)を添加し、反応溶液を24時間還流(153℃)で維持する。次いで、DMFをストリッピングにより除去し、残留物を後処理して1,4−ジフェノキシベンゼンを得る。
実施例1の工程を繰り返したが、臭素化は、333mLのクロロホルム中に5gのAlCl3と共に50gの1,4−ジフェノキシベンゼンを含有する溶液に334.8gの臭素を添加することにより行った。この物質を分析すると、74.2%の臭素を含有している。
実施例1の工程を繰り返すが、4−フェノキシフェノールの代わりに3−フェノキシフェノールを用いる。
実施例1で説明した手順と同様の手順を、表1に示すような所望の臭素化アリールエーテル化合物を生成するための適切な出発物質基質を用いて使用する。用いる臭素の量を、必要に応じて調整した。
二軸スクリュー押出機を200〜220℃のバレル温度で用いて、実施例1〜13において調製された臭素化フェニルエーテルを別々に、酸化アンチモン(ATO)相乗剤を含有するHIPS(耐衝撃性ポリスチレン)樹脂配合物と配合した。比較のために、同様の配合物を、デカブロモジフェニルオキシド(「deca」)を難燃剤として用いて調製した。結果として生じた配合物を、射出成形して63.5mm×12.7mm×3mmの試験片とし、表1に示すように評価した。アイゾッドノッチ付衝撃強さ(表1中のN−衝撃)値を、ASTM D−256に準じて測定した。
一般式Iのフェニルエーテルの混合物であって、エーテルの少なくとも50%はnが1または2である化合物である、nが0〜6であるエーテルを含む混合物を、上記の手順と類似の手順を用いて臭素化することによって、臭素化フェニルエーテルを調製した。nが明確に1、2、3、4、5、および6である式Iの臭素化エーテルもまた、上記の手順に従って調製した。反応生成物から臭素化エーテル組成物の混合物を得た、すなわち反応生成物を臭素化エーテル組成物の混合物が得られるように調整した。約79%の臭素含有量を有する、完全臭素化種の量が異なる2つの組成物を調製した。これらは、以下のオリゴマー混合物、すなわち、
約40%の3環臭素化フェニルエーテルと、
約47%の4環臭素化フェニルエーテルと、
約5%の5環臭素化フェニルエーテルと、
約5%の6環臭素化フェニルエーテルと、
約2%の7環臭素化フェニルエーテルと、
約1%%の8環臭素化フェニルエーテルと、
0.2%未満の2環臭素化ジフェニルエーテルと
を含んだ。
本発明に関連して、以下の内容を更に開示する。
(1)
一般式(I):
を有するハロゲン化フェニルエーテル難燃剤であって、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、各XがClである場合は、前記難燃剤中の総量ハロゲンは、約50wt%〜約65wt%であり、そして各XがBrである場合は、前記難燃剤中のハロゲンの総量は、約70wt%〜約79wt%であることを条件とし、ここで、組成物中に存在する式Iの前記ハロゲン化フェニルエーテルの約30%〜約80%は完全にハロゲン化されており、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの約70%〜約20%は部分的にハロゲン化されている、ハロゲン化フェニルエーテル難燃剤。
(2)
全ハロゲン化フェニルエーテルの約35%〜約75%が完全にハロゲン化されており、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの約65%〜約25%が部分的にハロゲン化されている、(1)に記載の難燃剤。
(3)
前記一般式(I)の化合物の50〜95重量%が、nが1および/または2である化合物であり、かつ
前記一般式(I)の化合物の5〜50重量%が、nが0、3、4、5および/または6である化合物である、
式Iの化合物の混合物を含む、(1)に記載の難燃剤。
(4)
30〜50%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
30〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜約15%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
2個、6個、7個、8個またはそれを上回る数のフェニル環を含有する、合計15%未満のハロゲン化フェニルエーテルと
を含む、(1)に記載の難燃剤。
(5)
30〜45%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
35〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の6環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0.1〜4%の7環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜2%の8環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜1%の2環ハロゲン化ジフェニルエーテルと
を含む、(1)に記載の難燃剤。
(6)
前記一般式(I)の化合物の50〜95重量%が、nが1および/または2である化合物であり、かつ
前記一般式(I)の化合物の5〜50重量%が、nが0、3、4、5および/または6である化合物である、
式Iの化合物の混合物を含む、(3)に記載の難燃剤。
(7)
30〜50%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
30〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜約15%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
2個、6個、7個、8個またはそれを上回る数のフェニル環を含有する、合計15%未満のハロゲン化フェニルエーテルと
を含む、(3)に記載の難燃剤。
(8)
30〜45%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
35〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の6環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0.1〜4%の7環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜2%の8環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜1%の2環ハロゲン化ジフェニルエーテルと
を含む、(3)に記載の難燃剤。
(9)
式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,4配置で連結し、式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,3配置で連結し、かつ/または式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,2配置で連結している、(1)に記載の難燃剤。
(10)
各Xが臭素である、(1)〜(9)のいずれかに記載の難燃剤。
(11)
難燃性ポリマー組成物であって、
(a)熱可塑性または熱硬化性ポリマーと、
(b)前記ポリマー組成物の総重量に基づき5〜50重量%の(1)〜(9)のいずれかに記載のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤と
を含む、難燃性ポリマー組成物。
(12)
難燃性ポリマー組成物であって、
(a)熱可塑性または熱硬化性ポリマーと、
(b)前記式Iの化合物中の各XがBrである、前記ポリマー組成物の総重量に基づき5〜50重量%の(1)〜(9)のいずれかに記載のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤と
を含む、難燃性ポリマー組成物。
Claims (7)
- 一般式(I):
を有するハロゲン化フェニルエーテル難燃剤であって、式中、各Xは、独立してClまたはBrであり、nは、0〜12の整数であり、各mは、独立して1〜5の整数であり、かつ各pは、独立して1〜4の整数であるが、但し、各XがClである場合は、前記難燃剤中の総量ハロゲンは、50wt%〜65wt%であり、そして各XがBrである場合は、前記難燃剤中のハロゲンの総量は、70wt%〜79wt%であることを条件とし、ここで、組成物中に存在する式Iの前記ハロゲン化フェニルエーテルの30%〜80%は完全にハロゲン化されており、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの70%〜20%は部分的にハロゲン化されており、
前記一般式(I)の化合物の50〜95重量%が、nが1である化合物および2である化合物であり、かつ
前記一般式(I)の化合物の5〜50重量%が、nが0である化合物、3である化合物、4である化合物、5である化合物および6である化合物である、
式Iの化合物の混合物を含み、
3環ハロゲン化フェニルエーテル30〜50%と、
4環ハロゲン化フェニルエーテル30〜60%と、
5環ハロゲン化フェニルエーテル1〜15%と、
2個、6個、7個、8個またはそれを上回る数のフェニル環を含有するハロゲン化フェニルエーテル合計15%未満と
を含む、ハロゲン化フェニルエーテル難燃剤。 - 全ハロゲン化フェニルエーテルの35%〜75%が完全にハロゲン化されており、かつ全ハロゲン化フェニルエーテルの65%〜25%が部分的にハロゲン化されている、請求項1に記載の難燃剤。
- 30〜45%の3環ハロゲン化フェニルエーテルと、
35〜60%の4環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の5環ハロゲン化フェニルエーテルと、
1〜10%の6環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0.1〜4%の7環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜2%の8環ハロゲン化フェニルエーテルと、
0〜1%の2環ハロゲン化ジフェニルエーテルと
を含む、請求項1又は2に記載の難燃剤。 - 式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,4配置で連結し、式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,3配置で連結し、かつ/または式Iの化合物中の少なくとも1個の非末端フェニル基が2個のフェノキシ基に1,2配置で連結している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の難燃剤。
- 各Xが臭素である、請求項1乃至4のいずれか一項のいずれか一項に記載の難燃剤。
- 難燃性ポリマー組成物であって、
(a)熱可塑性または熱硬化性ポリマーと、
(b)前記ポリマー組成物の総重量に基づき5〜50重量%の請求項1乃至5のいずれか一項のいずれか一項に記載のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤と
を含む、難燃性ポリマー組成物。 - 難燃性ポリマー組成物であって、
(a)熱可塑性または熱硬化性ポリマーと、
(b)前記式Iの化合物中の各XがBrである、前記ポリマー組成物の総重量に基づき5〜50重量%の請求項1乃至5のいずれか一項のいずれか一項に記載のハロゲン化フェニルエーテル難燃剤と
を含む、難燃性ポリマー組成物。
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