JPH10291965A - 難燃性カーボネート化合物、その製造方法及びそれを配合してなる難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性カーボネート化合物、その製造方法及びそれを配合してなる難燃性樹脂組成物

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JPH10291965A
JPH10291965A JP9104629A JP10462997A JPH10291965A JP H10291965 A JPH10291965 A JP H10291965A JP 9104629 A JP9104629 A JP 9104629A JP 10462997 A JP10462997 A JP 10462997A JP H10291965 A JPH10291965 A JP H10291965A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より、様々な難燃剤の提案がなされ、様
々な用途で使い分けがなされているものの、近年の難燃
規制の強化、配合した難燃樹脂の性能のさらなる向上要
求が高く、従来品の欠点を補完する剤の創製が望まれて
いた。 【解決手段】 下記一般式(1) 【化1】 (式中、a1、a2は各々独立して1〜3の整数、b
1、b2は各々独立して1〜2の整数を表す。)で示さ
れる難燃性カーボネート化合物を難燃剤として樹脂に配
合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な難燃性カー
ボネート化合物に関するものであり、本発明の化合物は
各種電気機器などに多用される難燃樹脂用配合型難燃剤
として使用可能である。
【0002】
【従来の技術】従来の合成樹脂の難燃化方法としては、
種々の樹脂に対して、様々な臭素系難燃剤、リン酸エス
テル系難燃剤、無機系難燃剤等が用いられ、用途により
使い分けがなされている。代表的な難燃剤としては、デ
カブロモジフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェ
ノール−A(以下TBAと略す)、TBA−エポキシオ
リゴマー、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等
が挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように様々な難燃
剤の提案がなされ、様々な用途で使い分けがなされてい
るものの、近年の難燃規制の強化、配合した難燃樹脂の
性能のさらなる向上要求が高く、従来品の欠点を補完す
る剤の創製が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、新規な臭
素系剤について鋭意検討した結果、本発明の難燃性カー
ボネート化合物を見出し、さらにこれを配合した樹脂組
成物は難燃性能が優れ、加えて耐光性にも優れているこ
とを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0005】すなわち本発明は、下記一般式(1)
【0006】
【化4】
【0007】(式中、a1、a2は各々独立して1〜3
の整数、b1、b2は各々独立して1〜2の整数を表
す。)で表される難燃性カーボネート化合物、その製造
方法及びそれを配合してなる難燃性樹脂組成物である。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明の上記一般式(1)で表される難燃
性カーボネート化合物は、ゲル浸透クロマトグラフィー
分析において、a1+a2+b1+b2=4〜10の化
合物の混合物であり、通常a1+a2+b1+b2=4
〜5の化合物を0〜80モル%、a1+a2+b1+b
2=6の化合物を80〜0モル%及びa1+a2+b1
+b2=7〜10の化合物を0〜20モル%の範囲で含
有し、臭素含量42〜64%、軟化点200〜280
℃、熱天秤での重量5%減少温度が370℃以上の耐熱
性を示す白色結晶である。
【0010】尚、本発明において示す平均臭素化数と
は、原料の臭素化p−クミルフェノールを元素分析する
ことより得られた組成比を基に算出した一分子当たりの
平均臭素化数をいい、2.5〜4.0の範囲で、本発明
の化合物では5.0〜8.0の範囲である。
【0011】本発明の難燃性カーボネート化合物は、通
常脱ハロゲン化水素試剤存在下、下記一般式(2)
【0012】
【化5】
【0013】(式中、aは1〜3の整数、bは1〜2の
整数を表す。)で示される臭素化p−クミルフェノール
と、ホスゲン、トリクロロメチルクロロホーメート(以
下TCFと略す)又はトリクロロメチルカーボネートに
代表されるカーボネート化剤との反応により得ることが
できる。
【0014】本発明で適用可能な脱ハロゲン化水素試剤
としては、具体的にはトリエチルアミン、ジエチルアニ
リン、ピリジン、ジメチルアニリン、イソキノリン、キ
ノリン等のアミン類、水酸化アンモニウム、水酸化亜
鉛、炭酸水素化ナトリウム等の弱塩基性の無機塩基、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等
の強塩基性の無機塩基が挙げられる。中でも工業的に好
ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウムである。
【0015】脱ハロゲン化水素試剤の使用量としては、
特に限定するものではないが、臭素化p−クミルフェノ
ールに対して通常1〜1.3当量用いる。
【0016】これら有機塩基は有機溶媒に溶解した溶液
として、また無機塩基は水溶液として用いられる。
【0017】ホスゲン、TCF又はトリクロロメチルカ
ーボネートの使用量としては、特に規定はないが臭素化
p−クミルフェノールに対して通常1〜1.5当量用い
る。
【0018】反応に使用する溶剤としては、反応に不活
性であればあらゆるものが適用可能でありジクロロメタ
ン、ジブロモメタン、クロロホルム、ブロモホルム、四
塩化炭素、1、2−ジクロロエタン、1、1、2−トリ
クロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トル
エン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。
【0019】溶剤の使用量としては、反応に具する原料
の臭素化p−クミルフェノールに対してあらゆる量比で
使用可能であるが、1重量倍量以下では反応終了後の反
応液粘度が高くなるため好ましくなく、また100重量
倍量以上では経済的ではない。従って好ましくは1〜1
00重量倍量の範囲で、さらに好ましくは2〜50重量
倍量の範囲である。
【0020】反応温度としては脱ハロゲン化水素試剤の
種類、カーボネート化剤及び溶剤により異なり、通常−
10℃〜60℃の範囲で実施するが、最適反応温度とし
ては0℃〜30℃である。
【0021】反応時間としては、脱ハロゲン化水素試剤
の種類、カーボネート化剤及び反応温度により異なる
が、通常1〜24時間の範囲で実施するが、最適反応時
間としては5〜10時間である。
【0022】反応終了後、常套の手段で処理した反応液
を濃縮することにより目的とする難燃性カーボネート化
合物を得る。さらに必要に応じて、精製のため再結晶等
を行っても良い。
【0023】また本発明の難燃性カーボネート化合物
は、塩化トリブチルすず等を触媒として用い、下記一般
式(2)
【0024】
【化6】
【0025】(式中、aは1〜3の整数、bは1〜2の
整数を表す。)で示される臭素化p−クミルフェノール
とジメチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類
やジフェニルカーボネート等のジアリールカーボネート
類等の炭酸ジエステルとを反応させることによっても得
ることができる。
【0026】本発明の難燃性カーボネート化合物は、難
燃剤として使用される。
【0027】本発明の難燃性樹脂組成物は、熱硬化性樹
脂または熱可塑性樹脂、本発明の難燃性カーボネート化
合物及び難燃助剤等から構成され、さらに必要に応じて
紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、無
機充填剤等の添加剤を添加しても良い。
【0028】本発明の難燃性カーボネート化合物が配合
可能な樹脂としては、具体的には例えば、フェノール樹
脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂や、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、エチレン−ビニルアセテート共重合体、ポリスチレ
ン、耐衝撃性ポリスチレン、発泡ポリスチレン、アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ス
チレン−ブタジエン共重合体(以下ABSと略す)、ポ
リプロピレン、石油樹脂、ポリメチルメタクリレート、
ポリアミド、ポリカーボネート、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、ポリフェニレン
エーテル等の熱可塑性樹脂が挙げられ、さらに熱可塑性
樹脂を2種以上混合したポリカーボネート−ABS、ポ
リフェニレンエーテル−ポリスチレン等に代表されるポ
リマーアロイ等も例示できる。これらのうち、低密度ポ
リエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−ビニルア
セテート共重合体、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレ
ン、発泡ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共
重合体、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重
合体、ポリプロピレン、石油樹脂、ポリメチルメタクリ
レート、ポリアミド、ポリカーボネート、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、ポリフ
ェニレンエーテル等の熱可塑性樹脂が挙げられ、さらに
熱可塑性樹脂を2種以上混合したポリカーボネート−A
BS、ポリフェニレンエーテル−ポリスチレン等に代表
されるポリマーアロイが好適な樹脂として例示される。
【0029】本発明の難燃性カーボネート化合物の樹脂
への配合量としては、配合する樹脂の種類や目的とする
難燃性能により異なり、特に限定するものではないが、
通常樹脂100重量部に対して5〜50重量部配合され
る。
【0030】本発明の難燃性カーボネート化合物を樹脂
に配合するにあたり、三酸化アンチモン、アンチモン酸
ソーダ等の難燃助剤を添加しても良く、この場合、本発
明の難燃性カーボネート化合物100重量部に対して通
常5〜80重量部添加される。さらに必要に応じて、ベ
ンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤、2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン誘導体の光安定剤、ヒンダード
フェノール系の酸化防止剤等を添加しても良く、この場
合本発明の難燃性樹脂組成物100重量部に対して通常
0.05〜5重量部添加される。これらの他、必要に応
じて帯電防止剤やタルク、グラスファイバー等の無機充
填剤を添加しても良い。
【0031】本発明の難燃性カーボネート化合物の樹脂
への配合方法としては、熱硬化性樹脂に配合する場合に
は、例えば、予め本発明の難燃性カーボネート化合物を
樹脂原料に分散させた後硬化させれば良く、熱可塑性樹
脂に配合する場合には、例えばコニカルブレンダーやタ
ンブラーミキサーを用いて必要な配合試剤を混合し、二
軸押出機等を用いてペレット化しても良い。これらの方
法で得られた難燃性樹脂組成物の加工方法は、特に限定
されるものではなく、例えば押出成型、射出成型等を行
い、目的とする成型品を得ることができる。
【0032】
【発明の効果】本発明の難燃性カーボネート化合物は、
有能な難燃剤であり、特に熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹
脂に配合した場合、樹脂の機械物性を低下させることな
く高い難燃性能を発現できる。
【0033】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものでは
ない。
【0034】参考例1 撹拌機及び冷却ジャケット付き滴下ロートを備えた1リ
ットルの四つ口丸底フラスコにp−クミルフェノール4
2.4g(0.2モル)、三塩化アンチモン2.1g
(0.01モル)及びジクロロメタン382gを仕込
み、冷却循環恒温装置を用いて−2℃に冷却した。
【0035】次に、0.5リットルの四つ口丸底フラス
コに臭素60.7g(0.38モル)及びジクロロメタ
ン379gを仕込み、冷却循環恒温装置により0℃に冷
却した後、塩素21.3g(0.3モル)を一時間かけ
て吹き込み、塩化臭素のジクロロメタン溶液を調製し
た。この塩化臭素のジクロロメタン溶液を先ほどの冷却
ジャケット付き滴下ロートに仕込み、p−クミルフェノ
ール溶液に6時間かけて滴下し、さらに30分間熟成を
行った。
【0036】反応後、反応液に5重量%ヒドラジン溶液
を加えて残存する塩化臭素及び過剰分の臭素を除外した
後、分液し、水洗を行って臭素化p−クミルフェノール
の溶液を得た。
【0037】この臭素化p−クミルフェノールの溶液に
水蒸気を吹き込み、まず溶媒を蒸留留去した後、続いて
低沸点の不純物を同様に留去させた。水蒸気蒸留後、そ
の温度を保ちながら、臭素化p−クミルフェノールの溶
液層を分液した。次いで、この溶液を減圧下、90℃で
乾燥の後、微黄色を帯びた粘調状態の臭素化p−クミル
フェノール80.1gを得た。この得られた臭素化p−
クミルフェノールについて、元素分析、核磁気共鳴スペ
クトル、ガスクロマトグラフィー及び赤外吸収スペクト
ルを測定した結果を以下に示す。
【0038】 (1)元素分析結果 C H Br Cl 測定値(重量%):42.5 3.2 49.2 1.4 この元素分析結果より算出した一分子当たりの平均臭素
化数は2.61であった。
【0039】(2)核磁気共鳴スペクトル(CDC
31H、ppm):δ1.4〜1.8(m、6H)、
5.7〜5.8(s、1H)、6.9〜7.6(m、
6.4H)。
【0040】(3)ガスクロマトグラフィー(DB−
1、0.25mm×15m)ジブロモ体;39.59w
t%、ジブロモクロロ体;2.16wt%、トリブロモ
体;53.28wt%、テトラブロモ体;4.68wt
%、ペンタブロモ体;0.01wt%、低沸点物;0.
28wt%。
【0041】(4)赤外吸収スペクトル(KBr、cm
-1):3495、2970、1763、1648、15
89、1559、1475、1396、1364、13
20、1271、1246、1200、1170、11
41、1092、1009、930、876、863、
825、788、737、716。
【0042】実施例1 撹拌機及び滴下ロートを備えた0.3リットルの4つ口
丸底フラスコに参考例1で得られた平均臭素化数2.6
1の臭素化p−クミルフェノール34.16g(0.0
80モル)、ジクロロメタン100g及びトリエチルア
ミン8.10g(0.080モル)を仕込み、冷却循環
恒温装置を用いて10℃に冷却した。
【0043】次いでTCF3.96g(0.020モ
ル)及びジクロロメタン50gを臭素化p−クミルフェ
ノール溶液に30分間かけて滴下し、10℃で2時間熟
成を行った。
【0044】反応後、反応液に1%水酸化ナトリウム水
溶液を添加してpHを12にした後、塩酸を添加して中
和し、分液を行った。
【0045】貧溶媒としてn−ヘキサン200gを用い
て、分液後のジクロロメタン溶液を滴下して難燃性カー
ボネート化合物17.79gの白色結晶を得た。この得
られた難燃性カーボネート化合物について、元素分析、
融点、核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル及び
熱天秤を測定した結果を以下に示す。
【0046】 (1)元素分析結果 C H Br Cl 測定値(重量%):43.3 3.0 48.1 0.4 この元素分析結果より算出した一分子当たりの平均臭素
化数は5.22であった。
【0047】(2)融点:231−234℃。
【0048】(3)核磁気共鳴スペクトル(CDC
31H、ppm):δ1.6〜1.7(s、12
H)、7.0〜7.5(m、12.8H)。
【0049】(4)赤外吸収スペクトル(KBr、cm
-1):2972、1788、1583、1556、14
55、1391、1229、1092、1008、82
5、744、721。
【0050】(5)熱天秤(℃):5%重量減少(39
0)、10%重量減少(408)、50%重量減少(4
55)。
【0051】実施例2 ABS(東レ製#10)100重量部に対して、実施例
1と同様の製法で得られた臭素含量48.3重量%の難
燃性カーボネート化合物30重量部、三酸化アンチモン
10重量部を添加し、210℃でロール混練りを行い、
210℃でプレス成型し試料片を作製した。得られた試
料片について、燃焼性試験及び耐光性経時変化(色差計
によるΔE値)の測定を下記試験法で実施した。
【0052】(1)燃焼性試験 得られた試料片を、JIS K 7201に規格されて
いる酸素指数測定法及びUL94V垂直燃焼性試験方法
に準拠して燃焼性の評価を行った。
【0053】(2)耐光性経時変化(色差計によるΔE
値) 得られた試料片をアイスーパーUVテスター(33mW
/cm2)を用い65℃での耐光性経時変化(色差計に
よるΔE値)を測定した。
【0054】ΔE値={(L−L0)2+(a−a0)2
+(b−b0)21/2 L0、a0、b0:耐光性試験前の試料片測定値 L、a、b :耐光性試験後の試料片測定値 結果を表1に示す。
【0055】
【表1】
【0056】比較例1、比較例2 ABS(東レ製#10)100重量部に対して、市販の
トリス(トリブロモフェノキシ)−s−トリアジン(比
較例1:第一製薬製、SR−245)又は参考例1で得
られた臭素化p−クミルフェノール(比較例2)を表1
に示す配合量で配合し、実施例2と同様の方法により試
料片を作製し、さらに燃焼性試験及び耐光性経時変化
(色差計によるΔE値)の測定を行った。結果を表1に
あわせて示す。
【0057】表1から明らかなように本発明の難燃性カ
ーボネート化合物は市販剤と同等の難燃性能を示し、さ
らに高い耐光性を示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 101/00 C08L 101/00 C09K 21/08 C09K 21/08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される難燃性カー
    ボネート化合物。 【化1】 (式中、a1、a2は各々独立して1〜3の整数、b
    1、b2は各々独立して1〜2の整数を表す。)
  2. 【請求項2】 一般式(1)において、a1+a2+b
    1+b2=4〜5の化合物を0〜80モル%、a1+a
    2+b1+b2=6の化合物を80〜0モル%及びa1
    +a2+b1+b2=7〜10の化合物を0〜20モル
    %含有することを特徴とする請求項1に記載の難燃性カ
    ーボネート化合物。
  3. 【請求項3】 下記一般式(2) 【化2】 (式中、aは1〜3の整数、bは1〜2の整数を表
    す。)で示される臭素化p−クミルフェノールと、ホス
    ゲン、トリクロロメチルクロロホーメート又はトリクロ
    ロメチルカーボネートとを反応させることを特徴とする
    請求項1又は請求項2に記載の難燃性カーボネート化合
    物の製造方法。
  4. 【請求項4】 下記一般式(2) 【化3】 (式中、aは1〜3の整数、bは1〜2の整数を表
    す。)で示される臭素化p−クミルフェノールと炭酸ジ
    エステルとを反応させることを特徴とする請求項1又は
    請求項2に記載の難燃性カーボネート化合物の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 請求項1又は請求項2に記載の難燃性カ
    ーボネート化合物を樹脂に配合することを特徴とする難
    燃性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 樹脂100重量部に対して難燃性カーボ
    ネート化合物を5〜50重量部配合することを特徴とす
    る請求項5に記載の難燃性樹脂組成物。
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