KR20070105963A - 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체 - Google Patents

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마르쿠스 알멘딩게르
클라우스 한
요아힘 루흐
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바스프 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 난연제로서 하기 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 함유하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체, 특히 팽창된 폴리스티렌 (EPS) 또는 압출된 폴리스티렌 발포 시트 (XPS)로부터 제조된 폴리스티롤 입자 발포체, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
<화학식 I>
Figure 112007026966617-PCT00003
여기서,
R1, R2, 및 R3은 서로 독립적으로 H, 치환 또는 비치환 C1-C15-알킬, 치환 또는 비치환 C1-C15-알케닐, 치환 또는 비치환 C3-C8-시클로알킬, 치환 또는 비치환 C6-C18-아릴, 또는 치환 또는 비치환 C7-C30-알킬아릴이다.
난연제, 발포체, 폴리스티렌 발포 시트

Description

할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체{HALOGEN-FREE, FLAME-RETARDANT POLYMER FOAMS}
본 발명은 난연제로서 하기 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 포함하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
Figure 112007026966617-PCT00001
여기서,
R1, R2, 및 R3은 서로 독립적으로 H, 치환 또는 비치환 C1-C15-알킬, 치환 또는 비치환 C1-C15-알케닐, 치환 또는 비치환 C3-C8-시클로알킬, 치환 또는 비치환 C6-C18-아릴, 또는 치환 또는 비치환 C7-C30-알킬아릴이다.
중합체 발포체 중의 난연제의 제공은 다양한 적용, 예를 들어 빌딩 절연을 위한 팽창성 (expandable) 폴리스티렌 (EPS) 또는 압출된 폴리스티렌 발포 시트 (XPS)로 이루어진 성형된 폴리스티렌 발포체에 있어서 중요하다. 할로겐-함유, 특히 브롬화 유기 화합물은 지금까지 이러한 폴리스티렌 호모- 및 공중합체에 있어서 주로 사용되었다. 그러나, 다수의 이들 브롬화 물질은 환경과 건강에 있어서 잠재적으로 위험하기 때문에 논란이 되고 있다.
EP-A 834　529호는 할로겐이 없는 난연제로서 인 화합물 및 물-제거 금속 수산화물로 이루어진 혼합물을 포함하는 팽창성 스티렌 중합체를 기재하고 있다. 5 내지 10 중량%의 Mg(OH)2 및 5 내지 10 중량%의 트리페닐 포스페이트 (TPP)는 바람직하게는 압출기 중의 용융 폴리스티렌 내로 도입되고, 물질은 바람직하게는 펠렛화되고, 수성 현탁액 중의 펠렛은 바람직하게는 발포제 (blowing agent)로 후함침된다.
WO 00/34342호는 난연제로서 5 - 50 중량%의 팽창성 흑연, 및 적절한 경우, 2 내지 20 중량%의 인 화합물의 존재시에 스티렌의 현탁 중합을 통한 팽창성 폴리스티렌의 제조 방법을 기재하였다.
예를 들어, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 예를 들어 PET, 및 스티렌 중합체, 예를 들어 ABS로부터 투명한 난연성 플라스틱 몰딩의 제조를 위한 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-옥시드 (DOP) 및 그의 유도체의 용도가 JP-A 2002-06913호로부터 공지되어 있다.
할로겐-함유 난연제에 의하여 달성되는 것과 동일한 난연성을 얻는데 사용되 었던 할로겐이 없는 난연제의 양은 일반적으로 현저하게 더 높다. 이러한 이유로, 열가소성 중합체, 예를 들어 폴리스티렌과 사용될 수 있는 할로겐-함유 난연제는 이들이 발포 공정을 방해하거나, 중합체 발포체의 기계적 특성 및 열적 특성에 영향을 미치기 때문에 흔히 중합체 발포체로 사용될 수 없다. 팽창성 폴리스티렌이 현탁 중합을 통하여 제조되는 경우, 다량의 난연제는 또한 현탁액의 안정성을 감소시킬 수 있다.
화재 거동 (fire behavior)이 상이하고, 화재 시험이 상이하기 때문에, 열가소성 중합체에 사용되는 난연제의 중합체 발포체의 유효성을 예측하는 것은 종종 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 발포 공정 또는 기계적 특성에 현저한 영향을 미치지 않고, 특히 주로 폐쇄된 셀 (closed-cell) 중합체 발포체의 제조를 가능하게 하는, 중합체 발포체, 특히 팽창성 폴리스티렌 (EPS) 또는 압출된 폴리스티렌 발포 시트 (XPS)를 위한 할로겐이 없는 난연제를 발견하는 것이다.
따라서, 상기 화학식 I의 인 화합물은 중합체 발포체를 위한 난연제로 발견되었다. 라디칼 R1, R2 및 R3은 바람직하게는 서로 독립적으로 H, 메틸, 에틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 비닐, 시클로헥실, α-메틸벤질, 페닐, 1,4-디히드록시페닐, 1,4-디히드록시-5-(tert-부틸)페닐, 1,4-디히드록시나프틸이다. 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-옥시드 (6H-디벤조[c,e]옥사포스포린 6-옥시드, DOP, CAS 등록번호 35948-25-5), 또는 그의 가수분해 생성물 또는 금속 염이 특히 바람직하다. 화학식 I의 인 화합물, 및 그의 가수분해 생성물 및 금속 염을 예를 들어 JP-A 2004-035495호, JP-A 2002-069313호, 또는 JP-A 2001-115047호에 기재된 바에 따라서 제조할 수 있다.
화학식 I의 인 화합물의 사용되는 양은 일반적으로 중합체 발포체 기준으로 0.5 내지 25 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량% 범위이다.
화학식 I의 인 화합물의 유효성은 적절한 난연성 상승제 (flame retardancy synergist), 예를 들어 열 자유-라디칼 형성제 디쿠밀 퍼옥시드, 디-tert-부틸 퍼옥시드, 또는 디쿠밀을 첨가하여 더욱 개선될 수 있다.
다른 난연제, 예를 들어 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 금속 산화물 또는 금속 수산화물, 포스페이트, 포스피네이트, 또는 상승제, 예를 들어 Sb2O3, 또는 Zn 화합물을 사용할 수도 있다.
중합체 발포체 중에 할로겐이 완전히 없을 것이 필요하지 않는 경우, 화학식 I의 인 화합물을 사용하고, 비교적 소량의 할로겐-함유, 특히 브롬화 난연제, 예를 들어 바람직하게는 0.05 내지 1 중량%, 특히 0.1 내지 0.5 중량% 범위의 양의 헥사브로모시클로데칸 (HBCD)을 첨가하여 제조할 수 있다.
할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체의 밀도는 바람직하게는 8 내지 200　g/l, 특히 바람직하게는 10 내지 50　g/l 범위이고, 폐쇄된 셀 중의 그의 비율은 80% 초과, 특히 바람직하게는 95 내지 100%이다.
할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체는 바람직하게는 열가소성 중합체, 특히 스티렌 중합체를 포함한다.
본 발명의 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS) 및 압출된 스티렌 중합체 발포체 (XPS)는 혼합하여 발포제 및 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 중합체 용융물 내로 도입한 후, 압출하여 발포 시트, 발포 압출물, 또는 팽창성 펠렛을 얻는다.
팽창성 스티렌 중합체의 몰질량 (molar mass)은 바람직하게는 190 000 내지 400 000　g/mol, 특히 바람직하게는 220 000 내지 300 000　g/mol 범위이다. 몰질량은 전단 (shear) 및(또는) 열에 의하여 감소되기 때문에, 팽창성 폴리스티렌의 몰질량은 일반적으로 약 10000　g/mol의 사용된 폴리스티렌의 몰질량 미만이다.
사용된 스티렌 중합체는 바람직하게는 유리-투명 (glass-clear) 폴리스티렌 (GPPS), 내충격성 폴리스티렌 (HIPS), 음이온성 중합된 폴리스티렌 또는 내충격성 폴리스티렌 (A-IPS), 스티렌-α-메트스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 중합체 (ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 (SAN), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 (ASA), 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 (MBS), 메틸 메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (MABS) 중합체, 또는 이들의 혼합물, 또는 폴리페닐렌 에테르 (PPE)와의 혼합물을 포함한다.
기계적 특성 또는 내열성을 개선하기 위하여, 언급한 스티렌 중합체는 상용화제와 함께 적절하게 사용되는 경우, 일반적으로 중합체 용융물 기준으로 30 중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 10 중량% 범위의 전체 비율로, 열가소성 중합체, 예를 들어 폴리아미드 (PA), 폴리올레핀, 예를 들어 폴리프로필렌 (PP) 또는 폴리에틸렌 (PE), 폴리아크릴레이트, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에테르 술폰 (PES), 폴리에테르 케톤, 또는 폴리에테르 술피드 (PES), 또는 이들의 혼합물과 블렌딩할 수 있다. 혼합물은 또한 예를 들어 소수성으로 개질되거나 관능화된 중합체 또는 올리고머, 고무, 예를 들어 폴리아크릴레이트 또는 폴리디엔, 예를 들어, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 또는 생분해성 지방족 또는 지방족/방향족 코폴리에스테르에 의하여 특정한 범위의 양으로 가능하다.
적절한 상용화제의 예는 유기실란 또는 에폭시기를 함유하는 중합체, 또는 말레산 무수물 개질된 (maleic-anhydride-modified) 스티렌 공중합체이다.
스티렌 중합체 용융물은 일반적으로 50 중량% 이하의 양, 특히 1 내지 20 중량%의 양으로 그의 특성을 현저하게 손상하지 않는 양으로 혼합된 언급한 열가소성 중합체, 특히 스티렌 중합체 및 팽창성 스티렌 중합체로부터의 재활용된 중합체를 포함할 수 있다.
발포제를 포함하는 스티렌 중합체 용융물은 일반적으로 발포제를 포함하는 스티렌 중합체 용융물 기준으로 2 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 전체 비율로 균일하게 분산된 1종 이상의 발포제를 포함한다. 적절한 발포제는 보통 EPS, 예를 들어, 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소, 알코올, 케톤, 에테르, 또는 할로겐화 탄화수소에서 사용되는 물리적 발포제이다. 이소부탄, n-부탄, 이소펜탄, 또는 n-펜탄을 사용하는 것이 바람직하다. XPS에 있어서, CO2 또는 알코올 또는 케톤과의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
발포성 (foamability)을 개선하기 위하여, 미세하게 분산된 내부 물방울 (internal water droplet)을 스티렌 중합체 매트릭스 내로 도입할 수 있다. 예를 들어, 이는 용융된 스티렌 중합체 매트릭스 내로 물을 첨가하여 달성할 수 있다. 물의 첨가는 발포제 공급 위치의 상부, 동일한 부분 또는 하부 위치에서 일어날 수 있다. 물의 균일한 분산은 동적 (dynamic) 또는 정적 혼합기 (static mixer)로 달성할 수 있다.
스티렌 중합체 기준으로 물의 충분한 양은 일반적으로 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 1.5 중량%이다.
0.5 내지 15　㎛ 범위의 직경을 갖는 내부 물방울의 형태인 내부수 (internal water)가 90% 이상인 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)는 발포 (foaming) 시에 충분한 수의 셀을 갖는 발포체 및 균일한 포말 구조 (foam structure)를 갖는 발포체를 형성한다.
발포체 및 물의 첨가량은 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)이 발포 전의 벌크 밀도/발포 후의 벌크 밀도로 정의되는 확대 가능성 α (expandable capability α)가 125 이하, 바람직하게는 25 내지 100가 되도록 선택된다.
본 발명의 팽창성 스티렌 중합체 펠렛 (EPS)의 벌크 밀도는 일반적으로 700　g/l 이하, 바람직하게는 590 내지 660　g/l 범위이다. 충전제를 사용하는 경우, 필터의 양과 특성에 따라서 590 내지 1200　g/l 범위의 벌크 밀도가 형성될 수 있다.
스티렌 중합체 용융물에 첨가할 수 있는 다른 물질은 예를 들어 혼합기 또는 보조 압출기로 함께 또는 개별적으로 첨가되는 첨가제, 기핵제 (nucleating agent), 충전제, 가소제, 가용성 및 불용성 무기 및(또는) 유기 염료 및 안료, 예를 들어, IR 흡수제, 예를 들어 카본 블랙, 흑연, 또는 알루미늄 분말이다. 염료 및 안료의 일반적으로 첨가되는 양은 0.01 내지 30 중량%, 바람직하게 1 내지 5 중량%의 범위이다. 스티렌 중합체 내에 안료의 균일하고 미세분산된 분포를 얻기 위해서는, 특히 극성 안료의 경우에는 분산제, 예를 들어, 유기실란, 에폭시기 함유 중합체, 또는 말레산 무수물 그래프팅된 (maleic-anhydride-grafted) 스티렌 중합체를 사용하는 것이 유리하다. 바람직한 가소제는 스티렌 중합체 기준으로 0.05 내지 10 중량% 양으로 사용되는 광유 (mineral oil), 또는 프탈레이트이다.
본 발명의 팽창성 스티렌 중합체를 제조하기 위하여, 발포제가 중합체 용융물 내로 혼합에 의하여 도입된다. 본 공정은 a) 용융물 제조, b) 혼합, c) 냉각, d) 전달, 및 e) 펠렛화 단계를 포함한다. 이들 단계 각각은 플라스틱 가공에서 알려져 있는 장치 또는 장치의 조합을 통하여 수행할 수 있다. 혼합에 의한 도입을 위한 적절한 장치는 정적 또는 동적 혼합기, 예를 들어 압출기이다. 중합체 용융물은 중합 반응기로부터 직접적으로 얻어지거나, 직접적으로 혼합 압출기로부터 제조되거나, 또는 중합체 펠렛의 용융을 통하여 별개의 용융 압출기에서 제조될 수 있다. 용융물의 냉각은 혼합 조립체 또는 별개의 냉각기 (cooler)에서 일어날 수 있다. 사용될 수 있는 펠렛화 공정의 예는 압력하 수중 (underwater) 펠렛화, 회전 나이프로의 펠렛화 및 온도-조절 액체로의 분무-미스팅을 통한 냉각, 또는 분무 펠렛화이다. 본 공정을 수행하기 위한 장치의 적절한 배열은 다음과 같다:
a) 중합 반응기 - 정적 혼합기/냉각기 - 펠렛화기
b) 중합 반응기 - 압출기 - 펠렛화기
c) 압출기 - 정적 혼합기 - 펠렛화기
d) 압출기 - 펠렛화기
상기 배열은 또한 첨가제, 예를 들어, 고체 또는 열감응성 첨가제 (heat-sensitive additive)를 도입하기 위한 보조 압출기를 가질 수 있다.
발포제를 포함하는 스티렌 중합체 용융물은 일반적으로 다이 플레이트 (die plate)를 통하여 140 내지 300℃, 바람직하게는 160 내지 240℃ 범위의 온도에서 전달된다. 유리 전이 온도의 영역에서 냉각할 필요가 없다.
다이 플레이트는 적어도 발포제를 포함하는 폴리스티렌 용융물의 온도로 가열된다. 다이 플레이트의 온도는 바람직하게는 발포제를 포함하는 폴리스티렌 용융물의 온도 초과 20 내지 100℃의 범위이다. 이는 다이 중에 중합체 침착 (polymer deposit)의 형성을 억제하고, 펠렛화가 방해되지 않는 것을 보장한다.
시판가능한 펠렛 크기를 얻기 위하여, 다이 출구에서의 다이 오리피스 (die orifice)의 직경 (D)은 0.2 내지 1.5　mm, 바람직하게는 0.3 내지 1.2　mm, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.8　mm 범위이어야 한다. 이 방법은 또한 다이 팽창 후의 펠렛 크기를 2　mm 미만, 특히 0.4 내지 1.4　mm 범위로 정확하게 조절할 수 있다.
a) 유기 발포제 및 1-25 중량%의 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 중합체 용융물 내로 150℃ 이상의 온도에서 정적 또는 동적 혼합기로 혼합하여 도입하는 단계,
b) 발포제를 포함하는 스티렌 중합체 용융물을 120℃ 이상의 온도로 냉각하는 단계,
c) 다이 출구의 직경이 1.5 mm 이하인 홀을 갖는 다이 플레이트를 통하여 배출하는 단계, 및
d) 발포제를 포함하는 용융물을 1 내지 20　bar 범위의 압력에서 물 아래의 다이 플레이트의 하류로 직접 펠렛화하는 단계
를 포함하는, 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)의 제조 방법이 특히 바람직하다.
현탁 중합을 통하여 본 발명의 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)를 제조할 수도 있다.
현탁 중합에서, 사용되는 단량체는 바람직하게는 스티렌 만을 포함한다. 그러나, 그의 중량의 20% 이하는 다른 에틸렌계 불포화 단량체, 예를 들어 알킬스티렌, 디비닐벤젠, 아크릴로니트릴, 1,1-디페닐 에테르 또는 α-메틸스티렌으로 치환될 수 있다.
현탁 중합 공정에서, 보통의 보조제를 첨가할 수 있으며, 그 예는 퍼옥시드 개시제, 현탁액 안정화제, 발포제, 쇄 전달제 (chain transfer agent), 팽창 보조제 (expansion aid), 기핵제 (nucleating agent), 및 가소제이다. 중합 공정 중에 첨가되는 화학식 I의 인 화합물의 양은 0.5 내지 25 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%이다. 첨가되는 발포제의 양은 단량체 기준으로 3 내지 10 중량%이다. 이들은 현탁액의 중합 전에, 중합 도중에, 또는 중합 이후에 첨가될 수 있다. 적절한 발포제는 4 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 지방족 탄화수소이다. 사용되는 현탁액 안정화제에 있어서, 무기 피커링 분산제 (inorganic Pickering agent), 예를 들어, 마그네슘 파이로포스페이트 또는 칼슘 포스페이트를 포함하는 것이 유리하다.
현탁 중합으로 0.2 내지 2　mm 범위의 평균 직경을 갖는 비드형의, 본질적으로 원형의 입자를 얻는다.
가공성을 개선하기 위하여, 완성된 팽창성 스티렌 중합체 펠렛은 글리세롤 에스테르, 대전방지제, 또는 고결방지제 (anticaking agent)로 코팅될 수 있다.
EPS 펠렛은 글리세롤 모노스테아레이트 GMS (통상적으로 0.25%), 글리세롤 트리스테아레이트 (통상적으로 0.25%), 에어로실 (Aerosil) R972 미립자 (fine-particle) 실리카 (통상적으로 0.12%), 또는 Zn 스테아레이트 (통상적으로 0.15%), 또는 대전방지제으로 코팅할 수 있다.
제1단계에서, 열기 (hot air) 또는 증기 (steam)를 이용하여 본 발명의 팽창성 스티렌 중합체 펠렛을 전발포 (prefoam)하여 밀도가 8 내지 100　g/l 범위인 발포체 비드를 얻을 수 있으며, 제2단계에서 물질을 폐쇄된 몰드 중에 융합하여 성형된 발포체를 얻을 수 있다.
팽창성 폴리스티렌 비드를 가공하여 밀도가 8 내지 200　g/l, 바람직하게는 from 10 내지 50　g/l인 폴리스티렌 발포체를 얻을 수 있다. 이를 위하여, 팽창성 비드를 전발포할 수 있다. 이는 대부분 전발포제 (prefoamer)로 알려진 것 중에서 증기로 비드를 가열함으로써 일어난다. 그후, 얻어진 전발포된 비드를 융합하여 몰딩을 얻는다. 이를 위하여, 전발포된 비드를 폐쇄되지 않고 가스가 새지 않는 밀봉을 얻고, 증기로 처리되어 있는 몰드 내로 도입한다. 냉각 후에, 몰딩을 제거할 수 있다.
실시예 1-3:
초기 260℃에서 190℃의 온도로 냉각한 후에, 발포제 (83　ml/g의 점도수 (viscosity number) VN, MW = 220 000　g/mol, 다분산성 Mw/Mn = 2.8, 및 7 중량%의 n-펜탄을 갖는 바스프 악티엔게젤샤프트 (BASF Aktiengesellschaft)로부터의 PS　148G)를 포함하는 폴리스티렌 용융물의 주류 내로 측류 (sidestream) 압출기를 통하여 폴리스티렌 용융물 중의 미리 혼합된 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-옥시드 (DOP)를 표 1 (폴리스티렌 기준으로 중량 백분율로 첨가되는 양)에 기재된 바와 같이 공급하였다. 얻어진 폴리스티렌 용융물을 32개의 홀 (직경 0.75　mm)을 갖는 다이 플레이트를 통하여 60　kg/h로 전달하였다. 좁은 크기 분포를 갖는 밀집한 펠렛을 압력하 수중 펠렛화 (underwater pelletization)에 의하여 제조하였다.
실시예 4
헥사브로모시클로데칸 (HBCD, EPS 펠렛 기준으로 0.2 중량%)을 또한 측류 압출기로 공급하는 것을 제외하고는 실시예 3을 반복하였다.
실시예 5
디쿠밀 퍼옥시드 (EPS 펠렛 기준으로 0.5 중량%)을 또한 측류 압출기로 공급하는 것을 제외하고는 실시예 3을 반복하였다.
실시예 6
4.55　kg의 폴리스티렌 (바스프로부터의 PS　158K)을 15.03　kg의 스티렌 중에 용해시키고, 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-옥시드 (DOP) (스티렌 및 폴리스티렌의 전체 양 기준으로 10 중량%)으로 처리하였다. 또한, 45.6　g의 디쿠밀 퍼옥시드 및 18.1　g의 디벤조일 퍼옥시드를 첨가하였다. 유기상을 50　l의 교반탱크 중에서 19.5　l의 탈염수 (demineralized water) 내로 도입하였다. 수성상은 69.8　g의 소듐 파이로포스페이트 및 129.5　g의 마그네슘 술페이트를 포함한다. 그후, 현탁액을 80℃로 가열하였다. 140분 후에, 3.51　g의 유화제 K30 (Bayer AG)를 첨가하였다. 추가의 30분 후에, 1175　g의 펜탄을 공급하고, 중합을 134℃에서 완결하였다. 얻어진 EPS 비드는 1.2　mm의 평균 직경을 가졌다.
실시예에서 얻어진 EPS 펠렛을 증기 흐름 중에서 약 15　g/l의 밀도를 갖는 발포체 비드로 전발포하고, 24시간 동안 중간 저장소에 위치시킨 후, 증기를 이용한 가스가 새지 않는 몰드 중에서 융합하여 발포체 몰딩을 얻었다.
화재 거동을 연구하기 전에, 시험 표본을 72 시간 이상 동안 저장하였다. 화재 거동의 측정을 위하여, 발포체 몰딩을 수평 화재 시험에서 2초 동안 분센 버너 불꽃에 노출시킨 후, 불꽃으로부터 제거하였다. 후불꽃 시간을 측정하였다.
실시예 DOP [%] 후불꽃 시간 [초]
1 25 1
2 15 3
3 10 10
4 10 3
5 10 6
6 10 10

Claims (11)

  1. 난연제로서 하기 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 포함하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체 (halogen-free, flame-retardant polymer foam):
    <화학식 I>
    Figure 112007026966617-PCT00002
    여기서,
    R1, R2, 및 R3은 서로 독립적으로 H, 치환 또는 비치환 C1-C15-알킬, 치환 또는 비치환 C1-C15-알케닐, 치환 또는 비치환 C3-C8-시클로알킬, 치환 또는 비치환 C6-C18-아릴, 또는 치환 또는 비치환 C7-C30-알킬아릴이다.
  2. 제1항에 있어서, 난연제로서 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌 10-옥시드 또는 그의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 포함하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 발포체 기준으로 0.5 내지 25 중량% 범 위의 양의 화학식 I의 인 화합물을 포함하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밀도가 8 내지 200　g/l 범위인 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 80% 초과의 셀이 폐쇄된 셀인 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체로서 스티렌 중합체를 포함하는 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체.
  7. 난연제로서 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 사용하는 것을 포함하는, 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS) 또는 난연성 압출된 스티렌 중합체 발포체 (XPS)의 제조 방법.
  8. a) 유기 발포제 (organic blowing agent) 및 1-25 중량%의 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 스티렌 중합체 용융물 내로 150℃ 이상의 온도에서 정적 또는 동적 혼합기로 혼합하여 도입하는 단계,
    b) 발포제를 포함하는 스티렌 중합체 용융물을 120℃ 이상의 온도로 냉각하 는 단계,
    c) 다이 출구의 직경이 1.5 mm 이하인 홀을 갖는 다이 플레이트를 통하여 배출하는 단계, 및
    d) 발포제를 포함하는 용융물을 1 내지 20　bar 범위의 압력에서 물 아래의 다이 플레이트의 하류로 직접 펠렛화하는 단계
    를 포함하는, 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)의 제조 방법.
  9. 난연제로서 화학식 I의 인 화합물 또는 화학식 I의 인 화합물의 가수분해 생성물 또는 금속 염을 사용하는 것을 포함하는, 유기 발포제 및 난연제의 존재시에 수성 현탁액 중의 스티렌의 중합을 통한 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS)의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따라서 얻을 수 있는, 할로겐이 없는 난연성 팽창성 스티렌 중합체 (EPS).
  11. 제1단계에서 열기 또는 증기를 이용하여 제10항에 따른 팽창성 스티렌 중합체를 전발포하여 밀도가 8 내지 200　g/l 범위인 발포체 비드를 얻고, 제2단계에서, 물질을 폐쇄 몰드 중에서 융합하는 것을 포함하는, 제1항에 따른 할로겐이 없는 난연성 중합체 발포체의 제조 방법.
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