ホスファゼン化合物
【課題】含塩素化合物、含臭素化合物を含有せず、また、樹脂に添加した場合、耐熱性、誘電特性及び難燃性を高度にバランスさせることのできるホスファゼン化合物を提供するものである。
【解決手段】特定の構造を有する環状ホスファゼン化合物。
【解決手段】特定の構造を有する環状ホスファゼン化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂に添加した場合に高度な難燃性を有し、且つ耐熱性、誘電特性に優れるホスファゼン化合物及び難燃性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気・電子機器分野において、使用される周波数帯が高周波数領域になるにつれて、樹脂組成物は高度な難燃性を有しながら、且つ、より優れた電気特性を有することが求められている。
樹脂の難燃剤として、分子内に反応性官能基を有するアリールオキシ基及びアリールオキシ基を有するホスファゼン化合物を用いる技術が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、十分な難燃性を得る為には、多量のホスファゼン化合物を添加する必要がある上、耐熱性、誘電特性ともに十分ではなかった。また、ホスファゼン化合物の置換基に関しては未だ任意性が許されており、該特許文献からは、本願による特定の反応性官能基及び特定の置換基を有するアリールオキシ基を含有するホスファゼン化合物が、特に難燃性、耐熱性、勇断特性に優れることを見出すことが出来ず、本願により初めて成されたものである。
【特許文献１】特開２００１−３３５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、ハロゲン化合物を含まず、耐熱性、耐吸湿性に優れ、環境上好ましい、高度な難燃性、及び優れた電気特性を有するホスファゼン化合物及び樹脂組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の反応性基及び、特定の置換基を有するアリールオキシ基を含有するホスファゼン化合物が、樹脂に添加した場合に優れた難燃性、耐熱性、及び誘電特性を有することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、
１．下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物、
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）、
【０００５】
【化１】
【０００６】
【化２】
【０００７】
【化３】
【０００８】
２．反応性官能基が、ＯＨ基、アルデヒド基およびグリシジル含有基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記１に記載のホスファゼン化合物、
３．置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基およびターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
４．置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基であり、その他が水素原子であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
５．置換基を有するアリール基において、Ｒ１及びＲ５がメチル基であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
６．樹脂（Ａ）及び上記１〜５いずれか一項に記載のホスファゼン化合物（Ｂ）からなる樹脂組成物であって、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分を１〜７０重量部含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物、
７．樹脂（Ａ）が、エポキシ樹脂であることを特徴とする上記６に記載の難燃性樹脂組成物、
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ハロゲンを含まず、樹脂に添加した場合に耐熱性、誘電特性及び難燃性のバランスに優れた樹脂組成物を得ることができるホスファゼン化合物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で好適に用いられるホスファゼン化合物は、
下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物、
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）が必須である。
【００１１】
【化４】
【００１２】
【化５】
【００１３】
【化６】
【００１４】
難燃性を決める因子の一つとして、分子中に含有するリン原子の濃度が挙げられる。ホスファゼン化合物において、鎖状構造を有する鎖状ホスファゼンは分子末端に置換基を有することから、環状ホスファゼン化合物よりもリン含有率が低くなり、同量を添加する場合、鎖状ホスファゼン化合物よりも環状ホスファゼン化合物の方がより難燃性付与効果が高いと考えられることから、本発明においては、環状ホスファゼン化合物を９５重量％以上含有するものが好ましい。
さらに、これらの化合物は国際公開番号ＷＯ００／０９５１８号に開示されている技術により、フェニレン基、ビフェニレン基および下記に示す基（４）からなる群より選ばれた架橋基によって架橋されていても良い。（式中Ｘは、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−ＳＯ２−、−Ｓ−、または−Ｏ−を、ｙは０又は１を表す）
【００１５】
【化７】
【００１６】
これらの架橋構造を有するホスファゼン化合物は、具体的にはジクロルホスファゼンオリゴマーにフェノールのアルカリ金属塩および芳香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩を反応させることにより製造される。これらのアルカリ金属塩は、ジクロルホスファゼンオリゴマーに対して理論量よりもやや過剰に添加される。これらのホスファゼン化合物は一種単独で用いても、二種以上の混合物として用いても良い。
【００１７】
アリールオキシ基上の置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は特に制限はないが、一例としてメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基等のアルキル基、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、２，５−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、３，４−ジメチルフェニル基、４−ターシャリーブチルフェニル基、２−メチル−４−ターシャリーブチルフェニル基等のアリール基、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、ｓ−ブチルオキシ基が挙げられる。
【００１８】
また、ｎ−アミルオキシ基、イソアミルオキシ基、ｔｅｒｔ−アミルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基等のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシエトキシメトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、メトキシプロピルオキシ基等のアルコキシ置換アルコキシ基、フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、３−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、２，６−ジメチルフェノキシ基、２，５−ジメチルフェノキシ基、２，４−ジメチルフェノキシ基、３，５−ジメチルフェノキシ基、３，４−ジメチルフェノキシ基、２，３，４−トリメチルフェノキシ基、２，３，５−トリメチルフェノキシ基、２，３，６−トリメチルフェノキシ基、２，４，６−トリメチルフェノキシ基、２，４，５−トリメチルフェノキシ基、３，４，５−トリメチルフェノキシ基が挙げられる。
【００１９】
２−エチルフェノキシ基、３−エチルフェノキシ基、４−エチルフェノキシ基、２，６−ジエチルフェノキシ基、２，５−ジエチルフェノキシ基、２，４−ジエチルフェノキシ基、３，５−ジエチルフェノキシ基、３，４−ジエチルフェノキシ基、４−ｎ−プロピルフェノキシ基、４−イソプロピルフェノキシ基、４−ターシャリーブチルフェノキシ基、２−メチル−４−ターシャリーブチルフェノキシ基、２−フェニルフェノキシ基、３−フェニルフェノキシ基、４−フェニルフェノキシ基等のアルキル置換フェノキシ基、アリール置換フェノキシ基ナフチル基、ナフチルオキシ基が好ましく、これらのホスファゼン化合物は一種単独で用いても、二種以上の混合物として用いても良い。
【００２０】
中でも、耐熱性、誘電特性を考慮すると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基、ターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることが好ましく、合成のし易さを考慮すると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基で、その他が水素原子であるキシレノキシ基がより好適に使用され、少なくともＲ１及びＲ５がメチル基である基が特に好適に使用される。
また、ホスファゼン化合物は環状三量体、環状四量体等の環状体や鎖状ホスファゼンといった構造の異なる混合物であるが、樹脂に添加した場合の加工性は環状三量体、四量体含有率が高いほど好ましい傾向にあり、具体的には環状三量体及び／又は四量体化合物を８０重量％以上含むホスファゼン化合物が好ましい。さらに好ましくは、三量体を７０重量％以上、より好ましくは三量体を８０重量％以上含有することが好ましい。
【００２１】
また、ホスファゼン化合物は、置換基の種類や構造の違いによっても異なるが、液状、ワックス状、固体状等、さまざまな形態を取ることができ、本発明の効果を損なわないものであれば、どのような形状でも構わない。固体状態の場合、嵩密度が０．４５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．４５ｇ／ｃｍ３以上、０．７５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
該ホスファゼン化合物中に含有するナトリウム、カリウム等のアルカリ金属成分はそれぞれ２００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは、全アルカリ金属成分が５０ｐｐｍ以下である。また、Ｐ−ＯＨ結合を含有するホスファゼン化合物の含有量が１重量％未満であることが望ましく、且つ、塩素含有量が１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
該ホスファゼン化合物においては、酸価が１．０以下、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．５以下であるものを好適に使用できる。
置換基を有するアリールオキシ基と、反応性官能基を有するアリールオキシ基の比率は、本発明の効果が発揮できる比率であれば良く、特に規定はされない。反応性、耐吸湿性、半田耐熱性等のバランスを考慮すると、反応性官能基を有するアリールオキシ基は、全置換基中に２０〜８０ｍｏｌ％であることが好ましく、より好ましくは２５〜７５ｍｏｌ％、更に好ましくは３０〜７０ｍｏｌ％であることが好ましい。
【００２３】
（使用用途）
本発明のホスファゼン化合物は、広範囲で好適に使用することができ、使用方法、使用分野は特に規定されない。好適な使用方法として、一例を挙げると、樹脂用難燃剤、塗料、コーティング剤、ゴム、潤滑剤、リチウムイオン電池、太陽電池、燃料電池、不燃性電解液、電池電装用、離形剤、離形膜、粗化面形成材、撥水剤等に好適に用いられる。
（ホスファゼン化合物の形状）
本発明におけるホスファゼン化合物の形状は、本発明の効果が達成できるものであれば特に規定するものではない。例えば、粉体、錠剤型、ペレット、塊状、ワックス、液体、オイル等の状態で供給される。また、必要であれば、ホスファゼン化合物の一部又は全部を気化させて用いることもできる。
【００２４】
（ホスファゼン化合物と樹脂との組合せ）
本発明のホスファゼン化合物は、従来公知の樹脂と組み合わせて使用することができる。使用に共される樹脂は何等規定されるものではなく、公知の硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が好適に使用される。一例を挙げると、熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハイインパクトポリスチレン、エラストマー含有ポリスチレン、シンジオタクテックポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＡＳ系樹脂、生分解性樹脂、ポリカーボネート−ＡＢＳ樹脂のアロイ、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、サーモトロピック液晶等が挙げられ、特にポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリフェニレンエーテルとポリスチレンのアロイ、ポリフェニレンエーテルとポリアミドのアロイ、ポリフェニレンエーテルとサーモトロピック液晶とのアロイ、ポリフェニレンエーテルとポリフェニレンサルファイドとのアロイが好適に使用される。
硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、キシレン樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、ケトン樹脂、アルキド樹脂、フラン樹脂、スチリルピリジン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴムがあり、特にエポキシ樹脂が好適に使用される。
本発明で使用される樹脂は、一種単独でも、二種以上の樹脂を組み合わせて用いても良い。
【００２５】
（配合割合）
本発明によるホスファゼン化合物と樹脂との配合割合は、本発明の効果を得ることのできる割合であればよく特に規定はされないが、樹脂（Ａ）の１００重量部に対し、ホスファゼン化合物（Ｂ）を１〜７０重量部であることが好ましい。より好ましくは（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は２〜５０重量部であり、更に好ましくは、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は３〜４０重量部であり、特に好ましくは（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は５〜３０重量部である。
【００２６】
（添加剤）
本発明によるホスファゼン化合物及び樹脂組成物においては、本発明の効果が達成できる範囲で、従来公知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を併用することができる。例示すると、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスフィン、ビス（ジアリールホスフィノ）ベンゼン、トリス（ジアリールホスフィノ）ベンゼン等の三級ホスフィン類やその酸化物や硫化物、ホスフィン酸やホスホン酸等の金属塩、アミド、アンモニウム塩、メラミンとの誘導体、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、アルミン酸カルシウム等の金属水酸化物、メラミン、メラム、メレム、メロン、メチレンジメラミン、エチレンジメラミン、デカメチレンジメラミン、１，３−シクロヘキシルジメラミン、４，４’−ジエチレンジメラミン、ジエチレントリメラミン、ベンゾグアナミン、ジベンゾグアナミン、サクシノグアナミン、メチルグアナミン、アセトグアナミン、メラミン樹脂等や、上記化合物のシアヌル酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硼酸塩、２−ジブチルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン、２−Ｎ−フェニルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、トリアリルシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン系化合物、バナジウム、二オブ、タンタル、鉄、ルテニウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金等の酸化物や硫化物、硼酸、硼酸亜鉛化合物等の硼素含有化合物、ポリオルガノシロキサン、シルセスキオキサン、シリコン樹脂等の珪素含有化合物、シリカ、カオリンクレー、タルク、ウォラストナイト等の無機珪素化合物を添加して更なる難燃性の向上も可能である。
【００２７】
また、本発明のホスファゼン化合物及び樹脂組成物においては、機械物性を向上させる目的で、従来公知の充填材を配合することができる。例えば、シリカ、カオリンクレー、タルク、ウォラストナイト、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス繊維、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、硼酸マグネシウムや、ケナフ繊維、炭素繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、石英繊維等の繊維状補強剤や、非繊維状補強剤が挙げられる。これらは、有機物や無機物等で被覆されていたも良い。
本発明のホスファゼン化合物及び、ホスファゼン化合物を含有する難燃性樹脂組成物を使用する場合、剛性や寸法安定性等の他の特性を付与するため、本発明の効果を損なわない範囲で他の添加剤、例えば可塑剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤、光安定剤などの安定剤、硬化剤、硬化促進剤、帯電防止剤、導電性付与剤、応力緩和剤、離型剤、結晶化促進剤、加水分解抑制剤、潤滑剤、衝撃付与剤、摺動性改良剤、相溶化剤、核剤、強化剤、補強剤、流動調整剤、染料、増感材、着色用顔料、ゴム質重合体、導電性高分子等を予め添加することができる。
【００２８】
（配合順序）
本発明における難燃性樹脂組成物において、各成分の配合方法は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものでない。（Ａ）成分と（Ｂ）成分及び、他の成分を予め混合して用いても良いし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を混合した後、他の成分を配合しても良い。また、（Ａ）成分と他の成分を混合した後、（Ｂ）成分を配合しても良いし、（Ｂ）成分と他の成分を混合した後、（Ａ）成分を配合しても良い。
（配合方法）
本発明におけるホスファゼン化合物と樹脂との配合方法は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものではない。例えば、押出機、加熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練製造することができる。その中でも押出機による溶融混練が、生産性の面で好ましい。溶融混練温度は、ベース樹脂の好ましい加工温度に従えばよく、目安としては１４０〜３６０℃の範囲、好ましくは１８０〜３２０℃の範囲である。
【００２９】
また本発明の該組成物の成形体は、射出成形、シート成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形、インフレーション成形、押出成形、発泡成形、フィルム成形等、公知の方法で成形することが可能であり、圧空成形、真空成形等の二次加工成形法も用いることができる。
また、本発明によるホスファゼン化合物を硬化性樹脂に配合する場合には、樹脂組成物を製造するための成分を、無溶媒で、若しくは、必要に応じて均一に混合できる溶媒を用いて混合した後、溶媒を除去して樹脂混合物を得て、これを金型内へ注形し硬化させた後冷却し、型から取り出すことにより成型品を得る方法でも良い。また、型に注型し、熱プレスにより硬化させることもできる。各成分を溶解させる為の溶媒は各種材料を均一に混合することができ、且つ、使用することによって本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されるものではない。一例としてはトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、メチルセルソルブ、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペンタン等が挙げられる。
【００３０】
また、加熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機等の混練機を用いて混練製造した後、冷却、粉砕し、さらにトランスファー成形、射出成形、圧縮成形等により成形を行う方法も一例として挙げることができる。また、硬化方法は使用する硬化剤により異なるが、特に限定はされない。例としては、熱硬化、光硬化、ＵＶ硬化、圧力による硬化、湿気による硬化等が挙げられるが、本発明の効果が達成できる硬化方法であれば規定されるものではない。各成分を混合させる順序は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものではない。樹脂組成物の製造方法は、それぞれの樹脂の適性に応じて、好ましい方法を用いることができる。
【００３１】
（難燃性樹脂組成物の用途）
本発明のホスファゼン化合物を用いた難燃性樹脂組成物は、コイルボビン、フライバックトランス、コネクター、トレイ、偏光ヨーク等の電気・電子機器部品、プリント配線板、プリント基板、封止剤、電気絶縁材料、電気被覆剤、積層板、高速演算用ワニス、先端複合材料、電線、アンテナ剤、ケーブル、高性能成型材料等の電気・電子材料用途、塗料、接着剤、コーティング材、食器、ボタン、繊維・紙処理剤、化粧板、ＵＶ硬化型インキ、シーラント、合成皮革、断熱緩衝材料、塗膜防水材、防食ライニング、鋳型用バインダー、ラッカー、ペイント、インキの改質材、樹脂変性材、航空機内装剤、複合材料用マトリックス、家庭用品、ＯＡ機器、ＡＶ機器、電池電装用、照明機器、自動車部品用途、光学材料用途、ハウジング用途、ＥＴＣ、ＩＴＣ、携帯電話等に最適に使用される。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。また、本発明の組成物の調整方法は、各種材料を均一に混合することができる手法であれば特に限定されるものではない。
実施例および比較例で用いた各成分は以下のものである。
（Ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）
ＡＥＲ２５０（旭化成エポキシ（株）社製）；エポキシ当量１８４〜１８６
（Ｂ）ホスファゼン化合物
（Ｂ−１）水酸基含有ホスファゼン
上記化学式（１）において、ｎ＝３が９６ｗｔ％、ｎ＝４が３ｗｔ％、ｎ≧５が１ｗｔ％であり、１ＨＮＭＲ、３１ＰＮＭＲ、元素分析から求めた推定組成が［Ｎ＝Ｐ（ＯＸｙ−２，６）1.2（ＯＣ6Ｈ4ＯＨ）0.8］ｎであるホスファゼン化合物。
（Ｂ−２）グリジシル基含有ホスファゼン
（Ｂ−１）のホスファゼン化合物とエピクロルヒドリンから調製したグリシジル基含有ホスファゼン化合物。
（Ｂ−３）
上記化学式（１）においｔ、ｎ＝３が９２ｗｔ％、ｎ＝４が５ｗｔ％、ｎ≧５が３ｗｔ％であり、１ＨＮＭＲ、３１ＰＮＭＲ、元素分析から求めた推定組成が［Ｎ＝Ｐ（ＯＰｈ）1.0（ＯＣ6Ｈ4ＯＨ）1.0］ｎであるホスファゼン化合物。
（Ｂ−４）
上記化学式（１）においてｎ＝３が９３．６ｗｔ％、ｎ＝４が４．０ｗｔ％、ｎ≧５が２．４ｗｔ％であるフェノキシホスファゼン。
（Ｃ）硬化剤
ｍ−キシレン−α,α’−ジアミン（和光純薬工業（株）社製）。
【００３３】
（１） 難燃性
ＵＬ−９４垂直燃焼試験に基づき、長さ１２８ｍｍ×幅１２．８ｍｍ×厚さ２ｍｍの成形試験片を用いて評価を行った。
（２） 耐熱性（ＨＤＴ）
ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８に基づき、表１〜３では厚さ２ｍｍの成形片で４．６ｋｇ荷重にて測定した。
（３） 誘電特性
厚さ約２ｍｍの成型片を用いて、比誘電正接を周波数１ＧＨｚにて測定した。
【００３４】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
表１に示す量のエポキシ樹脂及びＰＰＥを、設定温度１４０℃のオイルバス中で溶解させて後、設定温度１３０℃のオイルバス中でホスファゼン化合物を混合し、温度を保ったまま、ｍＸＤＡを添加した後、型に流し込んだ。
次いで、１５０℃、０ｋｇｆ/ｃｍ２で１分間、１５０℃／１０ｋｇｆ/ｃｍ２で１分間、１５０℃／４０ｋｇｆ/ｃｍ２で１５分、熱プレス機で硬化させることにより試験片を成型して、物性評価を行い、表１の結果を得た。
【００３５】
【表１】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂に添加した場合に高度な難燃性を有し、且つ耐熱性、誘電特性に優れるホスファゼン化合物及び難燃性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気・電子機器分野において、使用される周波数帯が高周波数領域になるにつれて、樹脂組成物は高度な難燃性を有しながら、且つ、より優れた電気特性を有することが求められている。
樹脂の難燃剤として、分子内に反応性官能基を有するアリールオキシ基及びアリールオキシ基を有するホスファゼン化合物を用いる技術が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、十分な難燃性を得る為には、多量のホスファゼン化合物を添加する必要がある上、耐熱性、誘電特性ともに十分ではなかった。また、ホスファゼン化合物の置換基に関しては未だ任意性が許されており、該特許文献からは、本願による特定の反応性官能基及び特定の置換基を有するアリールオキシ基を含有するホスファゼン化合物が、特に難燃性、耐熱性、勇断特性に優れることを見出すことが出来ず、本願により初めて成されたものである。
【特許文献１】特開２００１−３３５６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、ハロゲン化合物を含まず、耐熱性、耐吸湿性に優れ、環境上好ましい、高度な難燃性、及び優れた電気特性を有するホスファゼン化合物及び樹脂組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の反応性基及び、特定の置換基を有するアリールオキシ基を含有するホスファゼン化合物が、樹脂に添加した場合に優れた難燃性、耐熱性、及び誘電特性を有することを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、
１．下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物、
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）、
【０００５】
【化１】
【０００６】
【化２】
【０００７】
【化３】
【０００８】
２．反応性官能基が、ＯＨ基、アルデヒド基およびグリシジル含有基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする上記１に記載のホスファゼン化合物、
３．置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基およびターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
４．置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基であり、その他が水素原子であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
５．置換基を有するアリール基において、Ｒ１及びＲ５がメチル基であることを特徴とする上記１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物、
６．樹脂（Ａ）及び上記１〜５いずれか一項に記載のホスファゼン化合物（Ｂ）からなる樹脂組成物であって、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分を１〜７０重量部含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物、
７．樹脂（Ａ）が、エポキシ樹脂であることを特徴とする上記６に記載の難燃性樹脂組成物、
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ハロゲンを含まず、樹脂に添加した場合に耐熱性、誘電特性及び難燃性のバランスに優れた樹脂組成物を得ることができるホスファゼン化合物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で好適に用いられるホスファゼン化合物は、
下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物、
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）が必須である。
【００１１】
【化４】
【００１２】
【化５】
【００１３】
【化６】
【００１４】
難燃性を決める因子の一つとして、分子中に含有するリン原子の濃度が挙げられる。ホスファゼン化合物において、鎖状構造を有する鎖状ホスファゼンは分子末端に置換基を有することから、環状ホスファゼン化合物よりもリン含有率が低くなり、同量を添加する場合、鎖状ホスファゼン化合物よりも環状ホスファゼン化合物の方がより難燃性付与効果が高いと考えられることから、本発明においては、環状ホスファゼン化合物を９５重量％以上含有するものが好ましい。
さらに、これらの化合物は国際公開番号ＷＯ００／０９５１８号に開示されている技術により、フェニレン基、ビフェニレン基および下記に示す基（４）からなる群より選ばれた架橋基によって架橋されていても良い。（式中Ｘは、−Ｃ（ＣＨ３）２−、−ＳＯ２−、−Ｓ−、または−Ｏ−を、ｙは０又は１を表す）
【００１５】
【化７】
【００１６】
これらの架橋構造を有するホスファゼン化合物は、具体的にはジクロルホスファゼンオリゴマーにフェノールのアルカリ金属塩および芳香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩を反応させることにより製造される。これらのアルカリ金属塩は、ジクロルホスファゼンオリゴマーに対して理論量よりもやや過剰に添加される。これらのホスファゼン化合物は一種単独で用いても、二種以上の混合物として用いても良い。
【００１７】
アリールオキシ基上の置換基Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は特に制限はないが、一例としてメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−アミル基、イソアミル基等のアルキル基、フェニル基、２−メチルフェニル基、３−メチルフェニル基、４−メチルフェニル基、２，６−ジメチルフェニル基、３，５−ジメチルフェニル基、２，５−ジメチルフェニル基、２，４−ジメチルフェニル基、３，４−ジメチルフェニル基、４−ターシャリーブチルフェニル基、２−メチル−４−ターシャリーブチルフェニル基等のアリール基、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ｎ−ブチルオキシ基、ｔｅｒｔ−ブチルオキシ基、ｓ−ブチルオキシ基が挙げられる。
【００１８】
また、ｎ−アミルオキシ基、イソアミルオキシ基、ｔｅｒｔ−アミルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基等のアルコキシ基、メトキシメトキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシエトキシメトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、メトキシプロピルオキシ基等のアルコキシ置換アルコキシ基、フェノキシ基、２−メチルフェノキシ基、３−メチルフェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、２，６−ジメチルフェノキシ基、２，５−ジメチルフェノキシ基、２，４−ジメチルフェノキシ基、３，５−ジメチルフェノキシ基、３，４−ジメチルフェノキシ基、２，３，４−トリメチルフェノキシ基、２，３，５−トリメチルフェノキシ基、２，３，６−トリメチルフェノキシ基、２，４，６−トリメチルフェノキシ基、２，４，５−トリメチルフェノキシ基、３，４，５−トリメチルフェノキシ基が挙げられる。
【００１９】
２−エチルフェノキシ基、３−エチルフェノキシ基、４−エチルフェノキシ基、２，６−ジエチルフェノキシ基、２，５−ジエチルフェノキシ基、２，４−ジエチルフェノキシ基、３，５−ジエチルフェノキシ基、３，４−ジエチルフェノキシ基、４−ｎ−プロピルフェノキシ基、４−イソプロピルフェノキシ基、４−ターシャリーブチルフェノキシ基、２−メチル−４−ターシャリーブチルフェノキシ基、２−フェニルフェノキシ基、３−フェニルフェノキシ基、４−フェニルフェノキシ基等のアルキル置換フェノキシ基、アリール置換フェノキシ基ナフチル基、ナフチルオキシ基が好ましく、これらのホスファゼン化合物は一種単独で用いても、二種以上の混合物として用いても良い。
【００２０】
中でも、耐熱性、誘電特性を考慮すると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基、ターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることが好ましく、合成のし易さを考慮すると、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基で、その他が水素原子であるキシレノキシ基がより好適に使用され、少なくともＲ１及びＲ５がメチル基である基が特に好適に使用される。
また、ホスファゼン化合物は環状三量体、環状四量体等の環状体や鎖状ホスファゼンといった構造の異なる混合物であるが、樹脂に添加した場合の加工性は環状三量体、四量体含有率が高いほど好ましい傾向にあり、具体的には環状三量体及び／又は四量体化合物を８０重量％以上含むホスファゼン化合物が好ましい。さらに好ましくは、三量体を７０重量％以上、より好ましくは三量体を８０重量％以上含有することが好ましい。
【００２１】
また、ホスファゼン化合物は、置換基の種類や構造の違いによっても異なるが、液状、ワックス状、固体状等、さまざまな形態を取ることができ、本発明の効果を損なわないものであれば、どのような形状でも構わない。固体状態の場合、嵩密度が０．４５ｇ／ｃｍ３以上、好ましくは０．４５ｇ／ｃｍ３以上、０．７５ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
該ホスファゼン化合物中に含有するナトリウム、カリウム等のアルカリ金属成分はそれぞれ２００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは、全アルカリ金属成分が５０ｐｐｍ以下である。また、Ｐ−ＯＨ結合を含有するホスファゼン化合物の含有量が１重量％未満であることが望ましく、且つ、塩素含有量が１０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００２２】
該ホスファゼン化合物においては、酸価が１．０以下、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．５以下であるものを好適に使用できる。
置換基を有するアリールオキシ基と、反応性官能基を有するアリールオキシ基の比率は、本発明の効果が発揮できる比率であれば良く、特に規定はされない。反応性、耐吸湿性、半田耐熱性等のバランスを考慮すると、反応性官能基を有するアリールオキシ基は、全置換基中に２０〜８０ｍｏｌ％であることが好ましく、より好ましくは２５〜７５ｍｏｌ％、更に好ましくは３０〜７０ｍｏｌ％であることが好ましい。
【００２３】
（使用用途）
本発明のホスファゼン化合物は、広範囲で好適に使用することができ、使用方法、使用分野は特に規定されない。好適な使用方法として、一例を挙げると、樹脂用難燃剤、塗料、コーティング剤、ゴム、潤滑剤、リチウムイオン電池、太陽電池、燃料電池、不燃性電解液、電池電装用、離形剤、離形膜、粗化面形成材、撥水剤等に好適に用いられる。
（ホスファゼン化合物の形状）
本発明におけるホスファゼン化合物の形状は、本発明の効果が達成できるものであれば特に規定するものではない。例えば、粉体、錠剤型、ペレット、塊状、ワックス、液体、オイル等の状態で供給される。また、必要であれば、ホスファゼン化合物の一部又は全部を気化させて用いることもできる。
【００２４】
（ホスファゼン化合物と樹脂との組合せ）
本発明のホスファゼン化合物は、従来公知の樹脂と組み合わせて使用することができる。使用に共される樹脂は何等規定されるものではなく、公知の硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が好適に使用される。一例を挙げると、熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハイインパクトポリスチレン、エラストマー含有ポリスチレン、シンジオタクテックポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＡＳ系樹脂、生分解性樹脂、ポリカーボネート−ＡＢＳ樹脂のアロイ、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、サーモトロピック液晶等が挙げられ、特にポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリフェニレンエーテルとポリスチレンのアロイ、ポリフェニレンエーテルとポリアミドのアロイ、ポリフェニレンエーテルとサーモトロピック液晶とのアロイ、ポリフェニレンエーテルとポリフェニレンサルファイドとのアロイが好適に使用される。
硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、キシレン樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、ケトン樹脂、アルキド樹脂、フラン樹脂、スチリルピリジン樹脂、シリコン樹脂、合成ゴムがあり、特にエポキシ樹脂が好適に使用される。
本発明で使用される樹脂は、一種単独でも、二種以上の樹脂を組み合わせて用いても良い。
【００２５】
（配合割合）
本発明によるホスファゼン化合物と樹脂との配合割合は、本発明の効果を得ることのできる割合であればよく特に規定はされないが、樹脂（Ａ）の１００重量部に対し、ホスファゼン化合物（Ｂ）を１〜７０重量部であることが好ましい。より好ましくは（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は２〜５０重量部であり、更に好ましくは、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は３〜４０重量部であり、特に好ましくは（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分は５〜３０重量部である。
【００２６】
（添加剤）
本発明によるホスファゼン化合物及び樹脂組成物においては、本発明の効果が達成できる範囲で、従来公知のノンハロゲン、ノンアンチモンの難燃剤を併用することができる。例示すると、トリアリールホスフィン、トリアルキルホスフィン、ビス（ジアリールホスフィノ）ベンゼン、トリス（ジアリールホスフィノ）ベンゼン等の三級ホスフィン類やその酸化物や硫化物、ホスフィン酸やホスホン酸等の金属塩、アミド、アンモニウム塩、メラミンとの誘導体、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、アルミン酸カルシウム等の金属水酸化物、メラミン、メラム、メレム、メロン、メチレンジメラミン、エチレンジメラミン、デカメチレンジメラミン、１，３−シクロヘキシルジメラミン、４，４’−ジエチレンジメラミン、ジエチレントリメラミン、ベンゾグアナミン、ジベンゾグアナミン、サクシノグアナミン、メチルグアナミン、アセトグアナミン、メラミン樹脂等や、上記化合物のシアヌル酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硼酸塩、２−ジブチルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン、２−Ｎ−フェニルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、トリアリルシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート等のトリアジン系化合物、バナジウム、二オブ、タンタル、鉄、ルテニウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金等の酸化物や硫化物、硼酸、硼酸亜鉛化合物等の硼素含有化合物、ポリオルガノシロキサン、シルセスキオキサン、シリコン樹脂等の珪素含有化合物、シリカ、カオリンクレー、タルク、ウォラストナイト等の無機珪素化合物を添加して更なる難燃性の向上も可能である。
【００２７】
また、本発明のホスファゼン化合物及び樹脂組成物においては、機械物性を向上させる目的で、従来公知の充填材を配合することができる。例えば、シリカ、カオリンクレー、タルク、ウォラストナイト、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラス繊維、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、硼酸マグネシウムや、ケナフ繊維、炭素繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、石英繊維等の繊維状補強剤や、非繊維状補強剤が挙げられる。これらは、有機物や無機物等で被覆されていたも良い。
本発明のホスファゼン化合物及び、ホスファゼン化合物を含有する難燃性樹脂組成物を使用する場合、剛性や寸法安定性等の他の特性を付与するため、本発明の効果を損なわない範囲で他の添加剤、例えば可塑剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤、光安定剤などの安定剤、硬化剤、硬化促進剤、帯電防止剤、導電性付与剤、応力緩和剤、離型剤、結晶化促進剤、加水分解抑制剤、潤滑剤、衝撃付与剤、摺動性改良剤、相溶化剤、核剤、強化剤、補強剤、流動調整剤、染料、増感材、着色用顔料、ゴム質重合体、導電性高分子等を予め添加することができる。
【００２８】
（配合順序）
本発明における難燃性樹脂組成物において、各成分の配合方法は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものでない。（Ａ）成分と（Ｂ）成分及び、他の成分を予め混合して用いても良いし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を混合した後、他の成分を配合しても良い。また、（Ａ）成分と他の成分を混合した後、（Ｂ）成分を配合しても良いし、（Ｂ）成分と他の成分を混合した後、（Ａ）成分を配合しても良い。
（配合方法）
本発明におけるホスファゼン化合物と樹脂との配合方法は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものではない。例えば、押出機、加熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練製造することができる。その中でも押出機による溶融混練が、生産性の面で好ましい。溶融混練温度は、ベース樹脂の好ましい加工温度に従えばよく、目安としては１４０〜３６０℃の範囲、好ましくは１８０〜３２０℃の範囲である。
【００２９】
また本発明の該組成物の成形体は、射出成形、シート成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形、インフレーション成形、押出成形、発泡成形、フィルム成形等、公知の方法で成形することが可能であり、圧空成形、真空成形等の二次加工成形法も用いることができる。
また、本発明によるホスファゼン化合物を硬化性樹脂に配合する場合には、樹脂組成物を製造するための成分を、無溶媒で、若しくは、必要に応じて均一に混合できる溶媒を用いて混合した後、溶媒を除去して樹脂混合物を得て、これを金型内へ注形し硬化させた後冷却し、型から取り出すことにより成型品を得る方法でも良い。また、型に注型し、熱プレスにより硬化させることもできる。各成分を溶解させる為の溶媒は各種材料を均一に混合することができ、且つ、使用することによって本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されるものではない。一例としてはトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、メチルセルソルブ、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペンタン等が挙げられる。
【００３０】
また、加熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、押出機等の混練機を用いて混練製造した後、冷却、粉砕し、さらにトランスファー成形、射出成形、圧縮成形等により成形を行う方法も一例として挙げることができる。また、硬化方法は使用する硬化剤により異なるが、特に限定はされない。例としては、熱硬化、光硬化、ＵＶ硬化、圧力による硬化、湿気による硬化等が挙げられるが、本発明の効果が達成できる硬化方法であれば規定されるものではない。各成分を混合させる順序は、本発明の効果が達成できる方法であれば特に規定するものではない。樹脂組成物の製造方法は、それぞれの樹脂の適性に応じて、好ましい方法を用いることができる。
【００３１】
（難燃性樹脂組成物の用途）
本発明のホスファゼン化合物を用いた難燃性樹脂組成物は、コイルボビン、フライバックトランス、コネクター、トレイ、偏光ヨーク等の電気・電子機器部品、プリント配線板、プリント基板、封止剤、電気絶縁材料、電気被覆剤、積層板、高速演算用ワニス、先端複合材料、電線、アンテナ剤、ケーブル、高性能成型材料等の電気・電子材料用途、塗料、接着剤、コーティング材、食器、ボタン、繊維・紙処理剤、化粧板、ＵＶ硬化型インキ、シーラント、合成皮革、断熱緩衝材料、塗膜防水材、防食ライニング、鋳型用バインダー、ラッカー、ペイント、インキの改質材、樹脂変性材、航空機内装剤、複合材料用マトリックス、家庭用品、ＯＡ機器、ＡＶ機器、電池電装用、照明機器、自動車部品用途、光学材料用途、ハウジング用途、ＥＴＣ、ＩＴＣ、携帯電話等に最適に使用される。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。また、本発明の組成物の調整方法は、各種材料を均一に混合することができる手法であれば特に限定されるものではない。
実施例および比較例で用いた各成分は以下のものである。
（Ａ）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）
ＡＥＲ２５０（旭化成エポキシ（株）社製）；エポキシ当量１８４〜１８６
（Ｂ）ホスファゼン化合物
（Ｂ−１）水酸基含有ホスファゼン
上記化学式（１）において、ｎ＝３が９６ｗｔ％、ｎ＝４が３ｗｔ％、ｎ≧５が１ｗｔ％であり、１ＨＮＭＲ、３１ＰＮＭＲ、元素分析から求めた推定組成が［Ｎ＝Ｐ（ＯＸｙ−２，６）1.2（ＯＣ6Ｈ4ＯＨ）0.8］ｎであるホスファゼン化合物。
（Ｂ−２）グリジシル基含有ホスファゼン
（Ｂ−１）のホスファゼン化合物とエピクロルヒドリンから調製したグリシジル基含有ホスファゼン化合物。
（Ｂ−３）
上記化学式（１）においｔ、ｎ＝３が９２ｗｔ％、ｎ＝４が５ｗｔ％、ｎ≧５が３ｗｔ％であり、１ＨＮＭＲ、３１ＰＮＭＲ、元素分析から求めた推定組成が［Ｎ＝Ｐ（ＯＰｈ）1.0（ＯＣ6Ｈ4ＯＨ）1.0］ｎであるホスファゼン化合物。
（Ｂ−４）
上記化学式（１）においてｎ＝３が９３．６ｗｔ％、ｎ＝４が４．０ｗｔ％、ｎ≧５が２．４ｗｔ％であるフェノキシホスファゼン。
（Ｃ）硬化剤
ｍ−キシレン−α,α’−ジアミン（和光純薬工業（株）社製）。
【００３３】
（１） 難燃性
ＵＬ−９４垂直燃焼試験に基づき、長さ１２８ｍｍ×幅１２．８ｍｍ×厚さ２ｍｍの成形試験片を用いて評価を行った。
（２） 耐熱性（ＨＤＴ）
ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８に基づき、表１〜３では厚さ２ｍｍの成形片で４．６ｋｇ荷重にて測定した。
（３） 誘電特性
厚さ約２ｍｍの成型片を用いて、比誘電正接を周波数１ＧＨｚにて測定した。
【００３４】
［実施例１〜２、比較例１〜２］
表１に示す量のエポキシ樹脂及びＰＰＥを、設定温度１４０℃のオイルバス中で溶解させて後、設定温度１３０℃のオイルバス中でホスファゼン化合物を混合し、温度を保ったまま、ｍＸＤＡを添加した後、型に流し込んだ。
次いで、１５０℃、０ｋｇｆ/ｃｍ２で１分間、１５０℃／１０ｋｇｆ/ｃｍ２で１分間、１５０℃／４０ｋｇｆ/ｃｍ２で１５分、熱プレス機で硬化させることにより試験片を成型して、物性評価を行い、表１の結果を得た。
【００３５】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物。
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）。
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項２】
反応性官能基が、ＯＨ基、アルデヒド基およびグリシジル含有基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載のホスファゼン化合物。
【請求項３】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基およびターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項４】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基であり、その他が水素原子であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項５】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１及びＲ５がメチル基であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項６】
樹脂（Ａ）及び請求項１〜５いずれか一項に記載のホスファゼン化合物（Ｂ）からなる樹脂組成物であって、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分を１〜７０重量部含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物。
【請求項７】
樹脂（Ａ）が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項８】
請求項６又は７いずれか一項に記載の樹脂組成物からなる成形体。
【請求項１】
下記式（１）で示される環状ホスファゼン化合物。
ただし、式（１）中のｎは１〜８の整数であり、式（１）中のＸは少なくとも一つが下記式（２）で示される置換基を有するアリール基（式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基を表し、Ｒ１〜Ｒ５の少なくとも二つ以上が水素原子以外の基であり、Ｒ１〜Ｒ５すべてが同時に水素原子であることはない）で、他の基が下記式（３）で示される反応性官能基を有するアリール基（式中のＲ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０のうち少なくとも一つが、ＯＨ基、ＳＨ基、アルデヒド基、グリシジル含有基、シアノ基の中から選ばれる少なくとも一種の基であり、それ以外が水素原子、炭素数が１〜５のアルキル基又はアルコキシ基、又はフェニル基である基）。
【化１】
【化２】
【化３】
【請求項２】
反応性官能基が、ＯＨ基、アルデヒド基およびグリシジル含有基から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載のホスファゼン化合物。
【請求項３】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基、エチル基およびターシャリーブチル基から選ばれる少なくとも一種の基であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項４】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５のうち少なくとも二つがメチル基であり、その他が水素原子であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項５】
置換基を有するアリール基において、Ｒ１及びＲ５がメチル基であることを特徴とする請求項１又は２いずれか一項に記載のホスファゼン化合物。
【請求項６】
樹脂（Ａ）及び請求項１〜５いずれか一項に記載のホスファゼン化合物（Ｂ）からなる樹脂組成物であって、（Ａ）成分１００重量部に対し、（Ｂ）成分を１〜７０重量部含有することを特徴とする難燃性樹脂組成物。
【請求項７】
樹脂（Ａ）が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項８】
請求項６又は７いずれか一項に記載の樹脂組成物からなる成形体。
【公開番号】特開２００６−１１７５４５（Ｐ２００６−１１７５４５Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０４３３２（Ｐ２００４−３０４３３２）
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１９日（２００４．１０．１９）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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