KR101332439B1 - Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same - Google Patents

Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR101332439B1
KR101332439B1 KR1020100136081A KR20100136081A KR101332439B1 KR 101332439 B1 KR101332439 B1 KR 101332439B1 KR 1020100136081 A KR1020100136081 A KR 1020100136081A KR 20100136081 A KR20100136081 A KR 20100136081A KR 101332439 B1 KR101332439 B1 KR 101332439B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame retardant
thermoplastic resin
resin composition
alkylene oxide
pentaerythritol
Prior art date
Application number
KR1020100136081A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120074122A (en
Inventor
이민수
주범준
홍상현
배임혁
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1020100136081A priority Critical patent/KR101332439B1/en
Publication of KR20120074122A publication Critical patent/KR20120074122A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101332439B1 publication Critical patent/KR101332439B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6564Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/6571Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/527Cyclic esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/06Organic materials
    • C09K21/12Organic materials containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/02Flame or fire retardant/resistant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/66Substances characterised by their function in the composition
    • C08L2666/84Flame-proofing or flame-retarding additives

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 인계 화합물의 제조방법에 있어서, 알킬렌 옥사이드로 후처리하여 산가를 개선한 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]

Figure 112010086495535-pat00007

(상기에서, R은 C4-C10의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, CC6-C20 아르알킬기이고, n은 0 또는 1임).The present invention is characterized in that the acid value is improved by post-treatment with alkylene oxide in the process for preparing a phosphorus compound of Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure 112010086495535-pat00007

(In the above, R is an alkyl group of C 4 -C 10 , C 6 -C 20 An aryl group, a C 6 -C 20 Alkyl substituted aryl group, CC 6 -C 20 aralkyl group, n is 0 or 1.

Description

인계 화합물, 그의 제조 방법 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물{PENTAERYTHRITOL DIPHOSPHONATE, METHOD FOR PREPARING THEREOF AND FLAME RETARDANT THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION COMPRISING THE SAME}Phosphorus-based compound, preparation method thereof, and flame-retardant thermoplastic resin composition comprising the same

본 발명은 인계 화합물 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 산촉매를 이용한 인계 화합물의 합성시 알킬렌 옥사이드로 후처리하여 산가를 개선한 인계 화합물과 이를 난연제로 적용한 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a phosphorus compound and a flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same. More specifically, the present invention relates to a phosphorus-based compound having an acid value improved by post-treatment with an alkylene oxide in the synthesis of the phosphorus-based compound using an acid catalyst and a thermoplastic resin composition to which it is applied as a flame retardant.

일반적으로 폴리카보네이트 수지는 투명성, 내충격성, 내열성 및 전기적 특성이 우수하여, 전기·전자 및 기타 사무용 기기와 같이 열을 많이 발산시키는 대형 사출물에 적용된다. 따라서, 필수적으로 난연성과 높은 기계적 강도를 유지하여야 한다.In general, polycarbonate resin is excellent in transparency, impact resistance, heat resistance and electrical properties, and is applied to a large injection molding product that emits a lot of heat, such as electrical, electronic and other office equipment. Therefore, it is essential to maintain flame retardancy and high mechanical strength.

이러한 수지 조성물에 난연성을 부여하기 위한 종래의 기술로는 인산 에스테르계 난연제를 사용하는 것이다. 하지만 인산 에스테르 첨가에 의한 난연성이 효과를 나타내기 위해서는 난연제 또는 난연보조제를 일정량 이상 첨가하여야 하는 문제점이 있다. A conventional technique for imparting flame retardancy to such a resin composition is to use a phosphate ester flame retardant. However, in order to exhibit the effect of flame retardancy by the addition of phosphate ester, there is a problem in that a predetermined amount or more of a flame retardant or a flame retardant aid is added.

미국특허 제4,178,281호에서는 폴리카보네이트계 수지에 난연제로 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 사용하여 난연성을 달성한 난연성 수지 조성물에 대하여 개시하고 있다. U.S. Patent No. 4,178,281 discloses a flame retardant resin composition which achieves flame retardancy by using pentaerythritol diphosphonate as a flame retardant in a polycarbonate resin.

이러한 펜타에리스리톨 디포스포네이트는 통상 산촉매하에서 제조된다. 하지만 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 산촉매 하에서 탈산 반응에 의하여 제조를 하게 되면 미반응 히드록시 그룹이 존재하여 산가를 증가시킨다. 이는 가공 시 폴리카보네이트 수지의 분해를 초래하여 물성을 저하 시키는 단점이 있다. 또한 미반응 히드록시기의 제거를 통하여 산가를 저하 시키기 위해 후처리 공정에서 수세의 횟수를 늘리게 되면 수율이 감소하여 제조 효율이 감소하게 된다.Such pentaerythritol diphosphonates are usually prepared under acidic catalysts. However, when pentaerythritol diphosphonate is prepared by deoxidation under an acid catalyst, an unreacted hydroxy group exists to increase the acid value. This causes the degradation of the polycarbonate resin during processing has a disadvantage of lowering the physical properties. In addition, if the number of times of washing in the post-treatment process is increased in order to lower the acid value through the removal of the unreacted hydroxyl group, the yield decreases and the manufacturing efficiency decreases.

산가를 낮추기 위하여 후처리 시 Sodium Hydroxide 또는 Potassium Hydroxide를 이용하여 중화 시키는 공정이 일반적이다. 하지만 이 경우 산가는 저하 되지만, 최종 제품에 Sodium 또는 Potassium 이온이 남게 되는데, 이를 폴리카보네이트와 같은 열가소성 수지와 혼합하여 가공하게 되면 열가소성 수지가 분해되어 분자량 저하를 초래하고, 물성에 영향을 끼치게 되는 문제를 초래하게 된다. In order to lower the acid value, it is common to neutralize using Sodium Hydroxide or Potassium Hydroxide during post-treatment. However, in this case, the acid value is lowered, but the sodium or potassium ions remain in the final product. When the mixture is mixed with a thermoplastic resin such as polycarbonate, the thermoplastic resin is decomposed to lower the molecular weight and affect the physical properties. Will result.

따라서 수세의 횟수 증가나 알칼리 중화 없이 산가가 낮은 인계 화합물의 제조방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, it is necessary to develop a method for preparing a phosphorus compound having a low acid value without increasing the number of washings or neutralizing alkali.

본 발명의 목적은 산가가 저하된 인계 화합물의 제조방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for producing a phosphorus compound having a lower acid value.

본 발명의 다른 목적은 수세의 횟수 증가 없이 산가를 획기적으로 저하시킬 수 있고, 높은 수율로 인계 화합물을 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a method that can significantly reduce the acid value without increasing the number of washing with water, and can produce a phosphorus compound in high yield.

본 발명의 또 다른 목적은 알칼리로 중화하지 않아 알칼리 금속 이온이 잔류하지 않는 인계 화합물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다. Still another object of the present invention is to provide a method for producing a phosphorus-based compound which does not neutralize with alkali and does not retain alkali metal ions.

본 발명의 또 다른 목적은 상기에서 제조된 인계 화합물을 난연제로 적용하여 물성이 저하되지 않는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a flame retardant thermoplastic resin composition in which physical properties are not lowered by applying the phosphorus compound prepared above as a flame retardant.

본 발명의 한 관점은 인계 화합물의 제조방법에 관한 것이다. 상기 방법은 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드를 산 촉매하에서 반응시키고; 그리고 상기 반응 생성물을 알킬렌 옥사이드로 처리하는 단계를 포함한다. One aspect of the invention relates to a process for the preparation of phosphorus compounds. The method comprises reacting pentaerythritol with phosphonic dichloride under an acid catalyst; And treating the reaction product with alkylene oxide.

상기 알킬렌 옥사이드는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다: The alkylene oxide may be represented by the following formula (2):

[화학식 2] (2)

Figure 112010086495535-pat00001
Figure 112010086495535-pat00001

(상기에서, R2은 수소, C1-C6의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, C6-C20 아르알킬기임).
(Wherein R 2 is hydrogen, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 20 An aryl group, a C 6 -C 20 Substituted alkylaryl group, C 6 -C 20 Lt; / RTI >

구체예에서 상기 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드는 펜타에리스리톨 1 당량에 대하여 포스포닉 디클로라이드를 2~4 당량으로 환류 반응시킬 수 있다. In embodiments, the pentaerythritol and phosphonic dichloride may be refluxed with 2 to 4 equivalents of phosphonic dichloride relative to 1 equivalent of pentaerythritol.

구체예에서 상기 알킬렌 옥사이드는 반응 생성물 산가의 2~6 당량으로 투입할 수 있다. In embodiments, the alkylene oxide may be added in 2 to 6 equivalents of the acid value of the reaction product.

한 구체예에서 상기 반응 생성물은 수분을 제거한 후 알킬렌 옥사이드로 환류 반응할 수 있다. In one embodiment, the reaction product may be reacted to reflux with alkylene oxide after removing moisture.

본 발명의 다른 관점은 상기 방법에 의해 제조된 인계 화합물에 관한 것이다. 상기 인계 화합물은 산가가 0.1 mg KOH/g 이하이며, 알칼리 금속 이온을 함유하지 않는 특징으로 한다. Another aspect of the present invention relates to a phosphorus compound prepared by the above method. The phosphorus compound has an acid value of 0.1 mg KOH / g or less and is characterized by not containing alkali metal ions.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 인계 화합물을 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to a flame retardant thermoplastic resin composition containing the phosphorus compound.

한 구체예에서는 상기 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 인계 화합물 0.1~30 중량부로 포함할 수 있다. In one embodiment, the thermoplastic resin composition may include 0.1 to 30 parts by weight of the phosphorus compound based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.

구체예에서 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 수평균분자량이 10,000~20,000 g/mol 이고 중량평균분자량이 25,000~40,000 g/mol일 수 있다.
In an embodiment, the flame retardant thermoplastic resin composition may have a number average molecular weight of 10,000 to 20,000 g / mol and a weight average molecular weight of 25,000 to 40,000 g / mol.

본 발명은 수세의 횟수 증가 없이 산가를 획기적으로 저하시킬 수 있고, 높은 수율로 인계 화합물을 제조할 수 있으며, 알칼리로 중화하지 않아 알킬리 금속 이온이 잔류하지 않는 인계 화합물 및 그의 제조방법을 제공하고 상기에서 제조된 인계 화합물을 난연제로 적용하여 물성이 저하되지 않는 난연성 열가소성 수지 조성물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
The present invention provides a phosphorus compound and a method for producing the phosphorus compound which can significantly reduce the acid value without increasing the number of washing, can produce a phosphorus compound in a high yield, and does not neutralize with alkali so that no alkyl metal ions remain. The phosphorus-based compound prepared above is applied as a flame retardant to provide a flame retardant thermoplastic resin composition in which physical properties are not lowered.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 인계 화합물의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for preparing a phosphorus compound represented by the following formula (1).

[화학식 1] [Formula 1]

Figure 112010086495535-pat00002

Figure 112010086495535-pat00002

(상기에서, R은 C4-C10의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, CC6-C20 아르알킬기이고, n은 0 또는 1임).(In the above, R is an alkyl group of C 4 -C 10 , C 6 -C 20 An aryl group, a C 6 -C 20 Alkyl-substituted aryl group, CC 6 -C 20 Aralkyl group, n is 0 or 1).

상기 방법은 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드를 산 촉매하에서 반응시키고; 그리고 상기 반응 생성물을 알킬렌 옥사이드로 처리하는 단계를 포함한다. The method comprises reacting pentaerythritol with phosphonic dichloride under an acid catalyst; And treating the reaction product with alkylene oxide.

상기 포스포닉 디클로라이드는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:The phosphonic dichloride may be represented by the following formula 3:

[화학식 3] (3)

Figure 112013063686502-pat00008
Figure 112013063686502-pat00008

(상기에서, R은 C4-C10의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, C6-C20 아르알킬기임).(Wherein R is a C 4 -C 10 alkyl group, a C 6 -C 20 aryl group, a C 6 -C 20 alkyl substituted aryl group, a C 6 -C 20 aralkyl group).

상기 알킬 치환 아릴기는 C1-C10의 알킬기가 치환된 C6-C20 아릴기이다. The alkyl substituted aryl group is a C 6 -C 20 aryl group substituted with a C 1 -C 10 alkyl group.

상기 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드의 반응은 산 촉매하에서 통상의 방법으로 수행할 수 있다. The reaction of the pentaerythritol with phosphonic dichloride can be carried out by a conventional method under an acid catalyst.

구체예에서 상기 산촉매는 루이스 산촉매가 바람직하게 적용될 수 있다. 예를 들면 AlCl3, BF3, FeCl3, TiCl4, ZnCl2, MgCl2 등이 사용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. In an embodiment, the acid catalyst may be preferably applied with a Lewis acid catalyst. For example, AlCl 3 , BF 3 , FeCl 3 , TiCl 4 , ZnCl 2 , MgCl 2, etc. may be used, but is not necessarily limited thereto.

바람직하게는 상기 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드는 펜타에리스리톨 1 당량에 대하여 포스포닉 디클로라이드를 2~4 당량으로 환류 반응시킬 수 있다. Preferably, the pentaerythritol and phosphonic dichloride may be refluxed with 2 to 4 equivalents of phosphonic dichloride relative to 1 equivalent of pentaerythritol.

한 구체예에서는 상기 반응이 종료된 후 산 용액으로 세척할 수 있다. 상기 산 용액은 인산, 염산, 질산, 황산 등이 적용될 수 있으며, 바람직하게는 인산 또는 염산이다. 이때, 산 용액은 0.1 내지 10 %, 바람직하게는 1 내지 5 % 농도가 바람직하다. In one embodiment, the reaction may be terminated and washed with an acid solution. The acid solution may be applied phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and the like, preferably phosphoric acid or hydrochloric acid. At this time, the acid solution is preferably 0.1 to 10%, preferably 1 to 5% concentration.

상기 산 용액으로 세척된 반응 생성물은 하기 화학식 2로 표시되는 알킬렌 옥사이드와 반응시킨다. 구체예에서는 상기 알킬렌 옥사이드와 반응시키기 전에 탈수과정을 거쳐 수분을 제거하여 반응을 안정적으로 진행시킬 수 있다.
The reaction product washed with the acid solution is reacted with an alkylene oxide represented by the following formula (2). In a specific embodiment, the reaction may be stably progressed by removing water through a dehydration process before reacting with the alkylene oxide.

[화학식 2] (2)

Figure 112010086495535-pat00004
Figure 112010086495535-pat00004

(상기에서, R2은 수소, C1-C6의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, C6-C20 아르알킬기임).
(Wherein R 2 is hydrogen, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 20 An aryl group, a C 6 -C 20 Substituted alkylaryl group, C 6 -C 20 Lt; / RTI >

바람직한 구체예에서 상기 R2은 C1-C6의 알킬기일 수 있다. Wherein R 2 in the preferred embodiment may be an alkyl group of C 1 -C 6.

구체예에서 상기 알킬렌 옥사이드는 반응 생성물 산가의 2~6 당량, 바람직하게는 3~5 당량으로 투입할 수 있다. 상기 범위에서 반응효율이 우수하다. In an embodiment, the alkylene oxide may be added in 2-6 equivalents, preferably 3-5 equivalents, of the acid value of the reaction product. The reaction efficiency is excellent in the above range.

상기 반응 생성물과 알킬렌 옥사이드과의 반응은 0.1 내지 5 시간 정도 수행한다. 반응온도는 20~150 ℃ 바람직하게는 110~140 ℃ 일 수 있다. 상기 범위에서 반응이 효과적으로 진행될 수 있다. The reaction between the reaction product and the alkylene oxide is performed for about 0.1 to 5 hours. The reaction temperature may be 20 to 150 ° C, preferably 110 to 140 ° C. In this range, the reaction can proceed effectively.

상기 반응 생성물과 알킬렌 옥사이드의 반응 후 세척 및 여과 단계를 더 거칠 수 있다. After the reaction between the reaction product and the alkylene oxide, washing and filtration may be further performed.

상기와 같이 제조된 인계 화합물은 산가가 0.1 mg KOH/g 이하이며, 알칼리 용액으로 중화하지 않기 때문에 알칼리 이온을 포함하지 않는다. The phosphorus-based compound prepared as described above does not contain alkali ions because the acid value is 0.1 mg KOH / g or less and does not neutralize with an alkaline solution.

따라서, 상기 인계 화합물은 미반응 히드록시기가 거의 잔존하지 않기 때문에 혼합되는 열가소성 수지의 분해를 유발하지 않으며, 난연제로 바람직하게 적용될 수 있다. Therefore, the phosphorus-based compound does not cause decomposition of the thermoplastic resin to be mixed because hardly any unreacted hydroxyl group remains, and can be preferably applied as a flame retardant.

본 발명의 또 다른 관점은 상기 인계 화합물을 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. Another aspect of the present invention relates to a flame retardant thermoplastic resin composition containing the phosphorus compound.

상기 열가소성 수지의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 스티렌계 수지, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 스티렌계 공중합체 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지 등이 적용될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The kind of the thermoplastic resin is not particularly limited. For example, a styrene resin, a polyamide, a polycarbonate, a polyester, a polyvinyl chloride, a styrenic copolymer resin, a (meth) acrylic resin, a polyphenylene ether resin, and the like can be applied.

본 발명의 방법으로 제조된 인계 화합물은 산가가 낮고 알칼리 금속 이온을 함유하지 않기 때문에, 미반응 히드록시기에 취약한 폴리카보네이트 수지에 특히 적합하다. Phosphorus-based compounds produced by the process of the present invention are particularly suitable for polycarbonate resins that are vulnerable to unreacted hydroxyl groups because they have a low acid value and do not contain alkali metal ions.

한 구체예에서 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 인계 화합물 0.1~30 중량부, 바람직하게는 1~15 중량부로 포함할 수 있다. In one embodiment, the flame retardant thermoplastic resin composition may include 0.1 to 30 parts by weight, preferably 1 to 15 parts by weight of the phosphorus compound, based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.

구체예에서 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 인계 화합물의 미반응 히드록시기에 의한 폴리카보네이트의 분해가 발생되지 않으므로 수평균분자량이 10~20 g/mol 이고 중량평균분자량이 25~40 g/mol일 수 있다.
In a specific embodiment, since the flame retardant thermoplastic resin composition does not cause decomposition of the polycarbonate by an unreacted hydroxyl group of the phosphorus compound, the number average molecular weight may be 10-20 g / mol and the weight average molecular weight may be 25-40 g / mol.

이하, 실시예에 의하여 본원발명을 더욱 상세하게 설명하나, 이들은 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석될 수 없다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, which should be construed as illustrative of the present invention but not limited to the scope of the present invention.

실시예Example

실시예Example 1:  One: 디페닐Diphenyl 펜타에리스리톨Pentaerythritol 디포스포네이트의Diphosphonate 제조 Produce

펜타에리스리톨(Perstorp제조) 1당량, 페닐 포스포닉 디클로라이드(Aldrich 제조) 2당량과 마그네슘 클로라이드(samchun 제조) 0.1당량을 1,2-Dichloroethane(Aldrich 제조)에 투입한 뒤 환류반응하였다. 반응종료 후 10% 농도의 인산 용액으로 세척 후 물 층은 제거하고, 130도에서 탈수 반응을 진행하여 물을 완전히 제거하였다. 일부 샘플을 채취하여 산가 측정 후 산가의 5당량의 프로필렌옥사이드(Aldrich 제조)를 추가하여 2시간 환류 반응 하였다. 이후 물 투입하여 2회 세척 후 여과하여 디페닐 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 얻었다.
1 equivalent of pentaerythritol (manufactured by Perstorp), 2 equivalents of phenyl phosphonic dichloride (manufactured by Aldrich) and 0.1 equivalents of magnesium chloride (manufactured by samchun) were added to 1,2-Dichloroethane (manufactured by Aldrich), followed by reflux reaction. After completion of the reaction, the water layer was removed after washing with a 10% concentration of phosphate solution, and the water was completely removed by proceeding with a dehydration reaction at 130 degrees. After taking some samples, the acid value was measured, and 5 equivalents of propylene oxide (manufactured by Aldrich) of the acid value was added and refluxed for 2 hours. Thereafter, water was added thereto, washed twice, and then filtered to obtain diphenyl pentaerythritol diphosphonate.

실시예Example 2 :  2 : 디아니솔Dianisol 펜타에리스리톨Pentaerythritol 디포스포네이트의Diphosphonate 제조 Produce

페닐 포스포닉 디클로라이드 대신 아니솔 포스포닉 디클로라이드(IDB Chem. 제조)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that anisole phosphonic dichloride (manufactured by IDB Chem.) Was used instead of phenyl phosphonic dichloride.

실시예Example 3 :  3: 디토릴Ditoryl 펜타에리스리톨Pentaerythritol 디포스포네이트의Diphosphonate 제조 Produce

페닐 포스포닉 디클로라이드 대신 토릴 포스포닉 디클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that tolyl phosphonic dichloride was used instead of phenyl phosphonic dichloride.

비교예Comparative Example 1 One

펜타에리스리톨 1당량, 페닐 포스포닉 디클로라이드 2당량과 마그네슘 클로라이드 0.1당량을 1,2-Dichloroethane에 투입한 뒤 환류반응하였다. 반응종료 후 10% 농도의 인산 용액으로 세척 후 물 투입하여 2회 세척 후 여과하여 디페닐 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 얻었다.
1 equivalent of pentaerythritol, 2 equivalents of phenyl phosphonic dichloride, and 0.1 equivalent of magnesium chloride were added to 1,2-Dichloroethane and refluxed. After completion of the reaction, washed with 10% concentration of phosphoric acid solution, water was added, washed twice and filtered to obtain diphenyl pentaerythritol diphosphonate.

비교예Comparative Example 2 :  2 : 디아니솔Dianisol 펜타에리스리톨Pentaerythritol 디포스포네이트의Diphosphonate 제조 Produce

페닐 포스포닉 디클로라이드 대신 아니솔 포스포닉 디클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Comparative Example 1 was carried out except that anisole phosphonic dichloride was used instead of phenyl phosphonic dichloride.

비교예Comparative Example 3 :  3: 디토릴Ditoryl 펜타에리스리톨Pentaerythritol 디포스포네이트의Diphosphonate 제조 Produce

페닐 포스포닉 디클로라이드 대신 토릴 포스포닉 디클로라이드를 사용한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Comparative Example 1 was carried out except that tolyl phosphonic dichloride was used instead of phenyl phosphonic dichloride.

상기 실시예 1~3 및 비교예 3에서 제조된 펜타에리스리톨 디포스포네이트에 대하여 하기의 방법으로 산가 및 수율을 측정하고 하기 표 1에 나타내었다. The pentaerythritol diphosphonate prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 3 was measured in the acid value and yield by the following method and shown in Table 1.

산가 ( mg KOH/g) : 1~20g의 시료를 디메틸설폭사이드(50ml)에 녹이고 BTB 용액을 소량 첨가 한 후, 0.1N NaOH 용액으로 적정하며 측정하였다. Acid value (mg KOH / g): 1 ~ 20g of the sample was dissolved in dimethyl sulfoxide (50ml) and a small amount of BTB solution was added, titrated with 0.1N NaOH solution and measured.

산가 = ((0.1N-NaOH 용액 소비 ml) * (0.1N-NaOH 용액 Factor) * 5.61) / 시료량(g)
Acid value = ((0.1N NaOH solution consumption ml) * (0.1N NaOH solution Factor) * 5.61) / sample amount (g)

알킬렌 옥사이드
적용 여부
Alkylene oxide
Applicability
수세정 횟수 Washings 산 가Mountain 수 율Yield
실시예 1Example 1 OO 22 0.10.1 90%90% 실시예 2Example 2 OO 22 0.10.1 81%81% 실시예 3Example 3 OO 22 0.10.1 80%80% 비교예 1Comparative Example 1 XX 22 36.436.4 50%50% 비교예 2Comparative Example 2 XX 22 33.533.5 68%68% 비교예 3Comparative Example 3 XX 22 35.435.4 61%61%

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법을 적용한 실시예 1~3의 경우 비교예 1~3에 비해 산가가 현저히 낮았으며, 높은 수율로 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 to which the method of the present invention was applied, the acid value was significantly lower than that of Comparative Examples 1 to 3, and it can be seen that pentaerythritol diphosphonate can be produced in high yield. .

열가소성 수지 조성물 제조Manufacture of thermoplastic resin composition

실시예 4Example 4

폴리카보네이트에 상기 실시예 1에서 제조된 디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트를 하기 표 2의 함량으로 투입하고 통상의 이축 압출기에서 200∼280 ℃의 온도범위에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이 펠렛을 0.01 g 에서 0.015 g 을 MC 2 mL 에 용해 후에 THF 약10 mL 를 희석하고 용해 된 시료를 0.45 ㎛ syringe filter를 이용하여 여과하여 Gel permeation chromatography(GPC)로 분자량을 측정하였으며, UL 94 VB 난연규정에 따라 1/8" 두께에서 난연도를 측정하였다.
Diphenyl pentaerythritol diphosphonate prepared in Example 1 was added to the polycarbonate, and the pellets were prepared by extrusion at a temperature range of 200 to 280 ° C. in a conventional twin screw extruder. After dissolving the pellet in 0.01 g to 0.015 g in 2 mL of MC, about 10 mL of THF was diluted and the dissolved sample was filtered using a 0.45 μm syringe filter to measure the molecular weight by gel permeation chromatography (GPC). UL 94 VB Flame retardancy was measured at 1/8 "thickness in accordance with flame retardancy regulations.

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1에서 제조된 디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트 대신 비교예 1에서 제조된 디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
Except for using the diphenyl pentaerythritol diphosphonate prepared in Example 1 instead of the diphenyl pentaerythritol diphosphonate prepared in Example 1 was carried out in the same manner as in Example 4.

비교예 5Comparative Example 5

디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트 대신 인산에스테르(Daihachi사 PX-200) 를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Example 4 was carried out except that phosphate ester (PX-200 available from Daihachi Co., Ltd.) was used instead of diphenylpentaerythritol diphosphonate.

비교예 6Comparative Example 6

디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트를 투입하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
The same procedure as in Example 4 was carried out except that diphenylpentaerythritol diphosphonate was not added.

실시예 4Example 4 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 PolycarbonatePolycarbonate 100100 100100 100100 100100 디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트 (산가 = 0.1)Diphenylpentaerythritol diphosphonate (acid value = 0.1) 55 -- -- -- 디페닐펜타에리스리톨 디포스포네이트 (산가 = 36.4)Diphenylpentaerythritol diphosphonate (acid value = 36.4) -- 55 -- -- 인산에스테르Phosphate Ester -- -- 55 -- 수평균 분자량(kg/mol)Number average molecular weight (kg / mol) 13.813.8 9.49.4 14.114.1 16.616.6 질량 평균 분자량(kg/mol)Mass average molecular weight (kg / mol) 27.127.1 19.719.7 27.527.5 29.829.8 난연성Flammability V-0V-0 V-2V-2 V-1V-1 FAILFAIL 충격강도 (1/8")Impact Strength (1/8 ") 8.88.8 2.32.3 6.16.1 80.580.5

상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 방법으로 제조된 펜타에리스리톨 디포스포네이트를 적용할 경우 폴리카보네이트의 분해가 거의 없으며, 적은 함량으로도 우수한 난연성을 갖는 것을 알 수 있다.
As shown in Table 2, when the pentaerythritol diphosphonate prepared by the method of the present invention is applied, there is little decomposition of the polycarbonate, and it can be seen that it has excellent flame retardancy even with a small content.

이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the embodiments described above are in all respects illustrative and not restrictive.

Claims (10)

펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드를 산 촉매하에서 반응시켜 반응생성물로 하기 화학식 1로 표시되는 인계 화합물을 제조하는 방법에 있어서,
상기 반응 생성물을 알킬렌 옥사이드로 처리하는;
단계를 포함하고,
상기 알킬렌 옥사이드는 반응 생성물 산가의 2~6 당량으로 투입하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 1로 표시되는 인계 화합물의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112013063686502-pat00005


(상기에서, R은 C4-C10의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, CC6-C20 아르알킬기이고, n은 0 또는 1임).

In the method for preparing a phosphorus compound represented by the following formula (1) as a reaction product by reacting pentaerythritol and phosphonic dichloride under an acid catalyst,
Treating the reaction product with an alkylene oxide;
≪ / RTI >
The alkylene oxide is a method of producing a phosphorus compound represented by the following formula (1), characterized in that the addition of 2 to 6 equivalents of the acid value of the reaction product:
[Formula 1]
Figure 112013063686502-pat00005


(Wherein R is a C 4 -C 10 alkyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 6 -C 20 alkyl substituted aryl group, CC 6 -C 20 aralkyl group, n is 0 or 1).

제1항에 있어서, 상기 알킬렌 옥사이드는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법:
[화학식 2]
Figure 112010086495535-pat00006

(상기에서, R2은 수소, C1-C6의 알킬기, C6-C20 아릴기, C6-C20 알킬 치환 아릴기, C6-C20 아르알킬기임).
The method of claim 1, wherein the alkylene oxide is represented by the following formula (2):
(2)
Figure 112010086495535-pat00006

(Wherein R 2 is hydrogen, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 20 An aryl group, a C 6 -C 20 Substituted alkylaryl group, C 6 -C 20 Lt; / RTI >
제1항에 있어서, 상기 펜타에리스리톨과 포스포닉 디클로라이드는 펜타에리스리톨 1 당량에 대하여 포스포닉 디클로라이드를 2~4 당량으로 환류 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1, wherein the pentaerythritol and the phosphonic dichloride are reacted with 2 to 4 equivalents of phosphonic dichloride relative to 1 equivalent of pentaerythritol.
제1항에 있어서, 상기 반응 생성물을 알킬렌 옥사이드로 처리하기 전에 산 용액으로 세척하는 거을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1 wherein the reaction product is washed with an acid solution prior to treatment with alkylene oxide.
제1항에 있어서, 상기 반응 생성물은 수분을 제거한 후 알킬렌 옥사이드로 환류 반응하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1 wherein the reaction product is refluxed with alkylene oxide after removing moisture.
제1항에 있어서, 상기 방법은 알칼리 용액으로 중화시키지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1 wherein the method does not neutralize with alkaline solution.
제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 방법에 의해 제조되며, 산가가 0.1 mg KOH/g 이하이며, 알칼리 금속 이온을 함유하지 않는 인계 화합물.
A phosphorus compound prepared by the method of any one of claims 1 to 5, having an acid value of 0.1 mg KOH / g or less and containing no alkali metal ions.
제7항의 인계 화합물을 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
A flame retardant thermoplastic resin composition comprising the phosphorous compound of claim 7.
제8항에 있어서, 상기 조성물은 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여 인계 화합물 0.1~30 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
The flame retardant thermoplastic resin composition of claim 8, wherein the composition comprises 0.1 to 30 parts by weight of the phosphorus compound based on 100 parts by weight of the polycarbonate resin.
제9항에 있어서, 상기 난연성 열가소성 수지 조성물은 수평균분자량이 10,000~20,000 g/mol 이고 중량평균분자량이 25,000~40,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 난연성 열가소성 수지 조성물.
The flame retardant thermoplastic resin composition of claim 9, wherein the flame retardant thermoplastic resin composition has a number average molecular weight of 10,000 to 20,000 g / mol and a weight average molecular weight of 25,000 to 40,000 g / mol.
KR1020100136081A 2010-12-27 2010-12-27 Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same KR101332439B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136081A KR101332439B1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100136081A KR101332439B1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120074122A KR20120074122A (en) 2012-07-05
KR101332439B1 true KR101332439B1 (en) 2013-11-25

Family

ID=46708381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100136081A KR101332439B1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101332439B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101583042B1 (en) 2014-05-29 2016-01-07 세메스 주식회사 Apparatus for treating substrate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141032A (en) * 1963-01-23 1964-07-14 Union Carbide Corp Dialkyl pentaerythritol diphosphonates and phosphite phosphonates
US3755509A (en) * 1970-06-01 1973-08-28 Gaf Corp Phosphorus acid esters
US4178281A (en) * 1978-05-30 1979-12-11 Borg-Warner Corporation Flame-retardant polycarbonate compositions

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3141032A (en) * 1963-01-23 1964-07-14 Union Carbide Corp Dialkyl pentaerythritol diphosphonates and phosphite phosphonates
US3755509A (en) * 1970-06-01 1973-08-28 Gaf Corp Phosphorus acid esters
US4178281A (en) * 1978-05-30 1979-12-11 Borg-Warner Corporation Flame-retardant polycarbonate compositions

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120074122A (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2546258B1 (en) Novel phosphorus-containing compounds and their preparing process and use
TWI397550B (en) Phosphorus-containing flame retardant for thermoplastic polymers
EP1969052B2 (en) Flame retardant compositions containing mixtures of disubstituted phosphinate salts and monosubstituted phosphinate salts
TWI432445B (en) Monofunctional, bifunctional, and multifunctional phosphinated phenols and their derivatives and preparation method thereof
US20120172506A1 (en) Polyphosphonate, Method of Preparing the Same, and Flame Retardant Thermoplastic Resin Composition Including the Same
WO2011134620A2 (en) Method for producing mixtures of alkylphosphonous acid salts and dialkylphosphinic acid salts
KR20160130746A (en) Additive used in polymer and preparation method thereof
US20040236132A1 (en) Method for manufacturing dicyclic phosphorus melamine compounds having superior fire retardancy and fire retardant material using thereof
DE102010018682A1 (en) Process for the preparation of alkylphosphonous acid salts
EP2471870B1 (en) Flame retardant, production method therefor, and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same
KR101332439B1 (en) Pentaerythritol diphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same
KR101459123B1 (en) Polyphosphonate, method for preparing thereof and flame retardant thermoplastic resin composition comprising the same
KR20130120212A (en) Emc and epoxy composition
CN109467845B (en) Flame-retardant smoke-suppression PVC composite material and preparation method thereof
KR20210051694A (en) Thermoplastic resin composition and article produced therefrom
KR101459129B1 (en) Biphenyl polyphosphonate, method for preparing thereof and thermoplastic resin composition comprising the same
KR101044656B1 (en) Flame retardant compound
KR20160062849A (en) Hypophosphorous Type Flame Retardants and Flame Retardant Resin Composition Including the Same
CN105492520A (en) Flame retardant prepared from amide derivatives and process for making the same
KR101465993B1 (en) Flame retardant and phosphorous-modified hardener
KR101064667B1 (en) Phosphorus piperazine compound, method for preparing the same, and flame-retardant thermoplastic resin composition comprising the compound
JP4432149B2 (en) ORGANIC PHOSPHATE COMPOUND, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, FLAME RETARDANT CONTAINING THE SAME, AND FLAME RETARDANT RESIN COMPOSITION
KR101442128B1 (en) Organophosphorus-nitrogen compound, preparation method thereof, and flame retardant composition comprising same
TWI527825B (en) Phosphorus-containing benzoxazine and preparing method thereof
CN116284939A (en) Flame-retardant modified PC method for cyclophosphazene coating

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161006

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171011

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181008

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191008

Year of fee payment: 7