KR20090028644A - Flame retardant extruded polystyrene foam compositions - Google Patents

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킴벌리 에이 맥스웰
윌리엄 제이 주니어 레이만
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알베마를 코포레이션
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Abstract

Extrudable polystyrene foam compositions having flame retardant properties, flame retardant extruded polystyrene foams, methods of making such foams, and products comprising such compositions and foams are provided. A flame-retarded extruded polystyrene foam contains a flame retardant compound having the structure.: Formula (I)

Description

난연성 압출된 폴리스티렌 발포체 조성물{FLAME RETARDANT EXTRUDED POLYSTYRENE FOAM COMPOSITIONS}Flame retardant extruded polystyrene foam composition {FLAME RETARDANT EXTRUDED POLYSTYRENE FOAM COMPOSITIONS}

본 발명은 난연성 조성물 및 이로부터 형성된 압출된 폴리스티렌 발포체 (extruded polystyrene foam) 에 관한 것이다. The present invention relates to a flame retardant composition and an extruded polystyrene foam formed therefrom.

스티렌 중합체 조성물 및 발포체, 예컨대 압출된 폴리스티렌 발포체는 성형품, 페인트, 필름 코팅재, 및 잡화의 제조에 광범위하게 사용된다. 압출된 폴리스티렌 발포체는 우수한 절연성 및 고 압축 강도를 제공하는 완전히 폐쇄된 셀 (cell) 이 특징적이다.Styrene polymer compositions and foams, such as extruded polystyrene foam, are widely used in the manufacture of molded articles, paints, film coatings, and sundries. Extruded polystyrene foam is characterized by a fully closed cell that provides good insulation and high compressive strength.

압출된 폴리스티렌 발포체는, 전형적으로 스티렌 중합체, 난연성 화합물 및 발포제 (blowing agent) 를 배합하고, 생성된 혼합물을 발포체를 형성하도록 다이 (die) 를 통해 압출함으로써 제조된다. 절연 물질로서 사용되는 경우에는, 셀 구조에 공간 또는 공기 통로를 형성하는 것을 피하는 것이 중요하다.Extruded polystyrene foam is typically prepared by combining a styrene polymer, a flame retardant compound and a blowing agent and extruding the resulting mixture through a die to form a foam. When used as an insulating material, it is important to avoid forming spaces or air passages in the cell structure.

일부 제품 적용을 위해, 이러한 조성물 및 발포체의 가연성을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 압출된 폴리스티렌 발포체에 사용하기 위한 난연성 화합물은 열 안정성, 폴리스티렌 중 상당한 혼화성, 및 높은 난연성을 포함하는 여러 요건을 필요로 한다. 난연성 화합물은 또한 발포 공정을 방해해서는 안된다. 예를 들어, 브롬화 난연제가, 난연제 분해로 인해 HBr 의 기체 배출 (off-gassing) 을 보인다면, 일관되게 밀폐된 셀 구조를 유지하기가 곤란할 수 있다. 따라서, 난연제는 압출 및 발포 조건 하에서 적은 열 HBr 방출을 나타내야 한다. 더욱이, 난연제 분해로 인한 상당량의 HBr 의 기체 배출은 폴리스티렌의 분자량을 감소시킬 수 있다. 이론에 얽매이지 않길 바라지만, HBr 은 폴리스티렌 사슬의 절단을 야기하는 브롬 라디칼을 형성한다고 여겨진다.For some product applications, it may be desirable to reduce the flammability of such compositions and foams. Flame retardant compounds for use in extruded polystyrene foams require several requirements including thermal stability, significant miscibility in polystyrene, and high flame retardancy. Flame retardant compounds should also not interfere with the foaming process. For example, if brominated flame retardants exhibit off-gassing of HBr due to flame retardant decomposition, it may be difficult to maintain a consistently closed cell structure. Therefore, the flame retardant should exhibit low thermal HBr release under extrusion and foaming conditions. Moreover, significant HBr gas emissions due to flame retardant decomposition can reduce the molecular weight of polystyrene. While not wishing to be bound by theory, it is believed that HBr forms bromine radicals that cause the cleavage of polystyrene chains.

할로겐화 난연성 화합물이 다양한 중합체에서 사용되는 것이 제안되어 왔다. 예를 들어, 각각 그 전체가 참조로서 삽입되는, 미국 특허 제 3,784,509 호; 제 3,868,388 호; 제 3,903,109 호; 제 3,915,930 호; 및 제 3,953,397 호를 참조한다. 상기 화합물은 전형적으로, 지방족, 지환족 또는 방향족이다. 지방족 할로겐화 화합물은 더 용이하게 쪼개지기 때문에 더욱 효율적인 것으로 공지되어 있다. 동시에, 상기 화합물은 방향족 할로겐화 난연제보다 온도에 덜 저항적이다. 따라서, 지방족 할로겐화 난연제의 사용은 가공 온도가 매우 낮은 경우로만 종종 제한된다. 문헌 [Mack, A. G., Kirk Othmer Chemical Encyclopedia, Flame Retardants , Halogenated Section 4, Online Posting Date: September 17, 2004]을 참조한다. 그러나, 화합물이 제공된 용도로 적합한지의 여부는, 중합체 및 혼화 방법에 좌우된다. 문헌 [Troitzsch, J. H., Overview of Flame Retardants: Fire and Fire Safety, Markets and Applications, Mode of Action and Main Families, Role in Fire Gases and Residues, Chimica Ogi / Chemistry Today, Vol. 16, Jan/Feb 1998]을 참조한다.It has been proposed to use halogenated flame retardant compounds in various polymers. For example, US Pat. No. 3,784,509, each of which is incorporated by reference in its entirety; 3,868,388; 3,868,388; 3,903,109; 3,903,109; 3,915,930; And 3,953,397. The compound is typically aliphatic, cycloaliphatic or aromatic. Aliphatic halogenated compounds are known to be more efficient because they break more easily. At the same time, the compounds are less resistant to temperature than aromatic halogenated flame retardants. Therefore, the use of aliphatic halogenated flame retardants is often limited only to very low processing temperatures. Mack, AG, Kirk Othmer Chemical Encyclopedia, Flame Retardants , Halogenated Section 4 , Online Posting Date: September 17, 2004. However, whether a compound is suitable for a given use depends on the polymer and the method of blending. Troitzsch, JH, Overview of Flame Retardants: Fire and Fire Safety, Markets and Applications, Mode of Action and Main Families, Role in Fire Gases and Residues, Chimica Ogi / Chemistry Today , Vol. 16, Jan / Feb 1998].

지방족 및 지환족 브롬화 화합물과 관련된 제한에도 불구하고, 이러한 화합물을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 너무 강건해서 원하는 온도에서 분해할 수 없는 다수의 방향족 브롬화 화합물과는 달리, 지방족 및 지환족 브롬화 화합물은 원하는 온도에서 효과적이다. 또한, 중합체 발포체는 전형적으로 원하는 효과를 이루는데 요구되는 고 하중을 견딜 수 없다.Despite the limitations associated with aliphatic and cycloaliphatic brominated compounds, it may be desirable to use such compounds. Unlike many aromatic brominated compounds that are too hard to decompose at the desired temperature, aliphatic and cycloaliphatic brominated compounds are effective at the desired temperature. In addition, polymer foams typically cannot withstand the high loads required to achieve the desired effect.

따라서, 폴리스티렌 또는 생성 발포체에 악영향을 끼치지 않고 높은 처리 온도에서 원하는 효능을 달성하는, 압출된 폴리스티렌 발포체에 사용되기에 적합한 지방족 및/또는 지환족 브롬을 함유하는 난연성 화합물이 요구된다. Accordingly, there is a need for flame retardant compounds containing aliphatic and / or cycloaliphatic bromines suitable for use in extruded polystyrene foams that achieve the desired efficacy at high processing temperatures without adversely affecting the polystyrene or the resulting foam.

폴리스티렌 또는 생성 발포체에 악영향을 끼치지 않고 높은 처리 온도에서 원하는 효능을 달성하는, 압출된 폴리스티렌 발포체에 사용되기에 적합한 지방족 및/또는 지환족 브롬을 함유하는 난연성 화합물이 요구된다. There is a need for flame retardant compounds containing aliphatic and / or cycloaliphatic bromines suitable for use in extruded polystyrene foams that achieve the desired efficacy at high processing temperatures without adversely affecting the polystyrene or the resulting foams.

본 발명은 일반적으로 난연화 압출된 폴리스티렌 발포체에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 폴리스티렌 발포체는 하기의 구조를 갖는 난연성 화합물을 함유한다: The present invention relates generally to flame retardant extruded polystyrene foam. According to one aspect of the invention, the polystyrene foam contains a flame retardant compound having the structure:

Figure 112009007269490-PAT00002
Figure 112009007269490-PAT00002

본 발명의 한 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 0.1 내지 약 10 중량% 의 양으로 존재한다. 다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 0.5 내지 약 7 중량% 의 양으로 존재한다. 또 다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 1 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재한다. 또한 또 다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 3 내지 약 4 중량% 의 양으로 존재한다. In one aspect of the invention, the flame retardant compound is present in an amount from about 0.1 to about 10 weight percent of the foam. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 0.5 to about 7 weight percent of the foam. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 1 to about 5 weight percent of the foam. In yet another aspect, the flame retardant compound is present in an amount from about 3 to about 4 weight percent of the foam.

발포체는, 최초 전단 점성도가 19O℃ 에서 약 32 분 후에 약 15% 미만으로 감소하는 조성물로부터 형성될 수 있다. 한 측면에서, 발포체는 최초 전단 점 성도가 175℃ 에서 약 32 분 후에 약 10% 미만으로 감소하는 조성물로부터 형성될 수 있다. The foam may be formed from a composition in which the initial shear viscosity decreases to less than about 15% after about 32 minutes at 19O <0> C. In one aspect, the foam may be formed from a composition where the initial shear viscosity decreases to less than about 10% after about 32 minutes at 175 ° C.

발포체는, 폴리스티렌의 분자량 (Mw) 이, 난연성 화합물이 없는 동일한 조성물 내의 폴리스티렌의 약 90% 이상인 조성물로부터 형성될 수 있다. 또 다른 측면에서 발포체는, 폴리스티렌의 분자량 (Mw) 이, 난연성 화합물이 없는 동일한 조성물 내의 폴리스티렌의 약 95% 이상인 조성물로부터 형성될 수 있다.The foam may be formed from a composition wherein the molecular weight (M w ) of the polystyrene is at least about 90% of the polystyrene in the same composition without the flame retardant compound. In another aspect, the foam may be formed from a composition wherein the molecular weight (M w ) of the polystyrene is at least about 95% of the polystyrene in the same composition without the flame retardant compound.

발포체는 난연성 화합물을 함유하지 않는 동일한 폴리스티렌 발포체와 비교했을 때 약 1 내지 약 3 의 ΔE 를 가질 수 있다. 또 다른 측면에서는 발포체는 난연성 화합물을 함유하지 않는 동일한 폴리스티렌과 비교했을 때 약 1 의 ΔE 를 가질 수 있다. The foam may have a ΔE of about 1 to about 3 as compared to the same polystyrene foam that does not contain a flame retardant compound. In another aspect, the foam may have a ΔE of about 1 as compared to the same polystyrene that does not contain a flame retardant compound.

압출된 폴리스티렌 발포체는 제조품을 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 압출된 폴리스티렌 발포체는 열 단열재를 형성하는데 사용될 수 있다. Extruded polystyrene foam can be used to form articles of manufacture. For example, extruded polystyrene foam can be used to form thermal insulation.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 난연화 압출된 폴리스티렌 발포체는 난연성 화합물을 함유하며, 여기서 발포체는 하기 특징 중 하나 이상을 갖는다:According to another aspect of the invention, the flame retardant extruded polystyrene foam contains a flame retardant compound, wherein the foam has one or more of the following features:

(a) 발포체는, 최초 전단 점성도가 19O℃ 에서 약 32 분 후 약 15% 미만으로 감소하는 조성물로부터 형성됨;(a) the foam is formed from a composition in which the initial shear viscosity decreases to less than about 15% after about 32 minutes at 19O <0> C;

(b) 발포체는, 최초 전단 점성도가 175℃ 에서 약 32 분 후 약 10% 미만으로 감소하는 조성물로부터 형성됨;(b) the foam is formed from a composition in which the initial shear viscosity decreases to less than about 10% after about 32 minutes at 175 ° C .;

(c) 발포체는, 폴리스티렌의 분자량 (Mw) 이, 난연성 화합물이 없는 동일한 조성물 내의 폴리스티렌의 약 90% 이상인 조성물로부터 형성됨; 또는 (c) the foam is formed from a composition wherein the molecular weight (M w ) of the polystyrene is at least about 90% of the polystyrene in the same composition without the flame retardant compound; or

(d) 발포체는, 난연성 화합물을 함유하지 않는 동일한 폴리스티렌 발포체와 비교한 경우에, 약 1 내지 약 3 의 ΔE 를 가짐.(d) The foam has a ΔE of about 1 to about 3 when compared to the same polystyrene foam containing no flame retardant compound.

난연성 화합물은 지방족 브롬화 화합물, 지환족 화합물 또는 이의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 난연성 화합물은 하기일 수 있다:The flame retardant compound may be an aliphatic brominated compound, an alicyclic compound or a combination thereof. For example, the flame retardant compound can be:

Figure 112009007269490-PAT00003
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본 발명은 또한 하기 구조를 갖는 난연성 화합물을 함유하는 압출된 폴리스티렌 발포체도 고찰하였는데, 여기서 발포체에는 삼산화 안티몬이 실질적으로 없다:The present invention also contemplated an extruded polystyrene foam containing a flame retardant compound having the following structure, wherein the foam is substantially free of antimony trioxide:

Figure 112009007269490-PAT00004
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본 발명은 삼산화 안티몬이 실질적으로 없는 난연화 압출된 폴리스티렌 발포체의 제조 방법을 추가로 고찰하였는데, 상기 방법은 용융 폴리스티렌 수지 제공, 하기 구조를 갖는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 의 난연성 화합물과 상기 용융 폴리스티렌과의 용융 배합, 발포제를 용융 폴리스티렌에 첨가하여 난연성 폴리스티렌 조성물 형성 및 다이를 통한 난연성 폴리스티렌 조성물의 압출을 포함한다:The present invention further contemplated a process for preparing a flame retardant extruded polystyrene foam that is substantially free of antimony trioxide, the process comprising providing a molten polystyrene resin, from about 0.1% to about 10% by weight of a flame retardant compound having the structure Melt blending with molten polystyrene, adding a blowing agent to the molten polystyrene to form a flame retardant polystyrene composition and extruding the flame retardant polystyrene composition through a die:

Figure 112009007269490-PAT00005
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발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은 일반적으로 난연성을 갖는 압출성 폴리스티렌 발포체 (extrudable polystyrene foam) 조성물, 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체, 상기 발포체의 제조 방법, 및 상기 조성물 및 발포체를 포함하는 제품에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체 조성물은 폴리스티렌 및 하나 이상의 난연성 화합물을 포함한다. 임의로, 상기 조성물은 하나 이상의 상승제 (synergist), 안정화제, 또는 각종 기타 첨가제를 포함할 수 있다. The present invention generally relates to extrudable polystyrene foam compositions having flame retardancy, flame retardant extruded polystyrene foam, methods of making the foam, and articles comprising the composition and foam. According to one aspect of the invention, the flame retardant extruded polystyrene foam composition comprises polystyrene and one or more flame retardant compounds. Optionally, the composition may comprise one or more synergists, stabilizers, or various other additives.

본 발명의 난연성 화합물은 하기 구조를 갖는 화합물, 이의 호변이성체, 입체이성질체, 및 다형체 ("화합물 (I)" 로 총칭됨) 이다:Flame retardant compounds of the invention are compounds having the following structure, tautomers, stereoisomers, and polymorphs thereof (collectively referred to as "compound (I)"):

Figure 112009007269490-PAT00006
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난연성 조성물을 형성하기 위해 화합물 (I) 을 사용하면 열적으로 안정하고도 효과적인 폴리스티렌 발포체가 생성된다는 것을 발견하였다. 화합물 (I) 은 용이하게 용융 폴리스티렌 수지로 용융 배합되어 난연성 조성물을 형성한다. 가공 동안 분해하기 쉽고 발포체 품질을 저하시키는 다른 화합물과는 달리, 화합물 (I) 은 가공 동안 안정적이어서 폴리스티렌 발포체의 형성에 악영향을 끼치지 않는다. It has been found that the use of compound (I) to form a flame retardant composition results in a thermally stable and effective polystyrene foam. Compound (I) is easily melt blended into a molten polystyrene resin to form a flame retardant composition. Unlike other compounds that are easy to decompose during processing and degrade foam quality, compound (I) is stable during processing and does not adversely affect the formation of polystyrene foam.

본 발명의 한 측면에 따르면, 난연성 조성물은 19O℃ 에서 약 32 분 후 약 15% 미만으로 감소하는 최초 전단 점성도를 갖는다. 또 다른 측면에서 발포체는, 최초 전단 점성도가 175℃ 에서 약 32 분 후 약 10% 미만으로 감소하는 조성물로부터 형성될 수 있다.According to one aspect of the invention, the flame retardant composition has an initial shear viscosity that decreases to less than about 15% after about 32 minutes at 19O &lt; 0 &gt; C. In another aspect, the foam may be formed from a composition where the initial shear viscosity decreases to less than about 10% after about 32 minutes at 175 ° C.

발포체는, 폴리스티렌의 분자량 (Mw) 이, 난연성 화합물이 없는 동일한 조성물 내의 폴리스티렌의 약 90% 이상인 조성물로부터 형성될 수 있다. 한 측면에서 발포체는, 폴리스티렌의 분자량 (Mw) 이, 난연성 화합물이 없는 동일한 조성물 내의 폴리스티렌의 약 95% 이상인 조성물로부터 형성된다.The foam may be formed from a composition wherein the molecular weight (M w ) of the polystyrene is at least about 90% of the polystyrene in the same composition without the flame retardant compound. In one aspect, the foam is formed from a composition wherein the molecular weight (M w ) of the polystyrene is at least about 95% of the polystyrene in the same composition without the flame retardant compound.

추가로, 발포체의 색상은 상기 난연성 화합물 (I) 의 존재로 인해 크게 변경되지 않는다. 난연성 화합물이 없는 중합체와 비교할 경우, 발포체는 약 0 내지 약 10 의 ΔE 를 가질 수 있다. 한 측면에서, 발포체는 약 0 내지 약 5 의 ΔE 를 갖는다. 또 다른 측면에서, 발포체는 약 0 내지 약 3 의 ΔE 를 갖는다. 또 다른 측면에서, 발포체는 약 1 내지 약 3 의 ΔE 를 갖는다. 또 다른 측면에서 발포체는 난연성 화합물을 함유하지 않는 동일한 폴리스티렌 발포체와 비교시 약 1 의 ΔE 를 갖는다.In addition, the color of the foam does not change significantly due to the presence of the flame retardant compound (I). When compared to polymers without flame retardant compounds, the foam may have a ΔE of about 0 to about 10. In one aspect, the foam has a ΔE of about 0 to about 5. In another aspect, the foam has a ΔE of about 0 to about 3. In another aspect, the foam has a ΔE of about 1 to about 3. In another aspect the foam has a ΔE of about 1 compared to the same polystyrene foam that does not contain a flame retardant compound.

난연성 화합물은 전형적으로 조성물 내에 조성물의 약 0.1 내지 약 10 중량% 의 양으로 존재한다. 한 측면에서, 난연성 화합물은 조성물의 약 0.3 내지 약 8 중량% 의 양으로 존재한다. 다른 측면에서, 난연성 화합물은 중합체성 물질의 약 0.5 내지 약 7 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 난연성 화합물은 조성물의 약 1 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 난연성 화합물은 조성물의 약 3 내지 약 4 중량% 의 양으로 존재한다. 여기에 다양한 예시 범위가 주어져 있으나, 사용되는 난연성 화합물의 정확한 양은 원하는 난연성 (flame retardancy) 의 정도, 사용되는 구체적인 중합체, 및 생성된 제품의 최종 용도에 좌우되는 것으로 이해될 것이다. The flame retardant compound is typically present in the composition in an amount of about 0.1 to about 10 weight percent of the composition. In one aspect, the flame retardant compound is present in an amount from about 0.3 to about 8 weight percent of the composition. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 0.5 to about 7 weight percent of the polymeric material. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 1 to about 5 weight percent of the composition. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 3 to about 4 weight percent of the composition. While various example ranges are given here, it will be understood that the exact amount of flame retardant compound used will depend upon the degree of flame retardancy desired, the specific polymer used, and the end use of the resulting product.

본 발명의 압출된 발포체는 스티렌 중합체로부터 형성된다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 스티렌 중합체에는 비닐 방향족 단량체, 즉 불포화 부분 및 방향족 부분을 갖는 단량체의 동종중합체 및 공중합체가 포함된다. The extruded foam of the present invention is formed from styrene polymers. Styrene polymers that can be used according to the invention include homopolymers and copolymers of vinyl aromatic monomers, ie monomers having unsaturated and aromatic moieties.

본 발명의 한 측면에 의하면, 비닐 방향족 단량체는 하기 화학식을 갖는다:According to one aspect of the invention, the vinyl aromatic monomer has the formula:

Figure 112009007269490-PAT00007
Figure 112009007269490-PAT00007

[식 중,[In the meal,

R 은 수소 또는 탄소수 1 내지 4 의 알킬기이고, Ar 은 탄소수 약 6 내지 약 10 의 방향족 기 (각종 알킬 및 할로-고리-치환된 방향족 단위를 포함함) 이다]. 이러한 비닐 방향족 단량체의 예에는, 이에 제한되지는 않지만, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 오르소-메틸스티렌, 메타-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, 파라-에틸스티렌, 이소프로페닐톨루엔, 이소프로페닐나프탈렌, 비닐 톨루엔, 비닐 나프탈렌, 비 닐 비페닐, 비닐 안트라센, 디메틸스티렌, t-부틸스티렌, 몇몇 클로로스티렌 (예컨대, 모노- 및 디클로로-변형체), 및 몇몇 브로모스티렌 (예컨대, 모노-, 디브로모- 및 트리브로모-변형체) 이 포함된다.R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and Ar is an aromatic group having about 6 to about 10 carbon atoms (including various alkyl and halo-ring-substituted aromatic units). Examples of such vinyl aromatic monomers include, but are not limited to, styrene, alpha-methylstyrene, ortho-methylstyrene, meta-methylstyrene, para-methylstyrene, para-ethylstyrene, isopropenyltoluene, isopropenyl Naphthalene, vinyl toluene, vinyl naphthalene, vinyl biphenyl, vinyl anthracene, dimethylstyrene, t-butylstyrene, some chlorostyrenes (eg mono- and dichloro-modifiers), and some bromostyrenes (eg mono-, di Bromo- and tribromo-variants).

본 발명의 한 측면에 따르면, 단량체는 스티렌이다. 폴리스티렌은 당업계에 공지된, 벌크 (bulk) 또는 괴상, 용액, 현탁 또는 에멀젼 중합 기법에 의해 용이하게 제조된다. 중합은 자유 라디칼, 양이온성 또는 음이온성 개시제, 예컨대 디-t-부틸 퍼옥시드, 아조-비스(이소부티로니트릴), 디-벤조일 퍼옥시드, t-부틸 퍼벤조에이트, 디큐밀 퍼옥시드, 칼륨 퍼술페이트, 알루미늄 트리클로라이드, 붕소 트리플루오라이드, 에테레이트 착물, 티탄 테트라클로라이드, n-부틸리튬, t-부틸리튬, 큐밀칼륨, 1,3-트리리티오시클로헥산 등의 존재 하에서 실시할 수 있다. 단독 또는 스티렌과 공중합가능한 하나 이상의 단량체의 존재 하에서의 스티렌의 중합에 관한 추가적인 세부사항은 익히 공지되어 있어, 여기서 상세히 설명하지 않는다. According to one aspect of the invention, the monomer is styrene. Polystyrene is readily prepared by bulk or bulk, solution, suspension or emulsion polymerization techniques known in the art. The polymerization can be carried out with free radical, cationic or anionic initiators such as di-t-butyl peroxide, azo-bis (isobutyronitrile), di-benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, dicumyl peroxide, potassium Persulfate, aluminum trichloride, boron trifluoride, etherate complex, titanium tetrachloride, n-butyllithium, t-butyllithium, cumyl potassium, 1,3-tririthiocyclohexane, etc. . Further details regarding the polymerization of styrene either alone or in the presence of one or more monomers copolymerizable with styrene are well known and are not described here in detail.

폴리스티렌은 전형적으로 약 1,000 이상의 분자량을 가진다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 폴리스티렌은 약 50,000 이상의 분자량을 가진다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 폴리스티렌은 약 150,000 내지 약 500,000 의 분자량을 가진다. 그러나, 적합하거나 또는 원할 경우, 더 큰 분자량을 갖는 폴리스티렌이 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. Polystyrene typically has a molecular weight of at least about 1,000. According to one aspect of the invention, the polystyrene has a molecular weight of at least about 50,000. According to another aspect of the invention, the polystyrene has a molecular weight of about 150,000 to about 500,000. However, it will be understood that if appropriate or desired, polystyrenes having a higher molecular weight can be used.

본 발명의 난연성 조성물은 임의로 상승제를 포함할 수 있다. 상승제는 일반적으로 조성물의 약 0.01 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 한 측면에서, 상승제는 조성물의 약 0.05 내지 약 3 중량% 의 양으로 존재한다. 다른 측면에서, 상승제는 조성물의 약 0.1 내지 약 1 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 상승제는 조성물의 약 0.1 내지 약 0.5 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 상승제는 조성물의 약 0.4 중량% 의 양으로 존재한다.The flame retardant composition of the present invention may optionally comprise a synergist. The synergist may generally be present in an amount from about 0.01 to about 5 weight percent of the composition. In one aspect, the synergist is present in an amount from about 0.05 to about 3 weight percent of the composition. In another aspect, the synergist is present in an amount from about 0.1 to about 1 weight percent of the composition. In another aspect, the synergist is present in an amount from about 0.1 to about 0.5 weight percent of the composition. In another aspect, the synergist is present in an amount of about 0.4% by weight of the composition.

상승제의 총량 대 난연성 화합물의 총량의 비는 약 1:1 내지 약 1:7 일 수 있다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 상승제의 총량 대 난연성 화합물의 총량의 비는 약 1:2 내지 약 1:4 이다. 본 발명에 따라 사용하기에 적합할 수 있는 상승제의 예에는, 이에 제한되지는 않지만, 디큐밀 퍼옥시드, 산화철 (II), 아연 산화물, 아연 붕산염, 및 V 족 원소의 산화물, 예를 들어, 비스무트, 비소, 인 및 안티몬의 산화물이 포함된다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 상승제는 디큐밀이다.The ratio of the total amount of synergist to the total amount of flame retardant compounds can be from about 1: 1 to about 1: 7. According to one aspect of the invention, the ratio of the total amount of synergist to the total amount of flame retardant compounds is from about 1: 2 to about 1: 4. Examples of synergists that may be suitable for use in accordance with the present invention include, but are not limited to, dicumyl peroxide, iron (II) oxide, zinc oxide, zinc borate, and oxides of group V elements, for example, Oxides of bismuth, arsenic, phosphorus and antimony. According to one aspect of the invention, the synergist is dicumyl.

그러나, 여기에서 상승제의 사용을 설명하였으나, 효과적인 난연성 조성물을 얻기 위해 상승제가 필요하지 않음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 한 측면에 따르면, 난연성 조성물에는 실질적으로 상승제가 없다. 본 발명의 다른 측면에 따르면, 난연성 조성물에는 실질적으로 안티몬 화합물이 없다. 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 조성물은 상승제를 포함하나, 실질적으로 삼산화 안티몬이 없다. However, while the use of synergists has been described herein, it will be appreciated that no synergists are required to obtain effective flame retardant compositions. Thus, according to one aspect of the invention, the flame retardant composition is substantially free of synergists. According to another aspect of the invention, the flame retardant composition is substantially free of antimony compounds. According to another aspect of the invention, the composition comprises a synergist but is substantially free of antimony trioxide.

본 발명의 난연성 발포체는 임의로 열 안정화제를 포함한다. 열 안정화제의 예에는, 이에 제한되지는 않지만, 제올라이트; 히드로탈시트; 탈크; 유기주석 안정화제, 예를 들어, 부틸 주석, 옥틸 주석, 및 메틸 주석 메르캅티드, 부틸 주석 카르복실레이트, 옥틸 주석 말레에이트, 디부틸 주석 말레에이트; 에폭시 유도체; 중합체성 아크릴계 결합제; 금속 산화물, 예를 들어, ZnO, CaO 및 MgO; 혼합 금속 안정화제, 예를 들어, 아연, 칼슘/아연, 마그네슘/아연, 바륨/아연 및 바륨/칼슘/아연 안정화제; 금속 카르복실레이트, 예를 들어, 아연, 칼슘, 바륨 스테아레이트 또는 기타 장쇄 카르복실레이트; 금속 포스페이트, 예를 들어, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 또는 아연; 또는 이들의 임의의 조합물이 포함된다. Flame retardant foams of the invention optionally comprise a heat stabilizer. Examples of heat stabilizers include, but are not limited to, zeolites; Hydrotalcite; Talc; Organotin stabilizers such as butyl tin, octyl tin, and methyl tin mercaptide, butyl tin carboxylate, octyl tin maleate, dibutyl tin maleate; Epoxy derivatives; Polymeric acrylic binders; Metal oxides such as ZnO, CaO and MgO; Mixed metal stabilizers such as zinc, calcium / zinc, magnesium / zinc, barium / zinc and barium / calcium / zinc stabilizers; Metal carboxylates such as zinc, calcium, barium stearate or other long chain carboxylates; Metal phosphates such as sodium, calcium, magnesium, or zinc; Or any combination thereof.

열 안정화제는 일반적으로 난연성 화합물의 약 0.01 내지 약 10 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 한 측면에서, 열 안정화제는 난연성 화합물의 약 0.3 내지 약 10 중량% 의 양으로 존재한다. 다른 측면에서, 열 안정화제는 난연성 화합물의 약 0.5 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 열 안정화제는 난연성 화합물의 약 1 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 열 안정화제는 난연성 화합물의 약 2 중량% 의 양으로 존재한다. The heat stabilizer may generally be present in an amount from about 0.01 to about 10 weight percent of the flame retardant compound. In one aspect, the heat stabilizer is present in an amount from about 0.3 to about 10 weight percent of the flame retardant compound. In another aspect, the heat stabilizer is present in an amount from about 0.5 to about 5 weight percent of the flame retardant compound. In another aspect, the heat stabilizer is present in an amount from about 1 to about 5 weight percent of the flame retardant compound. In another aspect, the heat stabilizer is present in an amount of about 2% by weight of the flame retardant compound.

본 발명의 조성물 및 발포체에 사용될 수 있는 기타 첨가제에는, 예를 들어, 압출 보조제 (예를 들어, 바륨 스테아레이트 또는 칼슘 스테아레이트), 또는 디큐밀 화합물 및 유도체, 염료, 안료, 충전제, 열 안정화제, 산화방지제, 정전기방지제, 강화제 (reinforcing agent), 금속 스캐빈저 (scavenger) 또는 비활성화제, 충격 조절제, 가공 보조제, 금형 이형제 (mold release agent), 윤활제, 블로킹 방지제, 기타 난연제, 기타 열 안정화제, 산화방지제, UV 안정화제, 가소제, 유동 보조제 (flow aid), 및 유사 물질이 포함된다. 원하는 경우, 핵형성제 (예를 들어, 탈크, 칼슘 실리케이트, 또는 인디고) 를 폴리스티렌 조성물 내에 포함시켜 셀 크 기를 조절할 수 있다.Other additives that may be used in the compositions and foams of the present invention include, for example, extrusion aids (eg, barium stearate or calcium stearate), or dicumyl compounds and derivatives, dyes, pigments, fillers, heat stabilizers , Antioxidants, antistatic agents, reinforcing agents, metal scavengers or deactivators, impact modifiers, processing aids, mold release agents, lubricants, antiblocking agents, other flame retardants, other thermal stabilizers , Antioxidants, UV stabilizers, plasticizers, flow aids, and similar materials. If desired, nucleating agents (eg, talc, calcium silicate, or indigo) can be included in the polystyrene composition to control cell size.

본 발명의 난연성 조성물은 난연성 폴리스티렌 발포체, 예를 들어, 압출된 폴리스티렌 발포체를 형성하는데 사용될 수 있다. 난연성 폴리스티렌 발포체는 당업계에 공지된 임의의 적합한 공정으로 제조될 수 있다. 이러한 발포체는 열 단열재를 포함하지만 이에 제한되지는 않는 다수의 목적을 위해 사용될 수 있다. The flame retardant compositions of the invention can be used to form flame retardant polystyrene foams, for example extruded polystyrene foams. Flame retardant polystyrene foam can be prepared by any suitable process known in the art. Such foams can be used for a number of purposes, including but not limited to thermal insulation.

한 예시 절차에는 압출기 내 폴리스티렌 수지를 용융하는 것이 포함된다. 이어서, 혼합기, 예를 들어 회전자 상 스터드 (stud) 가 맞물린 스터드화 내면을 갖는 보호물 (housing) 내에 스터드화 회전자가 둘러싸인 회전식 혼합기에, 상기 용융된 수지를 옮긴다. 용융된 수지 및 휘발성 기포제 (foaming agent) 또는 발포제를 혼합기의 입구 말단에 공급하고, 출구 말단으로부터 배출시키는데, 일반적으로는 축 방향으로 유동한다. 혼합기로부터, 겔을 냉각기를 거치게 하고, 냉각기에서 일반적으로 직사각형 판을 압출하는 다이로 통과시킨다. 상기 절차는 예를 들어 그 전체가 참조로서 삽입된 미국 특허 제 5,011,866 호에 기술되어 있다. 기타 절차, 예컨대 그 각각의 전체가 참조로 삽입된 미국 특허 제 3,704,083 호 및 제 5,011,866 호에 기술된 절차에는, 대기압이하, 대기압 및 초대기압 조건 하에서 발포체가 압출 및 발포되는 시스템의 용도가 포함되어 있다. 적합한 발포 공정의 기타 예는, 예를 들어 각각 그 전체가 참조로 삽입된 미국 특허 제 2,450,436 호; 제 2,669,751 호; 제 2,740,157 호; 제 2,769,804 호; 제 3,072,584 호; 및 제 3,215,647 호에 나타난다.One example procedure involves melting the polystyrene resin in the extruder. The molten resin is then transferred to a mixer, for example a rotary mixer surrounded by a studded rotor in a housing having a studded inner surface with the rotor phase studs engaged. Molten resin and volatile foaming agent or blowing agent are fed to the inlet end of the mixer and discharged from the outlet end, generally flowing axially. From the mixer, the gel is passed through a cooler, which is passed through a die, which generally extrudes a rectangular plate. This procedure is described, for example, in US Pat. No. 5,011,866, which is incorporated by reference in its entirety. Other procedures, such as those described in US Pat. Nos. 3,704,083 and 5,011,866, each of which is incorporated by reference in its entirety, include the use of systems in which foams are extruded and foamed under subatmospheric, atmospheric and superatmospheric conditions. . Other examples of suitable foaming processes are described, for example, in US Pat. Nos. 2,450,436, each of which is incorporated by reference in its entirety; 2,669,751; 2,740,157; 2,740,157; 2,769,804; 2,769,804; 3,072,584; 3,072,584; And 3,215,647.

다양한 기포제 또는 발포제가 본 발명의 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체를 제조하는데 사용될 수 있다. 적합한 물질의 예는, 그 전체가 본원에 참조로서 삽입되는 미국 특허 제 3,960,792 호에 제공되어 있다. 예를 들어, 에탄, 에틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부틸렌, 이소부탄, 펜탄, 네오펜탄, 이소펜탄, 헥산, 헵탄, 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 지방족 탄화수소; 휘발성 할로탄소 및/또는 할로탄화수소 (halohydrocarbon), 예컨대 메틸 클로라이드, 클로로플루오로메탄, 브로모클로로디플루오로메탄, 1,1,1-트리플루오로에탄, 1,1,1,2-테트라플루오로에탄, 디클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 클로로트리플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 유사(sym)-테트라클로로디플루오로에탄, 1,2,2-트리클로로-1,1,2-트리플루오로에탄, 유사(sym)-디클로로테트라플루오로에탄; 휘발성 테트라알킬실란, 예컨대 테트라메틸실란, 에틸트리메틸실란, 이소프로필트리메틸실란, 및 n-프로필트리메틸실란, 및 이들의 임의의 혼합물을 포함하는 휘발성 탄소-함유 화학 물질이 이러한 목적을 위해 광범위하게 사용된다. 플루오르-함유 발포제의 일례는 상표명 HFC-152a (FORMACEL Z-2, E.I. duPont de Nemours and Co.) 으로 제공되는 1,1-디플루오로에탄이다. 미세하게 분할된 옥수수속대와 같은 함수 (water-containing) 식물성 물질이 또한 발포제로서 사용될 수 있다. 그 전체가 본원에 참조로서 삽입되는 미국 특허 제 4,559,367 호에 기재된 바와 같이, 이러한 식물성 물질은 또한 충전제로서도 사용될 수 있다. 이산화탄소는 또한 발포제로서, 또는 이의 구성성분으로서 사용될 수 있다. 이산화탄소를 발포제로서 사용하는 방법은 예를 들어, 각각 그 전체가 본원에 참조로서 삽입되는, 미국 특허 제 5,006,566 호; 제 5,189,071 호; 제 5,189,072 호; 및 제 5,380,767 호에 기재되어 있다. 발포제 및 발포제 혼합물의 다른 예에는, 질소, 아르곤, 또는 이산화탄소를 함유하거나 함유하지 않은 물이 포함된다. 원할 경우, 이러한 발포제 또는 발포제 혼합물을, 적당한 휘발성이 있는 에테르, 탄화수소 또는 알콜과 혼합할 수 있다. 예를 들어, 그 전체가 본원에 참조로서 삽입되는 미국 특허 제 6,420,442 호를 참조한다.Various foaming or blowing agents can be used to make the flame retardant extruded polystyrene foam of the present invention. Examples of suitable materials are provided in US Pat. No. 3,960,792, which is incorporated herein by reference in its entirety. Aliphatic hydrocarbons including, for example, ethane, ethylene, propane, propylene, butane, butylene, isobutane, pentane, neopentane, isopentane, hexane, heptane, and any mixtures thereof; Volatile halocarbons and / or halohydrocarbons such as methyl chloride, chlorofluoromethane, bromochlorodifluoromethane, 1,1,1-trifluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoro Roethane, dichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, chlorotrifluoromethane, trichlorofluoromethane, sym-tetrachlorodifluoroethane, 1,2,2-trichloro-1,1 , 2-trifluoroethane, sym-dichlorotetrafluoroethane; Volatile tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane, ethyltrimethylsilane, isopropyltrimethylsilane, and n-propyltrimethylsilane, and any mixtures thereof, are widely used for this purpose. . One example of a fluorine-containing blowing agent is 1,1-difluoroethane provided under the trade name HFC-152a (FORMACEL Z-2, E.I. duPont de Nemours and Co.). Water-containing vegetable materials, such as finely divided corncobs, may also be used as blowing agents. Such vegetable materials can also be used as fillers, as described in US Pat. No. 4,559,367, which is hereby incorporated by reference in its entirety. Carbon dioxide can also be used as blowing agent or as a component thereof. Methods of using carbon dioxide as a blowing agent include, for example, US Pat. No. 5,006,566, each of which is incorporated herein by reference in its entirety; 5,189,071; 5,189,071; 5,189,072; 5,189,072; And 5,380,767. Other examples of blowing agents and blowing agent mixtures include water with or without nitrogen, argon, or carbon dioxide. If desired, such blowing agents or mixtures of blowing agents can be mixed with ethers, hydrocarbons or alcohols with suitable volatility. See, for example, US Pat. No. 6,420,442, which is incorporated herein by reference in its entirety.

압출된 폴리스티렌 발포체는 전형적으로 각종 구성성분 및 첨가제를, 발포체 형성에 사용되는 조성물과 관련하여 앞서 기술한 상대적인 양으로 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 발명의 압출된 폴리스티렌 발포체는 난연성 화합물을, 발포체의 약 0.1 내지 약 10 중량% 의 양으로 함유할 수 있다. 한 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 0.3 내지 약 8 중량% 의 양으로 존재한다. 다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 0.5 내지 약 7 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 1 내지 약 5 중량% 의 양으로 존재한다. 또다른 측면에서, 난연성 화합물은 발포체의 약 3 내지 약 4 중량% 의 양으로 존재한다. 여기에 특정 범위 및 양을 기재하였으나, 발포체 중 구성성분의 기타 상대적인 양은 본 발명에 의해 고찰되는 것으로 이해될 것이다. Extruded polystyrene foam can typically include various components and additives in the relative amounts described above with respect to the composition used to form the foam. Thus, for example, the extruded polystyrene foam of the present invention may contain a flame retardant compound in an amount of about 0.1 to about 10 weight percent of the foam. In one aspect, the flame retardant compound is present in an amount from about 0.3 to about 8 weight percent of the foam. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 0.5 to about 7 weight percent of the foam. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount from about 1 to about 5 weight percent of the foam. In another aspect, the flame retardant compound is present in an amount of about 3 to about 4 weight percent of the foam. While specific ranges and amounts are described herein, it will be understood that other relative amounts of constituents in the foam are contemplated by the present invention.

본 발명은 하기 실시예에 의해 추가로 설명되는데, 이는 어떠한 식으로든 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 본원의 기재내용을 읽고난 후에 본 발명의 요지 및 첨부된 청구항의 범주에서 벗어나지 않고 당업자에게 제안될 수 있는 이의 각종 기타 측면, 구현예, 변형, 및 등가물이 사용될 수 있음을 명백히 이해할 것이다. The invention is further illustrated by the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. Rather, it will be apparent that after reading the disclosure herein various other aspects, embodiments, modifications, and equivalents thereof may be used that may be suggested to one skilled in the art without departing from the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

실시예 1Example 1

N, 2-3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드 ("화합물 (I)") 을 하기 전형적인 절차에 따라 제조하였다. 다른 절차도 당업계에 공지되어 있으며 본원에서는 논의하지 않는다.N, 2-3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide ("Compound (I)") was prepared according to the following typical procedure. Other procedures are known in the art and are not discussed herein.

질소 플로우 (flow) 및 수-냉각식 환류 응축기가 장착된 4 구 5 L 자켓 플라스크에 900 g 의 자일렌 및 1 kg (6.57 mol) 의 무수 테트라히드로프탈산 (THPA, 95 ~ 96%) 을 충전했다. 교반한 (250 rpm) 슬러리에, 알릴아민 (413 g, 7.23 mol) 을 부가 깔때기를 통해 45 분 동안 첨가했다. 반응은 발열반응이어서, 30℃ 로 설정한 순환조 (circulating bath) 유체를 이용하여 50 내지 80℃ 로 온도를 유지하였다. 알릴아민 첨가를 완료한 후에, 조 온도를 165℃로 상승시키고, 2 시간 동안 유지했다 (GC 로 반응 완결). 순환 조 유체 온도를 150℃ 로 낮추고, 용매를 진공 흡입기 (~3" Hg; Rxn T = 138 ~ 140℃)를 이용해 제거했다. 자일렌 대부분을 제거한 후에, 조 온도를 65 ℃ (Rxn T = 56℃) 로 감소시키고, 500 g 의 BCM (브로모클로로메탄) 을 염기 세정제로 세정하기 이전에 첨가했다. 수용액 (1,260 g 물, 50 g Na2CO3) 을 첨가하고, 교반한 후 상 분리하였다. 암 적색/갈색 유기상 (1,907 g: ~ 500 g BCM, ~ 1,256 g 생성물 (65.8 중량%), ~ 200 g 자일렌) 을 오렌지색 수성 상 (1,332 g) 으로부터 분리했다. GC 분석은 부식 (caustic) 반응마무리 후에 ~ 100 면적% 생성물을 보였다.A four-necked 5 L jacketed flask equipped with a nitrogen flow and water-cooled reflux condenser was charged with 900 g of xylene and 1 kg (6.57 mol) of tetrahydrophthalic anhydride (THPA, 95-96%). . To the stirred (250 rpm) slurry, allylamine (413 g, 7.23 mol) was added via an addition funnel for 45 minutes. The reaction was exothermic, and the temperature was maintained at 50 to 80 ° C. using a circulating bath fluid set at 30 ° C. After the allylamine addition was completed, the bath temperature was raised to 165 ° C. and maintained for 2 hours (complete reaction by GC). The circulating bath fluid temperature was lowered to 150 ° C. and the solvent was removed using a vacuum inhaler (˜3 ”Hg; Rxn T = 138 to 140 ° C.). After most of the xylene was removed, the bath temperature was 65 ° C. (Rxn T = 56 Reduced to 500 ° C. and 500 g of BCM (bromochloromethane) were added prior to washing with base detergent Aqueous solution (1,260 g water, 50 g Na 2 CO 3 ) was added, stirred and then phase separated. Dark red / brown organic phase (1,907 g: ˜500 g BCM, ˜1256 g product (65.8 wt.%), ˜200 g xylene) was separated from the orange aqueous phase (1,332 g) GC analysis was caustic. After completion of reaction, ~ 100 area% product was shown.

Figure 112009007269490-PAT00008
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N-알릴-N-allyl- 테트라히드로프탈이미드Tetrahydrophthalimide ::

Figure 112009007269490-PAT00009
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질소 플로우가 장착된 4 구 5 L 자켓 플라스크에 약 500 g 의 BCM, 약 20 g 의 수성 HBr, 약 20 g 의 에탄올을 충전하고, 순환 조 온도를 약 2 내지 3℃ (반응 T = 5 ℃ 최초) 로 냉각했다. 교반한 (300 rpm) 용매에, 약 2,209 g (13.8 mol, 2.1 ~ 2.2 eq) 의 브롬 용액 및 THPAI (1,907 g) 의 BCM/자일렌 용액을, 약 2.5 시간 동안 부가 깔때기를 통해 플라스크의 반대쪽으로부터 표면 위에, 공동으로 공급했다. 반응 온도를 33℃ 미만으로 했다. 용액을 추가 30 분 동안 교반하고, Na2SO3 (20 g, 0.16 mol, FW=126), Na2CO3 (90 g, 0.85 mol, FW=106), 물 (1450 g) 의 수용액을 첨가해 유기 상을 세정했다 (수성 상 pH = 8 ~ 9). 메탄올 (1.7 kg) 을 45℃ 에서 반응기에 첨가하고, 반응 온도를 약 5O℃ (조 T 는 약 68℃) 로 상승시켰다. 반응기를 실온으로 냉각하면서, 또 다른 1 kg 의 메탄올을 첨가했다. 분말을 여과하고, 메탄올로 헹군 후, 약 2.5 시간 동안 공기 순환 오븐 내 약 65℃ 에서 건조시켜 2,625 g 의 백색 분말 생성물 (76% 수율) 을 수득했다. Mp 104 ~ 118℃.A four neck 5 L jacketed flask equipped with a nitrogen flow was charged with about 500 g of BCM, about 20 g of aqueous HBr and about 20 g of ethanol, and the circulation bath temperature was about 2 to 3 ° C. (reaction T = 5 ° C. first). ). In a stirred (300 rpm) solvent, about 2,209 g (13.8 mol, 2.1 to 2.2 eq) of bromine solution and THPAI (1,907 g) of BCM / xylene solution were added from the opposite side of the flask through an addition funnel for about 2.5 hours. On the surface, it was fed jointly. Reaction temperature was made into less than 33 degreeC. The solution is stirred for an additional 30 minutes and an aqueous solution of Na 2 SO 3 (20 g, 0.16 mol, FW = 126), Na 2 CO 3 (90 g, 0.85 mol, FW = 106), water (1450 g) is added. The organic phase was washed (aqueous phase pH = 8-9). Methanol (1.7 kg) was added to the reactor at 45 ° C. and the reaction temperature was raised to about 50 ° C. (bath T was about 68 ° C.). Another 1 kg of methanol was added while cooling the reactor to room temperature. The powder was filtered, rinsed with methanol and then dried at about 65 ° C. in an air circulation oven for about 2.5 hours to yield 2625 g of white powder product (76% yield). Mp 104-118 ° C.

Figure 112009007269490-PAT00010
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브롬화 N-알릴-테트라히드로프탈이미드 (62.6 중량% Br):Brominated N-allyl-tetrahydrophthalimide (62.6 wt.% Br):

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Figure 112009007269490-PAT00011

실시예 2Example 2

난연제 효능을 예시하기 위해서, N, 2-3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드 ("화합물 (I)") 를 함유하는 다양한 조성물을 제조하고, 이를 통상적으로 한계 산소 지수 (LOI) 시험으로 지칭되는 ASTM 표준 시험 방법 D 2863-87 에 적용했다. 상기 시험에서, LOI 값이 높을 수록, 조성물의 난연성은 더 큰 것이다.To illustrate flame retardant efficacy, various compositions containing N, 2-3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide ("Compound (I)") are prepared, which are typically Applied to ASTM Standard Test Method D 2863-87, referred to as Limit Oxygen Index (LOI) test. In this test, the higher the LOI value, the greater the flame retardancy of the composition.

농축물 (10 중량% 화합물 I) 을 형성시킨 후, 약 35 중량% 의 농축물 대 약 65 중량% 의 PS-168 순수 (neat) 수지의 비율로, 상기 농축물을 순수 수지내에 넣고, 이산화탄소 주입을 통해 저밀도 발포체를 압출 성형하여 샘플 A 를 제조하였다. PS-168 은, Dow Chemical Company 에서 시판되고 있는, 다목적 비(non)-난연성 등급의 비강화 결정성 폴리스티렌이다. 상기의 중량평균분자량은 약 172,000 달톤이고, 수평균분자량은 약 110,000 달톤 (GPC 로 측정) 이다. 분자량 분석은 Waters 410 시차 굴절계 및 정도 검출기 (Precision Detector) 모델 PD-2000 광산란 강도 검출기가 장착된 모듈러 Waters HPLC 시스템으로 THF 중에서 결정하였다. 분리를 수행하는데 사용된 컬럼은 2 PL Gel Mixed Bed B 컬럼 (Polymer Labs) 이었다. Polymer Labs 의 폴리스티렌 표준을 분자량 값의 결정에서 구경측정(calibration) 표준으로 사용했다.After forming the concentrate (10 wt% compound I), the concentrate was placed in the pure resin at a ratio of about 35 wt% concentrate to about 65 wt% PS-168 neat resin and injected with carbon dioxide Sample A was prepared by extrusion molding a low density foam. PS-168 is a versatile non-flame retardant grade of non-reinforced crystalline polystyrene sold by Dow Chemical Company. The weight average molecular weight is about 172,000 Daltons, and the number average molecular weight is about 110,000 Daltons (measured by GPC). Molecular weight analysis was determined in THF with a Modular Waters HPLC system equipped with a Waters 410 differential refractometer and a Precision Detector model PD-2000 light scattering intensity detector. The column used to perform the separation was a 2 PL Gel Mixed Bed B column (Polymer Labs). Polymer Labs' polystyrene standards were used as calibration standards in the determination of molecular weight values.

농축물은 약 10 중량% 의 화합물 (I), 약 0.5 중량% 의 히드로탈시트 열 안정화제, 약 4.3 중량% 의 Mistron Vapor Talc, 약 1.5 중량% 의 칼슘 스테아레이트, 및 약 83.7 중량% 의 Dow PS-168 를 함유했다. 농축물을 약 175℃ 의 용융 온도에서 Werner & Phleiderer ZSK-30 공-회전 이축 스크류 (screw) 압출기 상에서 제조했다. 표준 분산 혼련 스크류 프로파일 (dispersive mixing screw profile) 을 약 250 rpm 및 약 8 kg/시간의 공급 속도로 사용했다. PS-168 수지를 단축 스크류 중량식 공급장치를 통해 공급하고, 분말 첨가제를 예비 혼합하고 이축 스크류 분말 공급장치를 이용해 공급했다.The concentrate comprises about 10% by weight of compound (I), about 0.5% by weight of hydrotalcite heat stabilizer, about 4.3% by weight of Mistron Vapor Talc, about 1.5% by weight of calcium stearate, and about 83.7% by weight of Dow It contained PS-168. The concentrate was prepared on a Werner & Phleiderer ZSK-30 co-rotating twin screw extruder at a melt temperature of about 175 ° C. A standard dispersive mixing screw profile was used at a feed rate of about 250 rpm and about 8 kg / hour. The PS-168 resin was supplied via a single screw gravimetric feeder, premixed powder additives and supplied using a biaxial screw powder feeder.

이어서, 하기 조건으로, 동일한 이축 스크류 압출기를 이용해, 약 35 중량% 의 농축물 대 약 65 중량% 의 폴리스티렌의 비율로, 농축물을 순수 Dow 폴리스티렌 PS-168 내로 혼합하여, 발포체를 제조하였다: 1 구역 온도 (약 175℃), 2 구역 온도 (약 16O℃), 3 구역 온도 (약 13O℃) 및 4 구역 온도 (약 13O℃), 약 145℃ 다이 온도, 약 60 rpm 스크류 속도, 약 3.2 kg/시간 공급 속도, 40/80/150 스크린 팩, 약 290 내지 약 310 psig 이산화탄소 압력, 약 16O℃ 용융 온도, 약 63 내지 약 70% 토르크 (torque), 및 약 2 내지 약 3 ft/분 도약 (takeoff) 속도.The foam was then prepared by mixing the concentrate into pure Dow polystyrene PS-168 at a ratio of about 35% by weight to about 65% by weight of polystyrene, using the same twin screw extruder, under the following conditions: 1 Zone temperature (about 175 ° C), zone 2 temperature (about 160 ° C), zone 3 temperature (about 1300 ° C) and zone 4 temperature (about 1300 ° C), about 145 ° C die temperature, about 60 rpm screw speed, about 3.2 kg Per hour feed rate, 40/80/150 screen pack, about 290 to about 310 psig carbon dioxide pressure, about 160 ° C. melt temperature, about 63 to about 70% torque, and about 2 to about 3 ft / min leap ( takeoff) speed.

발포체는 발포 공정용 핵형성제로서 약 1.5 중량% 의 탈크 및 약 3.5 중량% 의 난연제 (약 2.2 중량% 브롬) 를 함유하였다. 또한 난연성 화합물 중 약 5 중량의 양으로 DHT4A 히드로탈시트를, 압출 및 발포체-형성 공정 동안에 난연제를 안정화시키는데 사용하였다. 한 구멍은 막은, 표준 2-구멍 연선 다이 (two-hole stranding die: 지름이 1/8 인치인 구멍) 를 사용해 발포체를 제조했다. 생성된 5/8 인치 지름의 발포체 막대 (rod) 는 매우 얇은 외피 (0.005 이하 인치) 및 미세 폐쇄 셀 구조를 가졌다. 이산화탄소 가스를 배럴 (barrel) #8 (ZSK-30 은 9-배럴 압출기임) 으로 주입하였다. 막대를 약 9.0 lbs/ft3 (0.14 비중)의 밀도로 이산화탄소와 함께 발포하였다.The foam contained about 1.5 wt% talc and about 3.5 wt% flame retardant (about 2.2 wt% bromine) as the nucleating agent for the foaming process. DHT4A hydrotalcite was also used to stabilize the flame retardant during the extrusion and foam-forming process in an amount of about 5 weight in the flame retardant compound. The foam was produced using a standard two-hole stranding die (holes 1/8 inch in diameter) with one hole closed. The resulting 5/8 inch diameter foam rod had a very thin skin (less than 0.005 inch) and a fine closed cell structure. Carbon dioxide gas was injected into barrel # 8 (ZSK-30 is a 9-barrel extruder). The rod was foamed with carbon dioxide at a density of about 9.0 lbs / ft 3 (0.14 specific gravity).

농축물이 약 9 중량% SAYTEX® HP900SG 안정화된 헥사브로모시클로도데칸 (HBCD) 을 함유하는 것을 제외하고는, 대조군 샘플 K 를 샘플 A 와 같이 제조하였 다.Control sample K was prepared as sample A, except the concentrate contained about 9% SAYTEX® HP900SG stabilized hexabromocyclododecane (HBCD).

평가 결과를 하기 표 1 에 제시하였다.The evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure 112009007269490-PAT00012
Figure 112009007269490-PAT00012

상기 결과는, N, 2-3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드가 시판되고 있는 HBCD 에 필적하는, 고효능 난연제임을 나타낸다.The results indicate that N, 2-3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide is a high potency flame retardant comparable to HBCD on the market.

실시예 3Example 3

본 발명에 따라 사용된 N, 2-3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드 ("화합물 (I)")의 열 안정성을 열 HBR 측정 시험을 이용해 평가하였다.The thermal stability of N, 2-3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide ("Compound (I)") used according to the invention was evaluated using a thermal HBR measurement test.

먼저, 약 0.5 내지 약 1.0 g 의 난연제 샘플을 무게를 재어 3구 50 mL 둥근 바닥 플라스크에 넣었다. 이어서, 테플론 튜브 (Teflon tubing) 를 플라스크의 개구 중 하나에 부착했다. 테플론 튜브를 통해 약 0.5 SCFH 의 유동 속도로 질소를 플라스크 내에 공급했다. 소형 환류 응축기를 플라스크 상의 또다른 개구에 부착했다. 제 3 의 개구는 막았다. 약 85℃의 온도에서 수중 글리콜의 약 50 부피% 용액을 환류 응축기를 통해 흘려주었다. 비톤 튜브 (Viton tubing) 를 응축기의 상부 및 기체 세정 (gas scrubbing) 용기에 부착했다. 2 개의 또다른 용기를 직렬로 첫번째 것에 부착하였다. 3 개의 병 모두는 약 90 mL 의 약 0.1 N NaOH 용액을 가졌다. 기구를 조립한 후, 질소를 약 2 분 동안 시스템을 통해 퍼징하였다. 이어서, 둥근 바닥 플라스크를 약 22O℃ 에서 유조 내로 배치하고, 샘플을 약 15 분 동안 가열했다. 이어서, 플라스크를 유조로부터 제거하고 질소를 약 2 분 동안 퍼징하였다. 3 개의 기체 세정 용기의 내용물을 600 mL 비이커에 옮겼다. 용기 및 비톤 튜브를 비이커로 헹구어 내었다. 이어서 내용물을 약 1 : 1 HNO3 로 산성화시키고 약 0.01 N AgNO3 으로 적정했다. 샘플을 2 회 진행시켜 두 측정의 평균을 기록했다. 더 낮은 열 HBr 값이 압출성 폴리스티렌 발포체 또는 압출된 폴리스티렌 발포체에서 열 안정성 난연제를 위해서 바람직하다.First, about 0.5 to about 1.0 g of a flame retardant sample was weighed and placed in a three neck 50 mL round bottom flask. Teflon tubing was then attached to one of the openings in the flask. Nitrogen was fed into the flask through a Teflon tube at a flow rate of about 0.5 SCFH. A small reflux condenser was attached to another opening on the flask. The third opening was closed. A solution of about 50% by volume of glycol in water was flowed through the reflux condenser at a temperature of about 85 ° C. Viton tubing was attached to the top of the condenser and gas scrubbing vessels. Two other containers were attached to the first one in series. All three bottles had about 90 mL of about 0.1 N NaOH solution. After the instrument was assembled, nitrogen was purged through the system for about 2 minutes. The round bottom flask was then placed into the oil bath at about 22O <0> C and the sample was heated for about 15 minutes. The flask was then removed from the oil bath and purged with nitrogen for about 2 minutes. The contents of three gas cleaning vessels were transferred to a 600 mL beaker. The vessel and the viton tube were rinsed off with a beaker. The contents were then acidified with about 1: 1 HNO 3 and titrated with about 0.01 N AgNO 3 . The sample was run twice to record the average of both measurements. Lower thermal HBr values are preferred for heat stable flame retardants in extruded polystyrene foam or extruded polystyrene foam.

SAYTEX® HP-900 을 또한 상술한 바와 같이 평가하였다. SAYTEX® HP-900 은 Albemarle Corporation 에서 시판하고 있는 HBCD 이다. SAYTEX® HP-900 was also evaluated as described above. SAYTEX® HP-900 is a HBCD marketed by Albemarle Corporation.

평가 결과를 하기 표 2 에 제시하였다. The evaluation results are shown in Table 2 below.

Figure 112009007269490-PAT00013
Figure 112009007269490-PAT00013

상기 평가 결과는, 여기에 기술한 난연제가, 압출된 폴리스티렌 발포체에서 사용되는 전형적인 작동 온도로 가열하자마자, 열 절단된 HBr 을 과량 방출하도록 분해되지 않는 열 안정성임을 나타낸다. The results of the evaluation indicate that the flame retardant described herein is thermally stable not to decompose to excessive release of heat cut HBr upon heating to the typical operating temperature used in the extruded polystyrene foam.

실시예 4Example 4

폴리스티렌 중 N, 2-3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드 ("화합물 (I)") 의 용융 안정성을 또한 평가하였다. 샘플을 제조하고, 용융 안정성 시험으로 통상적으로 지칭되는 ASTM 표준 시험 방법 D 3835-90 에 적용했다.Melt stability of N, 2-3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide ("Compound (I)") in polystyrene was also evaluated. Samples were prepared and subjected to ASTM standard test method D 3835-90, commonly referred to as melt stability test.

폴리스티렌 중 약 10 중량% 의 화합물 (I) 농축물을 함유하는 각종 샘플을 배럴에서 가열하고, 시간이 흐름에 따라 압출했다. Dynisco-Kayeness Polymer Test Systems LCR 6052 유량계 (Model D6052M-115, 일련 번호. 9708-454)/WinKARS 기구/소프트웨어 패키지를 가열된 배럴 내 시간의 함수로서 점성도를 측정하는데 사용했다. 약 6.5, 13, 9.5, 25.9 및 32.4 분의 거주 시간 (dwell time) 동안, 9.55 mm 배럴 직경 및 20/1 L/d 텅스텐 카르바이드 다이를 이용해, 500 sec- 1 의 전단률로 평가를 실시했다. 열 안정한 물질에 있어서, 점성도는 실질적으로 시간이 흘러도 변화해서는 안된다.Various samples containing about 10% by weight of the compound (I) concentrate in polystyrene were heated in the barrel and extruded over time. Dynisco-Kayeness Polymer Test Systems LCR 6052 Flowmeter (Model D6052M-115, Serial No. 9708-454) / WinKARS instrument / software package was used to measure viscosity as a function of time in a heated barrel. For a dwell time of about 6.5, 13, 9.5, 25.9 and 32.4 minutes, the evaluation was carried out at a shear rate of 500 sec - 1 using a 9.55 mm barrel diameter and 20/1 L / d tungsten carbide die. . For thermally stable materials, the viscosity should not change substantially over time.

샘플 A 및 K 는 실시예 2 에서 상기에 기술하였다. 대조군 샘플인 PS-168 은 PS-168 폴리스티렌 수지 (난연성 화합물 없음)이다. Samples A and K were described above in Example 2. The control sample, PS-168, is PS-168 polystyrene resin (no flame retardant compound).

약 13 중량% 의 하기 화합물 (II), 약 0.5 중량% 의 히드로탈시트 열 안정화제, 약 4.3 중량% 의 Mistron Vapor Talc, 약 1.5 중량% 의 칼슘 스테아레이트 및 약 80.7 중량% 의 Dow PS-168 를 함유하는 PS-168 수지 농축물을 제조함으로써 비교 샘플 L 을 제조하였다.About 13% by weight of the following Compound (II), about 0.5% by weight of hydrotalcite heat stabilizer, about 4.3% by weight of Mistron Vapor Talc, about 1.5% by weight of calcium stearate and about 80.7% by weight of Dow PS-168 Comparative Sample L was prepared by preparing a PS-168 resin concentrate containing.

Figure 112009007269490-PAT00014
Figure 112009007269490-PAT00014

농축물을 약 175℃ 의 용융 온도에서 Werner & Phleiderer ZSK-30 공회전 이축 스크류 압출기 상에서 제조했다. 표준 분산 혼련 스크류 프로파일을 약 250 rpm 및 약 8 kg/시간의 공급 속도로 사용했다. PS-168 수지 농축물 및 분말 첨가제를 예비 혼합하고 단일 스크류 중량식 공급장치를 통해 공급했다. 농축물은 불충분하게 흘렀고, 시간이 흐를수록 어두운 오렌지색으로 변했다. 수지 용융 강도 손실과 함께 기체 배출이 발생했다. 압출 후 약 10 분에는 연신이 불가능했다. The concentrate was prepared on a Werner & Phleiderer ZSK-30 idle twin screw extruder at a melt temperature of about 175 ° C. A standard dispersion kneading screw profile was used at a feed rate of about 250 rpm and about 8 kg / hour. The PS-168 resin concentrate and powder additives were premixed and fed through a single screw gravimetric feeder. The concentrate flowed insufficiently and turned dark orange over time. Gas emissions occurred with loss of resin melt strength. Stretching was not possible about 10 minutes after extrusion.

약 12.5 중량% 의 하기 화합물 (III), 약 0.5 중량% 의 히드로탈시트 열 안정화제, 약 4.3 중량% 의 Mistron Vapor Talc, 약 1.5 중량% 의 칼슘 스테아레이트, 및 약 81.2 중량% 의 Dow PS-168 을 함유하는 PS-168 수지 농축물을 제조함으로써, 비교 샘플 M 을 제조했다.About 12.5% by weight of the following Compound (III), about 0.5% by weight of hydrotalcite heat stabilizer, about 4.3% by weight of Mistron Vapor Talc, about 1.5% by weight of calcium stearate, and about 81.2% by weight of Dow PS- Comparative Sample M was prepared by preparing a PS-168 resin concentrate containing 168.

Figure 112009007269490-PAT00015
Figure 112009007269490-PAT00015

농축물을 약 175℃ 의 용융 온도에서 Werner & Phleiderer ZSK-30 공-회전 이축 스크류 압출기 상에서 제조하였다. 표준 분산 혼련 스크류 프로파일을 약 250 rpm 및 약 8 kg/시간의 공급 속도로 사용하였다. PS-168 수지 농축물 및 분말 첨가제를 예비 혼합하고 단일 스크류 중량식 공급장치를 통해 공급했다. 농축물은 용융 강도가 유지되고 연신이 양호한 점에서 알맞게 흘렀으나, 물질은 처음부터 어두운 적색빛 오렌지색으로 변했다. 최초 기체 배출은 약 5 내지 10 분 후에 안정되었다. The concentrate was prepared on a Werner & Phleiderer ZSK-30 co-rotating twin screw extruder at a melt temperature of about 175 ° C. A standard dispersion kneading screw profile was used at a feed rate of about 250 rpm and about 8 kg / hour. The PS-168 resin concentrate and powder additives were premixed and fed through a single screw gravimetric feeder. The concentrate flowed moderately in that the melt strength was maintained and the drawing was good, but the material turned dark red orange from the beginning. Initial gas evolution was stable after about 5 to 10 minutes.

평가 결과를 하기 표 3 및 표 4 에 제시하였다.The evaluation results are shown in Tables 3 and 4 below.

Figure 112009007269490-PAT00016
Figure 112009007269490-PAT00016

Figure 112009007269490-PAT00017
Figure 112009007269490-PAT00017

175℃ 에서 샘플 A-농축물의 전단 점성도는 175℃ 에서 안정적 (이의 최초 값 5% 이내임) 이었다. 샘플 A-농축물은 전단 점성도에 있어서 약 13% 의 감소를 나타내는, 19O℃ 에서 약간의 적은 불안정성을 보이기 시작했다.The shear viscosity of the sample A-concentrate at 175 ° C. was stable at 175 ° C. (within its initial value of 5%). Sample A-concentrate began to show some less instability at 20O &lt; 0 &gt; C, indicating a decrease of about 13% in shear viscosity.

샘플 L-농축물의 전단 점성도에 있어서는, 이의 최초 값이 15% 를 초과해 떨어진 것과 같이, 평가 끝날 때에 175℃ 에서 불안정성을 보이기 시작했다. 샘플 M-농축물의 전단 점성도는 시험 전체 32-분의 거주 시간 동안 이의 유동 특성에 있어서 안정적이며, 이의 전단 점성도는 측정 전반에 걸쳐 안정적 (최초 값의 5% 이내) 이었다. 19O℃에서 샘플 L-농축물 및 M-농축물의 전단 점성도는 측정하지 않았다. In the shear viscosity of the sample L-concentrate, it began to show instability at 175 ° C at the end of the evaluation, as the initial value thereof fell over 15%. The shear viscosity of the sample M-concentrate was stable in its flow characteristics for a residence time of 32-minutes throughout the test, and its shear viscosity was stable (within 5% of the initial value) throughout the measurement. The shear viscosity of the sample L-concentrate and the M-concentrate at 19 ° C. was not measured.

실시예 5Example 5

각종 난연성 농축물 및 발포체의 분자량에 대한 압출의 충격을 압출 이전 및 이후에 GPC 를 이용해 샘플을 평가함으로써 결정했다. The impact of extrusion on the molecular weight of the various flame retardant concentrates and foams was determined by evaluating the samples using GPC before and after extrusion.

샘플 A 및 K 는 실시예 2 에서 기술하였다. 샘플 L, M, N 및 PS-168 은 실시예 4 에서 기술하였다. 30 중량% 의 하기 화합물 (IV) 을 화합물 (I) 을 대신해 사용한 것을 제외하고는, 샘플 N 을 실시예 2 에서와 같이 제조하였다. Samples A and K are described in Example 2. Samples L, M, N and PS-168 were described in Example 4. Sample N was prepared as in Example 2, except that 30 wt.% Of the following compound (IV) was used in place of compound (I).

Figure 112009007269490-PAT00018
Figure 112009007269490-PAT00018

농축물은 약 30 중량% (1.11 kg) 의 화합물 (IV) 및 약 70 중량% (2.59 kg)의 PS-168 을 함유했다. 농축물을 약 17O℃ 의 용융 온도에서 Leistritz/Haake Micro 18 카운터-회전 2축 스크류 압출기 상에서 제조했다. 표준 분산 혼련 스크류 프로파일을 약 100 rpm 및 약 3 kg/시간의 공급 속도로 사용했다. 폴리스티렌 수지 농축물 및 분말 첨가제를 예비 혼합하고 단일-스크류 중량식 공급장치를 이용해 공급했다. 압출된 연신물 (strand) 은 HBr 의 열 방출을 암시하는, 약한 발포성 및 악취를 나타냈다.The concentrate contained about 30% by weight (1.11 kg) of compound (IV) and about 70% by weight (2.59 kg) of PS-168. The concentrate was prepared on a Leistritz / Haake Micro 18 counter-rotating twin screw extruder at a melt temperature of about 17O <0> C. A standard dispersion kneading screw profile was used at a feed rate of about 100 rpm and about 3 kg / hour. The polystyrene resin concentrate and powder additives were premixed and fed using a single-screw gravimetric feeder. Extruded strands exhibited weak foaming and odor, suggesting heat release of HBr.

Figure 112009007269490-PAT00019
Figure 112009007269490-PAT00019

상기 결과는, 화합물 (I) 이 고도로 안정적이어서, 폴리스티렌의 분해가 설령 있다면, 이를 최소한만을 야기한다는 것을 나타낸다. 반대로, 화합물 (II) 및 화합물 (IV) 는 폴리스티렌을 현저하게 분해하기 때문에, 이에 따라 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체를 제조하는데 적합하지 않다.The results indicate that compound (I) is highly stable, causing degradation of polystyrene, if any, to a minimum. In contrast, compounds (II) and (IV) significantly degrade polystyrene and are therefore not suitable for producing flame retardant extruded polystyrene foams.

실시예 6Example 6

Hunter Lab ColorQUEST 분광 비색계 (확산 기하학) 을, ASTM D6290-98 "플라스틱 펠릿의 색상 결정에 대한 표준 시험 방법 (Standard Test Method for Color Determination of Plastic Pellets)" 에 따라 각종 난연성 농축물에 대해서 델타 E (ΔE) 를 측정하는데 사용했다. The Hunter Lab ColorQUEST spectroscopic colorimeter (diffusion geometry) is delta E (ΔE) for various flame retardant concentrates according to ASTM D6290-98 "Standard Test Method for Color Determination of Plastic Pellets". ) Was used to measure.

샘플 A, K, L, M, N 및 PS-168 은 상술하였다. 결과를 하기 표 6 에 나타냈다.Samples A, K, L, M, N and PS-168 were described above. The results are shown in Table 6 below.

Figure 112009007269490-PAT00020
Figure 112009007269490-PAT00020

상기 결과는, 화합물 (I) 이 폴리스티렌 발포체 형성에 사용하는데 있어서 매우 적합함을 나타내었다. 색상 변화의 결여는, 중합체 분해가 거의 없거나 또는 아예 없는 높은 열 안정성을 입증한다. 샘플 L-발포체 및 M-발포체는, 난연성 화합물 (II) 및 (III) 이 압출된 폴리스티렌 발포체 형성에 부적절하게 만드는 상당한 착색을 지닌다. The results show that compound (I) is very suitable for use in forming polystyrene foams. The lack of color change demonstrates high thermal stability with little or no polymer degradation. Sample L-foams and M-foams have significant coloration that makes flame retardant compounds (II) and (III) inadequate for the formation of extruded polystyrene foam.

상술한 설명은 실례 및 기술하기 위한 목적으로 제시된 것이다. 전부 열거하거나 또는 개시된 정확한 실시예 또는 구현예로 본 발명을 제한하고자 의도된 것은 아니다. 명백한 수정 또는 변형이 상기 교시에 비추어 가능하다. 구현예 또는 논의된 구현예를 선택하고 기술하여, 본 발명의 원리 및 이의 실용적 용도에 최선의 설명을 제공해, 다양한 관점으로, 그리고 고찰되는 특정한 용도에 맞게 다양하게 수정을 하여, 본 발명을 당업자가 활용가능하게 하였다. 이러한 모든 수정 및 변형은, 이것이 명료하게 그리고 합법적으로 자격이 부여되는 범주에 따라 해석되는 경우, 첨부된 청구항에 의해 결정되는 바와 같이, 본 발명의 취지 내에 존재한다.The foregoing description has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise examples or embodiments disclosed. Obvious modifications or variations are possible in light of the above teachings. Choosing and describing an embodiment or an embodiment discussed, provides the best explanation of the principles of the present invention and its practical uses, various modifications of which are possible in various respects and to the particular applications contemplated, thereby allowing the present invention to be modified by those skilled in the art. Made available. All such modifications and variations are within the spirit of the invention, as determined by the appended claims, when interpreted according to the scope in which they are clearly and legally entitled.

이하의 청구항에서는, 현재 시제 ("포함하다", "이다" 등) 로, 물질, 구성성분 및/또는 성분을 지칭할 수 있으나, 이는 본 발명의 개시사항에 따라 모두, 하나 이상의 다른 물질, 구성성분 및/또는 성분과 먼저 접촉, 배합 또는 혼합되기 직전에 존재하던 대로의, 또는 용액 중에서 형성된 대로의, 용액 중에서 형성되지 않았다면 존재하는 대로의 물질, 구성성분 또는 성분을 지칭한다. 본 기재 사항에 따라 수행된다면, 상기 접촉, 배합, 혼합, 또는 그 자리에서의 형성의 과정 동안에 화학 반응 또는 변형을 통해, 물질, 구성성분 또는 성분이 그의 원래의 정체성을 상실할 수 있다는 것은 문제되지 않는다. In the following claims, the present tense (“comprises”, “comprises”, etc.) may refer to materials, components and / or components, all in accordance with the teachings of the present invention, one or more other materials, components Reference to a component and / or a substance, component or component as it is if it is not formed in solution, as it is present immediately before contacting, blending or mixing with, or as formed in solution. If performed in accordance with the present disclosure, it is not a problem that a substance, component or component may lose its original identity through chemical reactions or modifications during the process of contacting, blending, mixing, or in situ formation. Do not.

Claims (1)

N, 2,3-디브로모프로필-4,5-디브로모헥사히드로프탈이미드(CAS. 번호 93202-89-2)를 난연제로 함유하는 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체로서, 상기 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체는 난연제가 없는 폴리스티렌으로부터 제조된 압출된 발포체와 비교할 경우, 0 내지 10 의 ΔE 를 갖는 난연성 압출된 폴리스티렌 발포체.A flame retardant extruded polystyrene foam containing N, 2,3-dibromopropyl-4,5-dibromohexahydrophthalimide (CAS. No. 93202-89-2) as a flame retardant, wherein the flame retardant extruded polystyrene The foam is a flame retardant extruded polystyrene foam having a ΔE of 0 to 10 when compared to the extruded foam made from polystyrene without flame retardant.
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