KR20220160137A - 유기계 난연성 화합물 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난연성을 갖는 유기계 난연성 화합물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 난연성을 갖는 유기인계 난연성 화합물용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 반응하는 질소계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 용해시켜 분산시키는 용매를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00027

Description

유기계 난연성 화합물 및 이의 제조방법{Organic flame retardant compounds and method for manufacturing the same}
본 발명은 유기계 난연성 화합물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 인 및 질소를 포함하는 유기계 난연성 화합물을 제공하고, 이의 제조방법에 관한 것이다.
열가소성 수지는 우수한 가공성 및 기계적 특성으로 인하여 거의 모든 전자제품에 적용되고 있다. 그러나 열가소성 수지 자체는 쉽게 연소가 일어날 수 있는 특성을 가지고 있으며 화재에 대한 저항성이 없다. 따라서 열가소성 수지는 발화원에 의하여 쉽게 연소가 일어날 수 있고, 화재를 더욱 확산시키는 역할을 할 수 있다. 이러한 점을 감안하여 미국, 일본 및 유럽 등의 국가에서는 전자제품의 화재에 대한 안전성을 보장하기 위하여 난연 규격을 만족하는 고분자 수지만을 사용하도록 법으로 규제하고 있다.
종래에는 열가소성 수지의 난연화를 위해 할로겐계 화합물과 안티몬계 화합물을 적용하여 난연 물성을 부여하는 방법이 자주 이용되었다. 여기에 주로 사용되는 할로겐계 화합물로는 폴리브로모디페닐에테르, 테트라브로모비스페놀 A, 브롬치환된 에폭시 화합물 및 염소화 폴리에틸렌 등이 있다. 안티몬계 화합물로는 삼산화 안티몬과 오산화 안티몬이 주로 사용된다.
할로겐계 화합물과 안티몬계 화합물을 이용하여 난연성을 부여하는 방법은 난연화 효과가 뛰어나며, 비용대비 성능 면에서 뛰어난 난연제로 전기 기기나 사무화 기기의 하우징 재료, ABS 수지나 PS, PBT, PET, 에폭시수지 등의 주요 난연제로서 사용되고 있다. 하지만 가공 시에 발생되는 할로겐화수소 가스가 인체에 치명적인 영향을 미칠 가능성이 있음이 실험을 통해서 보고되고 있으며 환경 중에서 분해가 어려워 환경잔류성이 높고, 물에 잘 녹지 않아 생물 축적성이 높다. 특히 대표적인 할로겐계 난연제로 쓰이는 폴리브로모디페닐 에테르의 경우 연소 시에 브롬화다이옥신 또는 브롬화 퓨란과 같은 매우 유독한 물질이 발생되기 때문에 이러한 할로겐계 화합물을 사용하지 않는 난연화 방법에 관심이 집중되고 있다.
공개특허공보 제10-2015-0045160호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 난연성 부여 가능한 인과 질소를 함유하는 유기계 난연성 화합물 및 이의 합성 시스템 개발에 목적을 둔다. 종래의 인계 난연제는 고분자 재료로의 적용 시, 높은 함유랑에 비해 우수한 난연 효과를 갖지 못하는 문제점이 있었다. 본 발명에서 개발된 난연제는 비할로겐 물질인 인과 질소를 포함함으로써, 종래의 인계 난연제에 비해 우수한 난연성을 가지며, 화합물 구조 내에 벤젠 고리를 포함하여 우수한 내열성을 보유할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
상기 해결하려는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 난연성을 갖는 유기인계 난연성 화합물용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 반응하는 질소계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 용해시켜 분산시키는 용매를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 질소계 화합물은, 아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나일 수 있다.
상기 아민계 화합물은, (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 아미노 알코올은, 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 아미노 알콕시실레인은, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 용매는, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 다이메틸설폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액일 수 있다.
상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물의 반응시 발생되는 염화수소를 제거하도록, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민 중 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 해결하려는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연성을 갖는 유기계 난연성 화합물은 상기 유기계 난연성 화합물용 조성물로 제조될 수 있다.
상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 3으로 표시된다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 해결하려는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 난연성을 갖는 유기인계 난연성 화합물의 제조방법은, 하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물을 제1 용매에 용해시켜, 제1 용액을 준비하는 단계와, 질소계 화합물을 제2 용매에 용해시켜, 제2 용액을 준비하는 단계와, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하며, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 반응시켜 유기계 난연성 화합물을 합성하는 단계를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 질소계 화합물은, 아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나일 수 있다.
상기 아민계 화합물은, (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure pat00005
상기 아미노 알코올은, 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 3으로 표시된다.
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 아미노 알콕시실레인은, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 및 제2 용매는, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 다이메틸설폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액일 수 있다.
상기 유기인계 화합물의 합성시 발생되는 염화수소를 제거하기 위하여,
트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민 중 어느 하나를 상기 혼합용액에 첨가할 수 있다.
본 발명에 의할 경우, 재료에 난연성 부여 가능한 인과 질소를 함유하는 유기계 난연성 화합물및 이의 합성 시스템이 개발된다. 본 발명에서 개발된 난연제는 비할로겐 물질인 인과 질소를 포함함으로써, 종래의 인계 난연제에 비해 우수한 난연성을 가지며, 화합물 구조 내에 벤젠 고리를 포함하여 우수한 내열성을 보유할 수 있다.
도 1은 유기계 난연성 화합물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 합성된 인/질소계 난연제(하기 화학식 2) 구조의 핵자기 공명법을 통한 분석을 나타낸 것이다.
도 3은 합성된 인/질소계 난연제(하기 화학식 3) 구조의 핵자기 공명법을 통한 분석을 나타낸 것이다.
도 4는 가열로와 푸리에 변환 적외선 분광법을 이용한 난연제(하기 화학식 2) 분해 메커니즘 분석을 나타낸 것이다.
도 5는 가열로와 푸리에 변환 적외선 분광법을 이용한 난연제(하기 화학식 3) 분해 메커니즘 분석을 나타낸 것이다.
도 6은 UL-94를 이용한 난연제(하기 화학식 2)의 점화 거동 분석을 나타낸 것이다.
도 7은 UL-94를 이용한 난연제(하기 화학식 3)의 점화 거동 분석을 나타낸 것이다.
도 8은 난연제(하기 화학식 2)를 포함하는 필름을 200℃, 400℃에서 연소시킨 후 주사전자현미경 및 에너지 분산 X선 분광분석기를 이용한 잔여물의 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 난연제(하기 화학식 3)를 포함하는 필름을 200℃, 400℃에서 연소시킨 후 주사전자현미경 및 에너지 분산 X선 분광분석기를 이용한 잔여물의 모습을 나타낸 것이다.
도 10은 LOI를 통한 각각의 난연제의 난연성을 분석한 것을 나타낸 것이다.
도 11은 결합에 따른 난연 메커니즘을 분석한 것을 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 유기계 난연성 화합물용 조성물, 유기계 난연성 화합물 및 이의 제조방법등을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 난연성을 갖는 유기계 난연성 화합물용 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 반응하는 질소계 화합물과, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 용해시켜 분산시키는 용매를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00007
화학식 1의 유기인계 화합물은 난연성을 제공하는 인과 내열성을 제공하는 벤젠이 포함된 화합물이다. 이에, 화학식 1의 화합물은 전체적으로 내열성과 난연성을 제공하는 물질일 수 있다.
유기계 난연성 화합물용 조성물은 화학식 1의 유기인계 화합물과 반응하고 결합하는 질소계 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 질소계 화합물은 아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나이다.
먼저, 질소계 화합물로써 아민계 화합물은, (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 아민계 화합물로는 하기와 같은 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)이 선택될 수 있다.
Figure pat00008
계속해서, 질소계 화합물로써 아미노 알코올은, 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 아미노 알코올로는 하기와 같은 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)이 선택될 수 있다.
Figure pat00009
계속해서, 질소계 화합물로써 아미노 알콕시실레인은, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
용매는 화학식 1의 유기인계 화합물, 질소계 화합물을 용해시켜 분산시키는 매트릭스(matrix)로 기능할 수 있다.
이러한 용매는 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 다이메틸설폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액인 것일 수 있다.
용매에 화학식 1의 유기인계 화합물을 용해시키고 질소계 화합물을 용매에 용해시킨 뒤 이들을 혼합하면, 유기인계 화합물과 질소계 화합물인 아민계 화합물, 아미노 알코올 또는 아미노 알콕시실레인이 반응하여 인-질소계 유기화합물이 합성될 수 있다.
보다 구체적으로, 예를들어, 질소계 화합물이 아민계 화합물이라 가정한다.
화학식 1의 유기인계 화합물과 아민계 화합물은 용매에서 1:1 당량으로 혼합될 수 있다. 이때, 설명의 편의상 아민계 화합물은 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)이라 가정한다. 화학식 1의 Cl과 아민계 화합물의 2차아민(-NH-)에 해당하는 수소와 1:1로 결합하고, Cl과 수소가 탈리된 부분에서, 화학식 1의 유기인계 화합물과 아민계 화합물이 결합될 수 있다. 이에 대한 반응식은 다음과 같다.
Figure pat00010
즉, 화학식 1의 유기인계 화합물과 아민계 화합물이 결합되어, 예를 들어, 하기 화학식 2로 표시되는 유기계 난연성 화합물이 제조될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00011
또한, 예를 들어, 질소계 화합물이 아미노 알코올이라 가정한다.
화학식 1의 유기인계 화합물과 아미노 알코올은 용매에서 1:1 당량으로 혼합될 수 있다. 이때, 설명의 편의상 아미노 알코올은 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)이라 가정한다. 화학식 1의 Cl과 아미노 알코올의 히드록시기(-OH)에 있는 수소는 1:1로 결합하고, Cl과 수소가 탈리된 부분에서, 화학식 1의 유기인계 화합물과 아미노 알코올이 결합될 수 있다. 이에 대한 반응식은 다음과 같다.
Figure pat00012
즉, 화학식 1의 유기인계 화합물과 아미노 알코올이 결합되어, 예를 들어, 하기 화학식 3으로 표시되는 유기계 난연성 화합물이 제조될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00013
한편, 화학식 2 및 화학식 3의 유기계 난연성 화합물은 인-질소계 화합물로서 난연성, 내열성의 특성을 모두 갖춘 물질이다.
한편, 유기계 난연성 화합물용 조성물에는 상기 유기인계 화합물과 질소계 화합물인 아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인의 반응시 발생되는 염화수소를 제거하기 위해, 염화수소 제거제를 더 포함할 수 있다. 여기서, 염화수소 제거제는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민중 어느 하나일 수 있다.
다음으로, 도 1을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기계 난연성 화합물의 제조방법을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기계 난연성 화합물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기계 난연성 화합물의 제조방법은, 난연성과 내열성을 갖는 유기계 난연성 화합물의 제조방법에 관한 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물을 제1 용매에 용해시켜, 제1 용액을 준비하는 단계와, 질소계 화합물을 제2 용매에 용해시켜, 제2 용액을 준비하는 단계와, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하며, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 반응시켜 유기계 난연성 화합물을 합성하는 단계를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00014
먼저, 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물을 제1 용매에 용해시켜, 제1 용액을 준비한다(S10).
여기서 제1 용매는, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 디메틸술폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액인 것일 수 있다.
예를 들어, 제1 용매로 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)을 선택하는 경우, 테트라하이드로퓨란에 화학식 1로 표시된 유기인계 화합물을 용해시켜, 제1 용액을 제조하여 준비할 수 있다.
계속해서, 질소계 화합물을 제2 용매에 용해시켜, 제2 용액을 준비한다(S20). 여기서, 질소계 화합물은 아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나이다.
질소계 화합물로써, 아민계 화합물은 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 아민계 화합물로는 하기와 같은 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)이 선택될 수 있다.
Figure pat00015
계속해서, 질소계 화합물로써, 아미노 알코올은 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
바람직하게는, 아미노 알코올로는 하기와 같은 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)이 선택될 수 있다.
Figure pat00016
계속해서, 질소계 화합물로써, 아미노 알콕시실레인은, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 제2 용매는, 테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 다이메틸설폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액인 것일 수 있다.
예를 들어, 제2 용매로 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)을 선택하는 경우, 테트라하이드로퓨란에 아민계 화합물로 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)을 용해시키거나, 아미노 알코올로 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)을 용해시켜, 제2 용액을 제조하여 준비할 수 있다.
계속해서, 상기 제1 용액과 상기 제2 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조한다(S30).
구체적으로, 제조된 질소계 화합물이 용해된 제2 용액에 상기 화학식 1의 유기인계 화합물이 용해된 제1 용액을 서서히 첨가하여, 제2 용액과 제1 용액을 혼합할 수 있다.
이때, 질소계 화합물이 아민계 화합물인 경우, 제2 용액에는 예를 들어, (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)이 용해될 수 있다. 또한, 질소계 화합물이 아미노 알코올인 경우, 제2 용액에는 예를 들어, 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)이 용해될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 용액의 용매로는 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)이 사용될 수 있다.
계속해서, 혼합용액에서 유기인계 화합물과 질소계 화합물을 반응시켜, 유기계 난연성 화합물을 합성한다(S40).
구체적으로, 제1 용액에 상기 화학식 1의 유기인계 화합물이 포함되어 있고, 제2 용액에 질소계 화합물로써 아민계 화합물인 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)이 포함되어 있는 경우, 다음과 같은 반응이 이루어질 수 있다.
Figure pat00017
이에 의해, 하기 화학식 2의 유기계(인-질소 포함) 난연성 화합물이 최종적으로 합성될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00018
한편, 제1 용액에 상기 화학식 1의 유기인계 화합물이 포함되어 있고, 제2 용액에 질소계 화합물로써 아미노 알코올인 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)이 포함되어 있는 경우, 다음과 같은 반응이 이루어질 수 있다.
Figure pat00019
이에 의해, 하기 화학식 3의 유기계(인-질소 포함) 난연성 화합물이 최종적으로 합성될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00020
한편, 제1 용액과 제2 용액의 혼합에 의해, 혼합용액에서는 유기계 난연성 화합물의 합성시 염화수소(HCl)가 발생될 수 있다.
즉, 질소계 화합물이 아민계 화합물인 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)인 경우, 상기 반응이 진행되는 동안, 상기 화학식 1의 유기인계 화합물에 포함된 Cl과 (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine)에 포함된 -NH의 H가 상호 반응하여, 염화수소(HCl)가 발생될 수 있다.
또한, 질소계 화합물이 아미노 알코올인 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)인 경우, 상기 반응이 진행되는 동안, 상기 화학식 1의 유기인계 화합물에 포함된 Cl과 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)에 포함된 -OH의 H가 상호 반응하여, 염화수소(HCl)가 발생될 수 있다.
이러한, 염화수소를 제거하기 위해, 혼합용액에 염화수소 제거제를 첨가할 수 있다. 염화수소 제거제는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명은 다양한 유기화합물에 난연성 부여 가능한 인과 질소를 함유하여 난연성 및 내열성이 부여된 유기계 화합물을 개발함에 목적을 둔다. 본 발명에서 개발된 난연제는 비할로겐 물질인 인과 질소를 포함함으로써, 종래의 난연제에 비해 우수한 난연성을 가지며, 화합물 구조 내에 벤젠 고리를 포함하여 우수한 내열성을 보유할 수 있다..
대형 화재로의 확산에 주요 원인 중 하나인 가연성 고분자는 실생활에서 쉽게 접할 수 있는 재료이며, 화재에 대한 문제를 해결하고자 연소를 늦추거나, 막아주는 난연 소재에 대한 연구 개발이 현재 활발하게 진행되고 있다. 난연제의 적용범위는 유기계 재료가 사용되는 대부분의 산업분야(예를 들어, 전자제품, 자동차 등)에 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
제조예 1: 유기인계 난연성 화합물의 제조
본 발명에서 제시하는 2가지의 난연제는 다이페닐포스포릴클로라이드(diphenyl phosphoryl chloride) 그리고 (2-메톡시에틸)메틸아민(2-methoxyethyl)methylamine) 및 2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol)를 시작 물질로 하여 합성하였다.
인-질소계 난연제 합성을 위해 용매로 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran)을 사용하여 다이페닐포스포릴 클로라이드와 (2-메톡시에틸)메틸아민 또는 2-다이메틸아미노에탄올을 각각 용해시킨 후, (2-메톡시에틸)메틸아민 또는 2-다이메틸아미노에탄올 용액에 다이페닐포스포릴 클로라이드 용액을 서서히 첨가하였다.
다이페닐포스포릴 클로라이드 첨가 완료 후, 상온에서 24시간 반응시켰다.
반응 시 발생하는 염산(HCI) 가스는 트리에틸아민(triethylamine)을 이용하여 포집하였다. 반응 완료 후 용액을 상온으로 냉각한 후 생성된 염(salt)을 제거하고, 진공회전농축기를 사용하여 용매를 제거한 후, 침전물을 다이클로로메테인(dichloromethane)과 증류수를 이용하여 분액깔때기에서 합성된 난연제만을 추출하였다.
그 후 난연제가 용해되어 있는 유기용매 층을 얻어 진공회전농축기를 사용하여 용매를 제거하여 고 순도의 난연제를 얻었다.
실험예 1: 유기계 난연성 화합물의 확인
합성된 유기계 난연성 화합물의 구조를 핵자기공명 분광법으로 확인하였다. 이러한 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 도 2 및 도 3을 보면, 합성된 유기계 난연성 화합물의 작용기별 공명 피크가 나타났고, 합성이 성공적이었음을 알 수 있었다. 여기서, 도 2는 상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물이고, 도 3은 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물이다.
실험예 2: 유기계 난연성 화합물의 열적 안정성 확인
합성된 난연제를 각각 20(wt%)를 폴리바이닐클로라이드(polyvinylchloride; PVC) 고분자에 첨가하였다.
온도별 난연제의 분해 거동을 확인하기 위해 가열로에 분석하고자 하는 온도를 설정하여 연소시킨 후, 물질의 구조 분석을 푸리에 변환 적외선 분광법을 통해 확인하였다. 약 300℃ 부근의 온도에서 피크의 변화가 시작되었으며, 이는 난연제의 분해가 시작됨에 따라 구조 변화가 나타남을 의미한다. 이러한 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 여기서, 도 4는 상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이고, 도 5는 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이다.
실험예 3: 유기계 난연성 화합물의 점화거동 특성 확인
각각의 난연제가 포함된 PVC 필름의 점화 거동을 UL-94를 통해 확인하였다. 필름은 점화 후 11초(상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물), 18초(상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물) 이내에 소화되었으며, 이는 난연제가 불꽃의 번짐을 억제하고 소화에 도움을 줌을 의미한다. 여기서, 도 6는 상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이고, 도 7은 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이다.
실험예 4: 유기계 난연성 화합물의 열적안정성 확인
각각의 난연제를 포함하는 필름을 200℃, 400℃에서 열처리 한 후, 주사전자현미경과 에너지 분산 분광 분석법을 이용하여 차르의 표면을 확인하였다.
상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물을 포함하는 필름의 표면은 빽빽하고 안정하며, PVC의 Cl이 보존되어 있는 것을 확인할 수 있었으며, 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물을 포함하는 필름의 표면은 다수의 균열 및 구멍이 존재하여 열과 산소의 공급을 효과적으로 막지 못해 PVC의 구조를 망가뜨려 Cl이 다소 적은 함량을 가지는 것을 볼 수 있었다. 여기서, 도 8은 상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이고, 도 9는 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물에 대한 결과이다.
실험예 5: 유기계 난연성 화합물의 산소한계지수 측정
순수 PVC와 각각의 난연제가 20wt%가 포함된 PVC의 산소한계지수를 측정하였다. 순수 PVC 필름에 비하면 난연제가 포함된 필름의 경우 산소한계지수가 2%, 3.2% 증가한 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과를 도 10에 나타내었다. 도 10에서 PA는 상기 화학식 2의 유기계 난연성 화합물을, P는 상기 화학식 3의 유기계 난연성 화합물을 나타낸다.
실험예 6: 유기계 난연성 화합물의 응축상, 기체상에서의 난연 메커니즘 확인
P-N 결합이 포함된 구조, P+N 구조에 따른 응축상, 기체상에서의 난연 메커니즘 차이를 보인다. 두 난연제의 LOI 및 UL-94를 볼 때, 비슷한 난연성을 가지지만, 인과 질소가 직접적으로 결합되어 있는 구조는 응축상에서 더 효과적인 난연성을 부여하여 빽빽하고 안정한 차르를 형성하는 반면, 인과 질소를 포함하는 구조는 연소 시 안정한 가스를 내뿜어 차르에 균열 및 구멍이 존재하고, 기체상에서 효과적인 난연성을 부여하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 도 11에 나타내었다.
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 이해해야만 한다.

Claims (19)

  1. 난연성을 갖는 유기계 난연성 화합물용 조성물에 있어서,
    하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물;
    상기 유기인계 화합물과 반응하는 질소계 화합물; 및
    상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 용해시켜 분산시키는 용매를 포함하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00021
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 질소계 화합물은,
    아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 아민계 화합물은,
    (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 아미노 알코올은,
    2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 아미노 알콕시실레인은,
    N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 용매는,
    테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 다이메틸설폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물의 반응시 발생되는 염화수소를 제거하도록, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민 중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물용 조성물.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항의 유기계 난연성 화합물용 조성물로 제조된 유기계 난연성 화합물.
  9. 제8 항에 있어서,
    하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물.
    [화학식 2]
    Figure pat00022
  10. 제8 항에 있어서,
    하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물.
    [화학식 3]
    Figure pat00023
  11. 난연성을 갖는 유기계 난연성 화합물의 제조방법에 있어서,
    하기 화학식 1로 표시되는 유기인계 화합물을 제1 용매에 용해시켜, 제1 용액을 준비하는 단계;
    질소계 화합물을 제2 용매에 용해시켜, 제2 용액을 준비하는 단계; 및
    상기 제1 용액과 상기 제2 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하며, 상기 유기인계 화합물과 상기 질소계 화합물을 반응시켜 유기계 난연성 화합물을 합성하는 단계;를 포함하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00024
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 질소계 화합물은,
    아민계 화합물, 아미노 알코올 및 아미노 알콕시실레인 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 아민계 화합물은,
    (2-메톡시에틸)메틸아민((2-methoxyethyl)methylamine), 메틸아민(methyl amine), 에틸아민(ethyl amine), n-프로필 아민(n-propylamine), 부틸아민(butyl amine), 헥실아민(hexyl amine), 시클로헥실아민(cyclohexylamine), 데실아민(decyl amine), 스테아릴 아민(stearyl amine), 벤질 아민(benzyl amine), 알파 나프틸 아민(α-naphtyl amine), 베타 나프틸 아민(β-naphtyl amine), 아닐린(aniline) 및 에톡시 아닐린(ethoxy aniline)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
    [화학식 2]
    Figure pat00025
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 아미노 알코올은,
    2-다이메틸아미노에탄올(2-dimethylaminoethanol), 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 2-디메틸아미노메틸-1-프로판디올 (DMAMP), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올 (AEPD), 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올 (AM PD), 및 2-아미노-1-부탄올 (AB)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 유기계 난연성 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
    [화학식 3]
    Figure pat00026
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 아미노 알콕시실레인은,
    N-(6-아미노헥실)아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(6-aminohexyl) aminopropyltrimethoxysilane (AHAP3)), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인 (N-(2- aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane (AEAP3)), N-(2-아미노에틸)아미노메틸페네틸트라이메톡시실레인 (N- (2-aminoethyl)aminomethylphenethyltrimethoxysilane (AEMP3)), (3-트라이메톡시실릴프로필)디에틸렌트라이아 민 ((3-trimethoxysilylpropyl) diethylenetriamine (DET3)), 메틸아미노프로필트라이에톡시실레인 (MAP3 (methylaminopropyltriethoxysilane)), N-(아세틸글리실)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인(N- (acetylglycyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane), N-(3-아크릴록시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트라이 에톡시실레인 (N-(3-acryloxy-2-hydroxypropyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 이소뷰틸메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3- 아미노프로필메틸디에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane), N-(2-아미노에틸)- 3-아미노프로필메틸디메톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyl dimethoxysilane), N-(2-아미노에 틸)-3-아미노프로필실레인트라이올 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노 프로필트라이에톡시실레인 (N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트 라이에톡시실레인 N-(6-aminohexyl)aminomethyltriethoxysilane, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트라이메톡 시실레인 (N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyl trimethoxysilane), N-[3-아미노(폴리프로필에녹시)]아미노프로 필트라이메톡시실레인 (N-[3-amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane) 및 3-아미노프로필실레인트 라이올 (3-aminopropyl silanetriol)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 용매는,
    테트라하이드로퓨란, 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, 클로로포름, 디메틸술폭사이드, 부탄올, 아이소프로판올, 아이소부틸알콜, 테트라 부틸알콜, 아세틱산, 1,4-다이옥산, 톨루엔 및 오소-자이렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합 용액인 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 유기인계 화합물의 합성시 발생되는 염화수소를 제거하기 위하여,
    트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 및 테트라메틸에틸렌아민 중 어느 하나를 상기 혼합용액에 첨가하는 것을 특징으로 하는 유기계 난연성 화합물의 제조방법.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090073474A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 새로운 인계 난연제, 그 제조방법 및 이를 함유하는 난연열가소성 수지 조성물
KR20100128047A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 성균관대학교산학협력단 인계 피페라진 화합물, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20100128046A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 성균관대학교산학협력단 페닐렌 포스포아미데이트 화합물, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20130106909A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 (주)엘지하우시스 아미노기 함유 인산에스테르 난연제 및 그 제조방법
KR20150045160A (ko) 2013-10-18 2015-04-28 주식회사 엘지화학 난연성 수지 조성물
CN106432332A (zh) * 2016-09-12 2017-02-22 华北理工大学 一种含磷氮丙烯酸酯及其共聚物核壳粒子的制备方法
KR20190012430A (ko) * 2017-07-27 2019-02-11 양인동 목재용 방염 조성물 및 이를 이용한 목재의 방염 처리 방법
KR20200137111A (ko) * 2019-05-29 2020-12-09 현대하이켐(주) 무기계 난연제를 포함하는 복합 난연제 및 이의 제조방법

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090073474A (ko) * 2007-12-31 2009-07-03 제일모직주식회사 새로운 인계 난연제, 그 제조방법 및 이를 함유하는 난연열가소성 수지 조성물
KR20100128047A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 성균관대학교산학협력단 인계 피페라진 화합물, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20100128046A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 성균관대학교산학협력단 페닐렌 포스포아미데이트 화합물, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20130106909A (ko) * 2012-03-21 2013-10-01 (주)엘지하우시스 아미노기 함유 인산에스테르 난연제 및 그 제조방법
KR20150045160A (ko) 2013-10-18 2015-04-28 주식회사 엘지화학 난연성 수지 조성물
CN106432332A (zh) * 2016-09-12 2017-02-22 华北理工大学 一种含磷氮丙烯酸酯及其共聚物核壳粒子的制备方法
KR20190012430A (ko) * 2017-07-27 2019-02-11 양인동 목재용 방염 조성물 및 이를 이용한 목재의 방염 처리 방법
KR20200137111A (ko) * 2019-05-29 2020-12-09 현대하이켐(주) 무기계 난연제를 포함하는 복합 난연제 및 이의 제조방법

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