KR101117654B1 - 열가소체용 난연성 포스포네이트 첨가제 - Google Patents

열가소체용 난연성 포스포네이트 첨가제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난연성을 갖는 포스포네이트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 포스포네이트 조성물은 하기 일반식으로 표시된다:
Figure 112006007606818-pct00022
(I)
상기 일반식 (I)에서, 각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고, R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고, R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며, n= 0 또는 1임.
또한, 본 발명은 다른 목적은, 난연성을 갖는 포스포네이트 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
난연성, 포스포네이트, 열가소체, 첨가제

Description

열가소체용 난연성 포스포네이트 첨가제 {FLAME RETARDANT PHOSPHONATE ADDITIVES FOR THERMOPLASTICS}
본원은 2003년 8월 1일자로 출원된 미국특허출원 제60/491,914호에 근거한 우선권을 주장한다.
본 발명은 알킬 포스포네이트, 사이클로알킬 포스포네이트, 아릴 포스포네이트, 또는 아랄킬 포스포네이트, 특정 포스포네이트, 및 열가소체 중에 난연제(flame-retardant)로서, 또는 난연제와 관련된 용도로서 이용하기 위한 상기 포스포네이트의 용도에 관한 것이다.
제품 전체에 화염이 확산되는 것을 제어하기 위한 안전 관리용 각종 제품에는 난연제가 배합되어 있다. 이러한 난연제의 작용을 예시하면, 화염을 신속하게 소화하거나, 또는 상기 제품이 쉽게 점화되지 않도록 하는 것을 들 수 있다. 종래의 난연제는 패브릭(fabric), 연질의 가구 등을 취급하는 데 이용되며, 발포체(foam), 도료, 및 에폭시 수지와 같은 수지 중에 배합하여 사용되어 온 한편, 그 밖의 다른 여러 분야, 특히, 전자, 자동차, 항공, 및 건축 산업 분야에서 널리 이용되고 있다.
열가소체에 난연성을 부여하면 상기 열가소체를 이용하기에 적절하지만, 종 래에 공지된 포스포네이트 난연성 첨가제를 이용하는 경우에는 상기 열가소체의 용도에 제약이 따른다는 문제점이 있다. 본 발명은 적절한 조성물을 얻을 수 있도록, 종래의 포스포네이트 난연성 첨가제의 문제점을 극복한 포스포네이트 난연성 첨가제를 제공한다.
종래의 포스포네이트 난연성 첨가제가 갖는 문제점 중 하나는 상기 첨가제에 의해 성능 상의 여러 문제가 야기된다는 점이며, 그 밖에도 여러 문제점에 의해 열가소성 조성물에 바람직하지 않은 영향을 끼친다는 문제가 있다. 이로 인해, 몇몇 열가소체, 특히 폴리올레핀은 그 유용성이 제한 또는 상실될 수 있다. 특히, 전술한 바와 같은 열가소성 시스템에서는 배기(off-gassing) 및 액체의 블리드 아웃(bleed out) 현상이 나타나는데, 이는 포스포네이트 염/상승제의 상호 작용에 의해 유래된 것이라 여겨진다.
종래의 여러 난연성 첨가제는 시간이 경과함에 따라 상기 열가소체로부터 이동 및/또는 휘발하는 경향이 있다고 알려져 있다. 이 같은 난연성 첨가제의 이동으로 인해, 결국 해당 열가소체는 난연성을 소실하게 된다. 또한, 종래의 포스포네이트 난연성 첨가제는 흡습성을 갖기 때문에, 상기 첨가제가 배합된 열가소체가 시간의 경과에 따라 습기 또는 수분을 흡수할 수 있다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 종래의 포스포네이트 난연성 첨가제는 열안정성이 불량하다. 상기 난연성 첨가제는 열가소체의 다양한 가공 온도에서, 그리고 특히 열가소체 압출 프로세스 도중에 분해되는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 보다 안정한 포스포네이트 난연성 첨가제를 제공한다.
본 발명의 목적은 난연성을 갖는 포스포네이트 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 포스포네이트 조성물은 하기 일반식으로 표시된다:
Figure 112006007606818-pct00001
상기 일반식에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
n= 0 또는 1임.
상기 일반식에서, R4는 C10~C18 알킬, 또는 C10~C12 사이클로알킬인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적은, 난연성을 갖는 포스포네이트 조성물, 특히 하기 일반식으로 표시되는 난연성 포스포네이트의 제조 방법을 제공하는 것이다:
Figure 112006007606818-pct00002
상기 일반식에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
n= 0 또는 1임.
본 발명의 제조 방법은,
(1) 하기 일반식으로 표시되는 트리메틸올알칸:
Figure 112006007606818-pct00003
과 일반식 P(OR)3 (단, R은 알킬, 아릴, 또는 아랄킬임)로 표시되는 포스파이트를, 하기 일반식으로 표시되는 환형 포스파이트:
Figure 112006007606818-pct00004
를 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시키는 단계; 및
(2) 얻어진 환형 포스파이트와 하기 일반식으로 표시되는 포스포네이트를, 본 발명의 난연성 포스포네이트를 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시키는 단계:
Figure 112006007606818-pct00005
를 포함한다.
(발명의 상세한 설명 및 바람직한 구현예)
본 발명의 제1 목적은 난연성을 갖는 포스포네이트 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 적절한 포스포네이트 화합물로서는 그 종류가 다양하다. 통상적인 예로서는 하기 일반식을 갖는 포스포네이트 화합물을 들 수 있다:
Figure 112006007606818-pct00006
상기 일반식에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
n= 0 또는 1임.
상기 일반식에서, R4는 C10~C18 알킬, 또는 C10~C12 사이클로알킬인 것이 바람직하다.
약 9개보다 많은 개수의 탄소 원자를 가지며 벌크도(bulkiness)가 증가된 R4기를 갖는 상기 조성물은 소수성이 증대되어, 열가소성 물질과의 혼화성이 보다 향상되는 것으로 여겨진다. 그리고, 혼화성이 향상됨으로써, 보다 안정한 조성물이 얻어지며 상기 조성물 중에 배합된 포스포네이트 화합물이 쉽게 이동되지 않는다. 또한, 상기 첨가제의 소수성이 증가됨에 따라, 본 발명의 포스포네이트가 배합된 열가소성 물질은 수분을 거의 흡수하지 않는다. 아울러, 긴 사슬을 갖는 포스포네이트 화합물은 열안정성이 큰 경향이 있다. 그러므로, 본 발명의 포스포네이트 조성물은 종래의 포스포네이트 화합물에 비해 향상된 안정성을 갖는다.
본 발명의 화합물은, 먼저, 예컨대 하기 일반식 (I)로 표시되는 트리메틸올알칸:
Figure 112006007606818-pct00007
(I)
과 일반식 P(OR)3 (단, R은 알킬, 아릴, 또는 아랄킬임)로 표시되는 포스파이트를, 하기 일반식 (II)로 표시되는 환형 포스파이트:
Figure 112006007606818-pct00008
(II)
를 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 반응은 약 50℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반응은 에스테르교환 촉매의 존재 또는 부재 하에 수행될 수 있따.
본 발명의 프로세스는 원하는 화합물이 적절한 수율로 얻어지기에 충분한 시간 동안 수행된다. 반응 시간은 반응 온도, 반응물의 농도 및 종류, 촉매의 존재 여부, 및 동 기술분야의 당업자에게 알려져 있는 그 밖의 인자의 영향을 많이 받는다. 통상적으로, 반응 시간은 몇 시간 내지 몇 일 이상으로 다양할 수 있다.
상기 트리메틸올알칸의 예로서는, 트리메틸올메탄, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 및 트리메틸올부탄을 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 트리메틸올알칸으로서 트리메틸올프로판을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 포스파이트의 예로서는, 트리메틸 포스파이트, 트리에틸 포스파이트, 트리프로필 포스파이트, 트리부틸 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리스-(2-에틸헥실)포스파이트, 디메틸 에틸 포스파이트, 트리페닐 포스파이트, 및 트리톨릴 포스파이트를 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 포스파이트로서 트리메틸 포스파이트를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에스테르교환 촉매를 예시하면, 메틸 산 포스페이트(methyl acid phosphate), 부틸 산 포스페이트, 황산, 및 인산을 들 수 있다. 본 발명에서는 상기 에스테르교환 촉매로서 메틸 산 포스페이트를 이용하는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이 상기 트리메틸올알칸과 포스파이트를 반응시킨 다음에는, 상기 일반식 (II)로 표시되는 환형 포스파이트와 하기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트를, 하기 일반식 (IV)로 표시되는 난연성 화합물을 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시킨다:
Figure 112006007606818-pct00009
(III)
Figure 112006007606818-pct00010
(IV)
상기 일반식 (III) 및 (IV)에서,
각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
n= 0 또는 1임.
상기 환형 포스파이트와 포스포네이트의 반응은 적절한 시간 내에 완료되기에 충분히 높되, 제어되지 않은 반응(runaway reaction)이 일어나지 않도록 하기에는 충분히 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 상기 반응 온도는 약 180℃ 내지 약 220℃인 것이 바람직하다.
상기 환형 포스파이트와 포스포네이트의 반응은 촉매인 알킬 할라이드의 존재 하에 수행될 수 있다. 상기 촉매는 상기 반응이 개시될 때, 또는 상기 반응 도중에 1회, 또는 몇 회, 또는 계속적으로 첨가될 수 있다. 상기 알킬 할라이드를 예시하면, 메틸 브로마이드, 에틸 브로마이드, 프로필 브로마이드, 부틸 브로마이드, 옥틸 브로마이드, 벤질 브로마이드, 에틸 클로라이드, 프로필 클로라이드, 부틸 클로라이드, 벤질 클로라이드, 메틸 아이오다이드(methyl iodide), 에틸 아이오다이드, 프로필 아이오다이드, 및 부틸 아이오다이드를 들 수 있다. 본 발명에 바람직한 알킬 할라이드를 예시하면, 부틸 브로마이드, 옥틸 브로마이드, 메틸 아이오다이드, 및 에틸 아이오다이드를 들 수 있다.
상기 반응은 대기압, 또는 고압, 또는 진공 하에 수행될 수 있다.
또한, 상기 반응 중에 착색이 일어나는 것을 억제하기 위하여, 착색 억제제(color inhibitor)가 첨가될 수 있다. 상기 착색 억제제의 예로서는, N-메틸에탄올 아민, N-디에탄올 아민, N-트리에탄올 아민, N-에틸에탄올 아민, N-프로필에탄올 아민을 들 수 있다. 상기 착색 억제제로서 바람직한 것은 N-메틸에탄올 아민이다.
본 발명의 프로세스는 원하는 화합물이 적절한 수율로 얻어지기에 충분한 시간 동안 수행된다. 반응 시간은 반응 온도, 반응물의 농도 및 종류, 촉매의 존재 여부, 및 동 기술분야의 당업자에게 알려져 있는 그 밖의 인자의 영향을 많이 받는다. 통상적으로, 반응 시간은 몇 시간 내지 몇 일 이상으로 다양할 수 있다.
상기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트를 예시하면, 디메틸 데실포스포네이트, 디에틸 데실포스포네이트, 디프로필 데실포스포네이트, 디메틸 라우릴포스포네이트, 디에틸 라우릴포스포네이트, 디프로필 라우릴포스포네이트, 디메틸 (4-t-부틸사이클로헥실)포스포네이트, 디에틸 (4-t-부틸사이클로헥실)포스포네이트, 디프로필 (4-t-부틸사이클로헥실)포스포네이트, 디메틸 캄필포스포네이트, 디에틸 캄필포스포네이트, 디프로필 캄필포스포네이트, 디메틸 (4-t-부틸페닐)포스포네이트, 디에틸 (4-t-부틸페닐)포스포네이트, 디프로필 (4-t-부틸페닐)포스포네이트, 디메틸 (4-t-부틸벤질)포스포네이트, 디에틸 (4-t-부틸벤질)포스포네이트, 디프로필 (4-t-부틸벤질)포스포네이트, 디메틸 (2-페닐프로필)포스포네이트, 디에틸 (2-페닐프로필)포스포네이트, 및 디프로필 (2-페닐프로필)포스포네이트를 들 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 방법 및 조성물을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예로 제한되지 않는다.
하기 각각의 실시예에서는 트리메틸올 프로판 포스파이트(TMOPP)를 이용하여, 본 발명에 따른 난연성 포스포네이트를 제조하였다.
일반적으로 상기 TMOPP는 다음과 같이 제조된다:
트리메틸올 프로판 포스파이트(TMOPP)의 제조:
기계적 교반기, 질소 딥튜브(diptube), 첨가 깔때기, 가열 망태(heating mantle), 온도계, 및 배출구, 응축기 및 증류액 수집 용기를 갖는 짧은 증류 칼럼이 장착된 반응 플라스크에 134 g의 트리메틸올프로판(TMOP)을 넣었다. 상기 반응기를 질소로 플러싱(flushing)한 다음, 상기 첨가 깔때기에 트리메틸 포스파이트(TMP) 124 g을 첨가하였다. 상기 TMOP의 온도가 80℃가 될 때까지, 상기 반응기를 가열하였다. 그런 다음, 상기 TMP를 1회에 첨가하였다. 그리고, 촉매로서 메틸 산 포스페이트 한 방울을 상기 반응기에 첨가하였다. 이렇게 하여 얻어진 용액을, 부산물인 메탄올이 증류되기 시작하는 온도인 90℃로 가열하였다. 그로부터 3시간이 경과한 다음, 상기 칼럼 정상부의 온도를 66℃, 또는 66℃ 미만으로 유지시키면서, 상기 반응기의 온도를 140℃로 서서히 상승시켰다. 상기 반응기의 온도가 140℃에 도달하면, 질소를 서서히 분사하기 시작하였다. 그리고, 상기 반응기의 온도를 160℃로 상승시켜, 메탄올 증류 반응을 종료시켰다. 상기 반응기의 잔류물을 31P NMR에 의해 확인한 결과, 상기 잔류물은 하기 일반식을 가지며 순도가 98%인 160 g의 트리메틸올 프로판 포스파이트(수율: 98.7%)으로 구성된다:
Figure 112006007606818-pct00011
.
실시예 1: 난연성 포스포네이트 A의 제조
하기 일반식으로 표시되며 본 발명에 따른 난연성 포스포네이트를 다음과 같 이 제조하였다:
Figure 112006007606818-pct00012
난연성 포스포네이트 A
1 bar 과압(overpressure) 하에, 기계적 교반기, 질소 블랭킷, 온도계, 및 진공 제거 시스템이 장착되어 있고 재킷을 갖는 유리 반응기에, 전술한 바와 같이 제조된 용융 트리메틸올 프로판 포스파이트(TMOPP) 713 g, 디메틸 데실포스포네이트(DMDP) 550 g, 옥틸 브로마이드 7.5 g, 및 N-메틸에탄올 아민 0.5 g을 첨가하였다. 이렇게 하여 얻어진 혼합물을 질소 블랭킷 하에 200℃의 온도로 가열한 다음, 상기 반응기를 밀폐하였다. 그런 다음, 200℃의 온도를 11시간 동안 유지시켰다. 상기 11시간의 유지 시간 동안에 관측된 최대 압력은 1000 Torr이었다. 그리고, 상기 혼합물을 31P NMR에 의해 분석한 결과, TMOPP는 잔류하지 않는 것으로 확인되었다. 상기 반응 온도를 150℃로 저하시키고, 18 Torr로 감압하여, 휘발성 부산물을 제거하였다. 그런 다음, 상기 혼합물을 GC 분석한 결과, DMDP는 잔류하지 않는 것으로 확인되었다. 상기 반응기의 잔류물은 1240 g(수율: 98.2%)의 점성이 있는 담황색 액체였으며, 예상되는 바와 같은 31P NMR 스펙트럼을 나타내었다. 상기 잔류물의 산가(acid number)는 5.5였다. 그리고, 이론값인 %P는 16.2%이었다. ICP 분석에 의해 얻은 %P는 15.8%인 것으로 확인되었다.
실시예 2: 난연성 포스포네이트 B의 제조
디메틸 데실포스포네이트 대신, 디메틸 캄필포스포네이트(542 g)을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 같이 수행하여, 하기 일반식으로 표시되며 본 발명에 따른 난연성 포스포네이트를 제조하였다:
Figure 112006007606818-pct00013
난연성 포스포네이트 B
비교예
본 발명의 난연성 포스포네이트와, 시판되는 난연성 포스포네이트인 AMGARD® (미국 뉴저지주 크랜베리 소재의 Rhodia Inc.에서 제조)의 내수성, 열안정성, 및 외관 특성을 비교하였다.
실시예 3: 흡수성 비교
실시예 1의 난연성 포스포네이트 A와 하기 일반식으로 표시되는 AMGARD® CU를 비교하였다:
Figure 112006007606818-pct00014
상기 일반식에서, n= 0 또는 1임.
1) 81 중량%의 ABS(ASTMD 123(8)에 준거한 용융 지수: 6 g/10분, 230℃/3.8 ㎏); 2) 16 중량%의 비스페놀 A 비스(디페닐 포스포네이트); 및 3) 3 중량%의 난연성 포스포네이트(Amgard CU 또는 포스포네이트 A)로 제조된 2개의 플라스틱(ABS) 쿠폰(6.5 ㎝×7.5 ㎝×0.5 ㎝)을 미리 칭량한 다음, 60℃의 온도에서 물에 침지시켰다. 상기 각각의 쿠폰을 침지시킨 지 6시간 후, 상기 쿠폰을 완전히 건조시킨 다음, 다시 칭량하였다. 그 결과는 표 1에 나타낸 바와 같으며, 이들 결과로부터 상기 난연성 포스포네이트 A를 포함하는 플라스틱 쿠폰이 향상된 내수성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
표 1: 침수 테스트
ABS 쿠폰 난연성 포스포네이트 증가 중량%
1 포스포네이트 A 3.48%
2 Amgard CU 5.64%
실시예 4: 열안정성 비교
실시예 2의 난연성 포스포네이트 B와, 하기 일반식으로 표시되는 AMGARD®(Rhodia, Inc.)의 열안정성을 비교하였다:
Figure 112006007606818-pct00015
상기 일반식에서, n=0임.
열중량 분석법(TgA: thermogravimeteric analysis)에 따라, 상기 포스포네이 트 B와 Amgard 1045의 열안정성을 비교하였다. 분석 장치를 175℃로 예열한 다음, 체임버 내에 5~7 ㎎의 샘플을 넣었다. 상기 샘플을 가열하고, 온도를 10℃/분의 속도로 증가시켰다. 상기 샘플의 온도에 대한 중량 손실을 기록하였다. 그 결과는 표 2에 나타낸 바와 같으며, 이들 결과로부터 본 발명의 포스포네이트는 시판되는 제품에 비해 향상된 열안정성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
표 2: 열안정성
샘플 원래 중량의 10%가 손실되었을 때의 온도(℃)
포스포네이트 FR B 350
Amgard 1045 315

Claims (32)

  1. 하기 일반식으로 표시되는 포스포네이트 화합물을 포함하는 포스포네이트 조성물:
    Figure 112011052950298-pct00016
    상기 일반식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
    R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
    R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
    n= 0 또는 1임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 일반식에서, R1 및 R2는 메틸기이고, R3는 에틸이며, R4는 치환된 또는 치환되지 않은 C10~C18 알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 일반식에서, R4는 C10 알킬 또는 C12 알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일반식에서, R1 및 R2는 메틸기이고, R3는 에틸이며, R4는 치환된 또는 치환되지 않은 C10~C12 사이클로알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일반식에서 R4가 4-t-부틸사이클로헥실인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 일반식에서 R4가 캄필(camphyl)인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 난연성 열가소체 수지 조성물로서,
    난연성을 갖는 포스포네이트를 포함하며,
    상기 포스포네이트가 하기 일반식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 조성물:
    Figure 112006007606818-pct00017
    상기 일반식에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
    R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
    R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
    n= 0 또는 1임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 일반식에서, R1 및 R2는 메틸기이고, R3는 에틸이며, R4는 치환된 또는 치환되지 않은 C10~C18 알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 일반식에서, R4는 C10 알킬 또는 C12 알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 일반식에서, R1 및 R2는 메틸기이고, R3는 에틸이며, R4는 치환된 또는 치환되지 않은 C10~C12 사이클로알킬인 것을 특징으로 하는 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일반식에서 R4가 4-t-부틸사이클로헥실인 것을 특징으로 하는 조성물.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 일반식에서 R4가 캄필인 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 난연성 포스포네이트 조성물의 제조 방법으로서,
    상기 조성물은 하기 일반식 (IV)로 표시되는 포스포네이트 화합물을 포함하며:
    Figure 112011052950298-pct00018
    (IV)
    (상기 일반식 (IV)에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
    R3는 H, 또는 C1~C4 알킬이고,
    R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬이며,
    n= 0 또는 1임),
    상기 방법은,
    (1) 하기 일반식 (I)로 표시되는 트리메틸올알칸과 일반식 P(OR)3 (단, R은 알킬, 아릴, 또는 아랄킬임)로 표시되는 포스파이트를, 하기 일반식 (II)로 표시되는 환형 포스파이트를 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시키는 단계:
    Figure 112011052950298-pct00019
    (I)
    Figure 112011052950298-pct00020
    (II)
    (상기 각각의 일반식 (I) 및 (II)에서, R3는 H, 또는 C1~C4 알킬임); 및
    (2) 상기 일반식 (II)로 표시되는 환형 포스파이트와 하기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트를, 상기 일반식 (IV)로 표시되는 난연성 포스포네이트를 생성하기에 충분한 몰 비로 반응시키는 단계:
    Figure 112011052950298-pct00021
    (III)
    (상기 일반식 (III)에서,
    각각의 R1 및 R2는 독립적으로 C1~C4 알킬이고,
    R4는 선형 또는 분지형의 C9~C22 알킬, C9~C22 사이클로알킬, C9~C22 아릴, 또는 C9~C22 아랄킬임)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 (1)단계의 반응이 에스테르교환 촉매의 존재 또는 부재 하에, 50℃ 내지 200℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (1)단계의 반응이 80℃ 내지 160℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 (1)단계의 반응이 에스테르교환 촉매의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 촉매가 메틸 산 포스페이트(methyl acid phosphate)인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 트리메틸올알칸이 트리메틸올프로판을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 일반식 P(OR)3로 표시되는 포스파이트가 트리메틸 포스파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 일반식 P(OR)3로 표시되는 포스파이트가 트리페닐 포스파이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 (2)단계의 반응이 알킬 할라이드 촉매 및/또는 착색 억제제(color inhibitor)의 존재, 또는 부재 하에, 150℃ 내지 250℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 (2)단계의 반응이 알킬 할라이드 촉매의 존재 하에 수행되는 것을 특징 으로 하는 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 알킬 할라이드 촉매가 부틸 브로마이드인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 알킬 할라이드 촉매가 옥틸 브로마이드인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 알킬 할라이드 촉매가 메틸 아이오다이드(methyl iodide)인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  26. 제21항에 있어서,
    상기 (2)단계의 반응이 착색 억제제의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 착색 억제제가 N-메틸에탄올 아민인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 (2)단계의 반응이 180℃ 내지 220℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  29. 제21항에 있어서,
    상기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트가 디메틸 데실포스포네이트인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  30. 제21항에 있어서,
    상기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트가 디메틸 라우릴포스포네이트인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  31. 제21항에 있어서,
    상기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트가 디메틸 (4-t-부틸사이클로헥실)포스포네이트인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  32. 제21항에 있어서,
    상기 일반식 (III)으로 표시되는 포스포네이트가 디메틸 캄필포스포네이트인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005123833A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-29 Cheil Industries Inc. Flameproof thermoplastic resin composition
EP1910459B1 (fr) * 2005-07-05 2014-08-27 Rhodia UK Limited Produit ignifuge phosphonate et procede
KR100764650B1 (ko) 2005-08-08 2007-10-08 제일모직주식회사 난연성 열가소성 수지 조성물
JP4790804B2 (ja) 2005-08-08 2011-10-12 チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド 難燃性成形組成物
KR100817399B1 (ko) * 2005-12-29 2008-03-27 제일모직주식회사 난연성 열가소성 수지 조성물
WO2011082207A2 (en) * 2009-12-30 2011-07-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Flame retardant poly(trimethylene terephthalate) compositions
WO2012040074A1 (en) 2010-09-23 2012-03-29 Icl-Ip America Inc. Monohydroxy cyclic phosphonate substantially free of polyhydoxy phosphonate, process for making same and flame retardant flexible polyurethane foam obtained therefrom
CN102675371A (zh) * 2012-04-25 2012-09-19 东华大学 一种环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法
TWI445755B (zh) * 2012-06-27 2014-07-21 Ind Tech Res Inst 阻燃性熱可塑性澱粉材料、生質複材及其製備方法
DE112012006785T5 (de) * 2012-08-09 2015-07-16 Empire Technology Development Llc Flammhemmendes Nylon
EP3002311A1 (en) 2014-10-03 2016-04-06 Kaneka Belgium N.V. Flame retardant pre-expanded polymer material, in-mold or extruded foamed article and process for producing the material
CN105254676B (zh) * 2015-10-26 2017-11-24 苏州科技大学 甲基苯基双(磷杂环甲氧基)硅烷化合物及其制备方法
CN105254672B (zh) * 2015-10-26 2017-12-22 苏州科技大学 阻燃剂苯基三(磷杂环甲氧基)硅烷化合物及其制备方法
CN105440079A (zh) * 2015-11-20 2016-03-30 浙江传化股份有限公司 一种纺织用混合阻燃剂的制备方法
EP3660064A1 (de) * 2018-11-28 2020-06-03 LANXESS Deutschland GmbH Zubereitungen mit verbesserter wirksamkeit als flammschutzmittel
CN111377967A (zh) * 2020-02-26 2020-07-07 青岛长荣化工科技有限公司 一种环状膦酸酯阻燃剂的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075472A2 (en) * 1981-09-22 1983-03-30 M.A.N. - B & W Diesel A/S Exhaust valve for a reciprocating internal combustion engine
US5710305A (en) * 1995-08-16 1998-01-20 Albright & Wilson Uk Limited Flame retardant product and process

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3849368A (en) * 1971-11-15 1974-11-19 Mobil Oil Corp Fire retardant polymers containing thermally stable cyclic phosphonate esters
US3789091A (en) * 1971-11-15 1974-01-29 Mobil Oil Corp Cyclic phosphonate esters and their preparation
JPS5319747Y2 (ko) * 1972-02-19 1978-05-25
US4073767A (en) * 1976-09-03 1978-02-14 Monsanto Company Hydrogen phosphonates and polymers containing them as flame retardants
US4397759A (en) * 1977-09-01 1983-08-09 Henry Hancock Fire retardant for polyolefins
GB9004633D0 (en) * 1990-03-01 1990-04-25 Albright & Wilson Flame retardant composition and method of use
EP0754728A1 (de) * 1995-07-14 1997-01-22 Hoechst Aktiengesellschaft Flammwidrige Epoxidharz-Formmassen
FR2737407B1 (fr) * 1995-07-31 1997-09-12 Oreal Utilisation d'acides carboxyliques hydroxyles pour le traitement des matieres keratiniques
GB9623584D0 (en) * 1996-11-13 1997-01-08 Albright & Wilson Uk Ltd Alkylene-bridged alkyl phosphonates
US6502325B1 (en) * 1999-09-02 2003-01-07 Colgate-Palmolive Co. Method of treating fabric with fabric care composition containing polycarboxylate polymer and compound derived from urea
US6576700B2 (en) * 2000-04-12 2003-06-10 General Electric Company High flow polyphenylene ether formulations

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0075472A2 (en) * 1981-09-22 1983-03-30 M.A.N. - B & W Diesel A/S Exhaust valve for a reciprocating internal combustion engine
US5710305A (en) * 1995-08-16 1998-01-20 Albright & Wilson Uk Limited Flame retardant product and process

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