説明

メラミンフェニルホスフィン酸塩の難燃剤組成物

本発明は、メラミンフェニルホスフィン酸塩及びメラミンフェニルホスフィン酸塩とジヒドロ−オキサ−ホスファフェナントレン誘導体との混合物を含有する難燃剤ポリマー組成物に関する。前記組成物は、特に、多官能性エポキシド又は縮合重合体、例えばポリエステル、ポリアミド及びポリカーボネートに基づく難燃剤化合物の製造のために有用である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メラミンフェニルホスフィン酸塩及びメラミンフェニルホスフィン酸塩とジヒドロ−オキサ−ホスファフェナントレン誘導体との混合物を含有する難燃剤ポリマー組成物に関する。前記組成物は、特に、多官能価エポキシド又は縮合重合体、例えばポリエステル、ポリアミド及びポリカーボネートに基づく難燃剤化合物の製造のために有用である。
【0002】
難燃剤は、ポリマーの難燃剤特性を高めるために、ポリマー材料(合成又は天然)に添加される。これらの組成物に依存して、難燃剤は、固体相、液相又はガス相中で、化学的に、例えば窒素の遊離による泡立ち、及び/又は物理的に、例えば泡被覆を製造することによって、作用してよい。難燃剤は、燃焼プロセスの特定の工程中、例えば加熱中に、分解、点火又は延焼を妨害する。
【0003】
種々のポリマー物質中で使用されうる改良された特性を有する難燃剤組成物がさらに必要である。安全性及び環境条件に関する増加された基準は、より厳密な調整をもたらす。特に公知であるハロゲン含有難燃剤は、もはや、全ての必要な要求を満たさない。従って、特に、火に関連する煤煙濃度の点においてそれらのより良好な性能を考慮して、ハロゲンを有さない難燃剤が好ましい。改良された熱安定性及びほとんどない腐食性の挙動は、さらに、ハロゲンを有さない難燃剤組成物の利点である。驚くべきことに、優れた難燃性を有するポリマーが、メラミンホスフィン酸塩がポリマー基材に添加される場合に好ましいことが見出されている。本発明による難燃剤組成物の使用の場合に、ハロゲン含有難燃剤、例えばテトラブロモビスフェノール(TBBA)及びアンチモン化合物は、大部分は還元又は置き換えられてよい。
【0004】
本発明は、
a)式
【化1】

[式中、
1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示す]のメラミンフェニルホスフィン酸塩、並びに
b)ポリマー基材
を含有する組成物成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0005】
難燃剤として使用するための前記の組成物は、本発明の他の実施態様である。
【0006】
本発明の好ましい一実施態様は、
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は水素を示し、又は
1〜R5の1〜3個は、C1〜C4アルキル、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択された置換基を示し、かつ他のR1〜R5は水素を示す]、並びに
b)ポリマー基材
を含有する組成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0007】
本発明のより好ましい一実施態様は、
a)式
【化2】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩、及び
b)ポリマー基材
を含有する組成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0008】
本発明の特定の一実施態様は、
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は互いに独立して、C1〜C4アルキル、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択された置換基を示す]、並びに
b)多官能価エポキシ化合物、硬化剤化合物及び熱可塑性ポリマーからなる群から選択されるポリマー基材
を含有する組成物に関する。
【0009】
本発明のより特定の一実施態様は、
a)式
【化3】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩、及び
b)多官能価エポキシ化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する組成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0010】
本発明の好ましい一実施態様は、
a)式
【化4】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式
【化5】

によって示されるようなオキサホスホリンオキシドとの組合せで、及び
b)多官能価エポキシド化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する組成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0011】
本発明の極めて好ましい一実施態様は、
a)式
【化6】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式
【化7】

の6H−ジベンズ[c,e][1,2]オキサザホスホリン−6−オキシド、又はそれらの誘導体との組合せで、及び
b)多官能価エポキシド化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する組成物、特に難燃剤組成物に関する。
【0012】
本発明による組成物は、UL−94(Underwriter’s Laboratories Subject 94)による所望のV−0規格、及び特に調合物を強化させるグラスファイバーにおける試験法に関連する他の優れた規格を見たし、その際通常FR系は失敗する傾向がある。
【0013】
前記組成物は、次の成分を含む。
【0014】
成分a)

【化8】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩において、R1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、例えばメチル、エチル、n−もしくはイソプロピル、又はn−、イソ−又はtert−ブチル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル、例えばヒドロキシメチル又は1−もしくは2−ヒドロキシエチル、並びにC1〜C4アルコキシ、例えばメトキシ又はエトキシからなる群から選択される置換基を示す。
【0015】
前記のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)は、公知の方法、例えばメラミンの当量と、式
【化9】

[式中、R1〜R5は前記の通りである]
のフェニルホスフィン酸との酸−塩基反応によって得られる。
【0016】
好ましい一実施態様によって、メラミンフェニルホスフィン酸塩は、メラミン及びフェニルホスフィン酸から、例えば熱い液体として双方の混合物の添加によって、続いて結晶化、濾過、乾燥及び粉砕によって製造される。
【0017】
本発明の他の一実施態様は、式
【化10】

[式中、
1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示す]のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)化合物、
特に、メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は、水素を表し、又は
1〜R5の1〜3個は、C1〜C4アルキル、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択された置換基を示し、かつ他のR1〜R5は水素を示す]に関する。
【0018】
本発明は、式
【化11】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩化合物にも関する。
【0019】
前記メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)の製造方法は、本発明の主題でもある。
【0020】
好ましい一実施態様によって、前記メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)は、本発明の難燃剤組成物で、式
【化12】

によって示されるような、オキサホスホリンオキシド又はそれらの誘導体と組合せられる。
【0021】
オキサホスホリンオキシド(II)において、リン原子及び1つの酸素原子は、環状構造、特に5員環又は6員環の一部分であり、一部分の式
【化13】

の少なくとも1つの基が存在する。
【0022】
好ましい一実施態様によって、前記オキサホスホリンオキシド(II)は、6H−ジベンズ[c,e][1,2]オキサホスホリン−6−オキシド、3,4:5,6−ジベンゾ−2H−1,2−オキサホスホリン−2−オキシド又は9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスホリルフェナントレン−10−オキシドと言われ、DOPO(C.A. RN 35948−25−5)と略記される、次の構造式
【化14】

によって示される。かかかる化合物は、Sanko Co, Ltd.から、Sanko−HCAの商標名で市販されている。
【0023】
2つの異なる構造式は、DOPO及びその加水分解生成物が挙げられてよい:
【化15】

【0024】
オキサホスホリンオキシドの好適な誘導体は、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスホリルフェナントレン−10−オキシド(DOPO)、DOPOの塩、例えば亜鉛塩
【化16】

又は、式
【化17】

のR−置換されたオキサホスホリンオキシドであり、
その際、フェニル基は、追加の置換基によって置換されてよく、かつRは、C1〜C18アルキル又はC6〜C12アリールを示し、さらなる置換基によって置換されていてよい。
【0025】
典型的な化合物(IIb)は、式
【化18】

[式中、R1は、水素又はC1〜C4アルキルを示す]の化合物であり、
他の典型的な化合物(IIb)は、式中、Rがカルボキシアルキル、ヒドロキシルアルキルでエステル化されたカルボキシルアルキルを示し、又はカルボキシイミドアルキルを示す化合物、例えば式
【化19】

[式中、Raは、水素もしくはC1〜C4アルキルを示す]の化合物、又はアルコキシアルキルを示す化合物、例えば式
【化20】

の化合物、
アリールを示す化合物、例えば式
【化21】

の化合物、
又はRがアリールアルキルを示す化合物、例えば式
【化22】

の化合物、
又はRがヒドロ基SRμによって置換されたアルコキシアルキルを示す化合物、例えば式
【化23】

の化合物であり、DOPOとエポキシドの反応によって得られる
【化24】

のような化合物である。
【0026】
代わりの一実施態様によって、オキサホスホリンオキシドの好適な誘導体は、部分式
【化25】

の2つの基の存在によって特徴付けられる。
【0027】
前記の基は、二価の架橋基X、例えば式
【化26】

の化合物と連結され、その際フェニル基は、他の置換基によって置換されていてよい。
【0028】
前記化合物の典型的な例は、以下の式の化合物である
【化27】

[式中、Xは、C2〜C6アルキレンを示し、かつR11’は水素又はC1〜C4アルキルを示す]の化合物、
【化28】

[式中、R及びR’は、水素又はC1〜C4アルキルを示す]の化合物、
【化29】

[式中、xは2〜4の数を示し、かつRは、C1〜C4アルキル又はC6〜C10アリール又はトシルを示す]の化合物、
【化30】

[式中Rはヒドロキシ又はアミノを示す]の化合物
【化31】

[式中、nは2〜6の数を示し、かつRは、ポリヒドロキシアルコール、例えばジ−、トリ−又はテトラヒドロキシアルコール、例えばエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール又はジペンタエリトリトールからのエステル基を示す]の化合物であって、DOPOと酸−R−エステルとの反応、続くエステル交換反応
【化32】

によって得られる化合物、
【化33】

[式中、RはC1〜C4アルキルを示す]の化合物であって、
【化34】

の反応によって得られる化合物、
DOPOと、
【化35】

又は、式
【化36】

(アシル:(メタ)アクリロイル)のそれらの対応するジアシル誘導体との反応によって得られる化合物、
又は式
【化37】

の化合物である。
【0029】
代わりの一実施態様によって、オキサホスホリンオキシドの好適な誘導体は、部分式(A)の3つの基の存在によって特徴付けられる。前記の基は、三価の基Y、例えば式
【化38】

の化合物と連結され、その際フェニル基は、他の置換基によって置換されていてよい。
【0030】
前記化合物の典型的な例は、式
【化39】

の化合物であって、メラミンとDOPO及びホルムアルデヒドとの縮合によって得られる化合物、又は
【化40】

の化合物であって、
【化41】

からの内分子のMichaelis−Arbuzov反応によって得られるような化合物である。
【0031】
代わりの一実施態様によって、オキサホスホリンオキシドの好適な誘導体は、構造式
【化42】

[式中、nは1〜30、又はより有利には2〜10の数である]による部分式(A)の3つより多い基の存在によって特徴付けられる。
【化43】

【0032】
前記で定義されたオキサホスホリンオキシドは、公知の化合物であり、又は公知の方法で製造されうる。それらのいくつかは市販されている。
【0033】
成分b)
ポリマー基材という用語は、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性樹脂の範囲内を含む。
【0034】
好適な合成ポリマーのリストを以下に示す。
【0035】
1. モノオレフィン及びジオレフィンのポリマー、例えばポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブト−1−エン、ポリ−4−メチルペント−1−エン、ポリビニルシクロヘキサン、ポリイソプレン又はポリブタジエン、並びにシクロオレフィンのポリマー、例えばシクロペンテン又はノルボルネン、ポリエチレン(随意に架橋していてよい)、例えば高密度ポリエチレン(HDPE)、高密度高分子量ポリエチレン(HDPE−HMW)、高密度超高分子量ポリエチレン(HDPE−UHMW)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、(VLDPE)及び(ULDPE)。
【0036】
ポリオレフィン、即ち、前記の段落に例示されたモノオレフィンのポリマー、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンは種々の方法、及び特に以下の方法によって製造され得る:
a)ラジカル重合(通常、高圧かつ高温下で)。
b)通常、周期律表のIVb、Vb、VIb又はVIII族の1つ又はそれより多くの金属を含有する触媒を使用した触媒重合。それらの金属は通常、1つ又はそれより多くの配位子、典型的にはオキシド、ハライド、アルコレート、エステル、エーテル、アミン、アルキル、アルケニル、及び/又はアリールを有し、それらはπ又はσ配位のいずれであってもよい。それらの金属錯体は遊離した形態か、あるいは基質、典型的には活性化塩化マグネシウム、塩化チタン(III)、アルミナ又はケイ素酸化物に固定されていてよい。それらの触媒は重合媒体中で可溶性又は不溶性であってよい。重合において、該触媒をそれのみで使用するか、あるいはさらなる活性剤、典型的には金属アルキル、金属水素化物、金属アルキルハライド、金属アルキルオキシド又は金属アルキルオキサンを使用してもよく、前記の金属は周期律表のIa、IIa及び/又はIIIa族の元素である。前記の活性剤を適宜、さらなるエステル、エーテル及びアミン又はシリルエーテル基で改質してもよい。それらの触媒系は通常、Phillips、Standard Oil Indiana、Ziegler(−Natta)、TNZ(DuPont)、メタロセン又はシングルサイト触媒(SSC)と称される。
【0037】
2. 1)で述べられたポリマーの混合物、例えばポリプロピレンとポリイソブチレンとの混合物、ポリプロピレンとポリエチレンとの混合物(例えばPP/HDPE、PP/LDPE)、及び異なる型のポリエチレンの混合物(例えばLDPE/HDPE)。
【0038】
3. モノオレフィン及びジオレフィンのお互いの、又は他のビニルモノマーとのコポリマー、例えば、エチレン/プロピレンコポリマー、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)及びそれらと低密度ポリエチレン(LDPE)との混合物、プロピレン/ブト−1−エンコポリマー、プロピレン/イソブチレンコポリマー、エチレン/ブト−1−エンコポリマー、エチレン/ヘキセンコポリマー、エチレン/メチルペンテンコポリマー、エチレン/ヘプテンコポリマー、エチレン/オクテンコポリマー、エチレン/ビニルシクロヘキサンコポリマー、エチレン/シクロオレフィンコポリマー(例えばエチレン/ノルボルネン、例えばCOC)、エチレン/1−オレフィンコポリマー、ここで1−オレフィンはインサイチューで生成される; プロピレン/ブタジエンコポリマー、イソブチレン/イソプレンコポリマー、エチレン/ビニルシクロヘキセンコポリマー、エチレン/アルキルアクリレートコポリマー、エチレン/アルキルメタクリレートコポリマー、エチレン/酢酸ビニルコポリマー又はエチレン/アクリル酸コポリマー及びそれらの塩(イオノマー)、並びにエチレンとプロピレン及びジエン、例えばヘキサジエン、ジシクロペンタジエン又はエチリデン−ノルボルネンとのターポリマー、;及び、かかるコポリマー同士の、及び上記1)で述べられたポリマーとの混合物、例えばポリプロピレン/エチレン−プロピレンコポリマー、LDPE/エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、LDPE/エチレン−アクリル酸コポリマー(EAA)、LLDPE/EVA、LLDPE/EAA、及び交互又はランダムなポリアルキレン/一酸化炭素コポリマー及びそれらと他のポリマーとの混合物、例えばポリアミド。
【0039】
4. 炭化水素樹脂(例えばC5〜C9)。それらの水素化改質物(例えば粘着性付与剤)及びポリアルキレンとデンプンとの混合物を含む。
ホモポリマー及びコポリマーは、シンジオタクチック、アイソタクチック、ヘミアイソタクチック、又はアタクチックを含む任意の立体構造を有してよく、ここで、アタクチックポリマーが好ましい。ステレオブロックポリマーもまた含まれる。
【0040】
5. ポリスチレン、ポリ(p−メチルスチレン)、ポリ(α−メチルスチレン)。
【0041】
6. スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンの全ての異性体、特にp−ビニルトルエン、エチルスチレン、プロピルスチレン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン及びビニルアントラセンの全ての異性体、及びそれらの混合物を含む、ビニル芳香族モノマーから誘導される芳香族ホモポリマー及びコポリマー。ホモポリマー及びコポリマーは、シンジオタクチック、アイソタクチック、ヘミアイソタクチック、又はアタクチックを含む立体構造を有してよく、ここで、アタクチックポリマーが好ましい。ステレオブロックポリマーは、以下も含む;
a)エチレン、プロピレン、ジエン、ニトリル、酸、マレイン酸無水物、マレイミド、酢酸ビニル及び塩化ビニル又はアクリル誘導体及びそれらの混合物、例えばスチレン/ブタジエン、スチレン/アクリロニトリル、スチレン/エチレン(共重合体)、スチレン/アルキルメタクリレート、スチレン/ブタジエン/アルキルアクリレート、スチレン/ブタジエン/アルキルメタクリレート、スチレン/マレイン酸無水物、スチレン/アクリロニトリル/メチルアクリレート;耐衝撃性スチレンコポリマーと他のポリマーとの混合物、例えばポリアクリレート、ジエンポリマー又はエチレン/プロピレン/ジエンターポリマー;及びスチレンのブロックコポリマー、例えば、スチレン/ブタジエン/スチレン、スチレン/イソプレン/スチレン、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン又はスチレン/エチレン/プロピレン/スチレンから選択される、先述のビニル芳香族モノマー及びコモノマーを含むコポリマー。
b)特にアタクチックポリスチレンを水素化することによって製造されるポリシクロヘキシルエチレン(PCHE)を含み、それはしばしばポリビニルシクロヘキサン(PVCH)として示される、6)で挙げられたポリマーの水素化から誘導される水素化芳香族ポリマー。
c)6a)で挙げられたポリマーの水素化から誘導される水素化芳香族ポリマー。ホモポリマー及びコポリマーは、シンジオタクチック、アイソタクチック、ヘミアイソタクチック、又はアタクチックを含む立体構造を有してよく、ここで、アタクチックポリマーが好ましい。ステレオブロックポリマーもまた含まれる。
【0042】
7. ビニル芳香族モノマー、例えばスチレン又はα−メチルスチレンのグラフトコポリマー、例えばポリブタジエン上のスチレン、ポリブタジエン−スチレン又はポリブタジエン−アクリロニトリルコポリマー上のスチレン;ポリブタジエン上のスチレン及びアクリロニトリル(又はメタクリロニトリル);ポリブタジエン上のスチレン、アクリロニトリル及びメチルメタクリレート;ポリブタジエン上のスチレン及びマレイン酸無水物;ポリブタジエン上のスチレン、アクリロニトリル及びマレイン酸無水物又はマレイミド;ポリブタジエン上のスチレン及びマレイミド;ポリブタジエン上のスチレン及びアルキルアクリレート又はメタクリレート;エチレン/プロピレン/ジエンターポリマー上のスチレン及びアクリロニトリル;ポリアルキルアクリレート又はポリアルキルメタクリレート上のスチレン及びアクリロニトリル、アクリレート/ブタジエンコポリマー上のスチレン及びアクリロニトリル、並びにそれらと6)で示されたコポリマーとの混合物、例えばABS、MBS、ASA又はAESポリマーとして公知のコポリマー混合物。
【0043】
8. ハロゲン含有ポリマー、例えばポリクロロプレン、塩化ゴム、イソブチレン−イソプレンの塩素化及び臭素化コポリマー(ハロブチルゴム)、塩素化又はスルホ塩素化(sulphochlorinated)ポリエチレン、エチレンと塩素化エチレンとのコポリマー、エピクロロヒドリンホモポリマー及びコポリマー、特にハロゲン含有ビニル化合物のポリマー、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、並びにそれらのコポリマー、例えば塩化ビニル/塩化ビニリデン、塩化ビニル/酢酸ビニル又は塩化ビニリデン/酢酸ビニルコポリマー。
【0044】
9. α,β−不飽和酸から誘導されるポリマー及びその誘導体、例えばポリアクリレート及びポリメタクリレート;ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド及びポリアクリロニトリル、ブチルアクリレートを用いた耐衝撃性改質物。
【0045】
10. 9)で述べられたモノマー同士の、又は他の不飽和モノマーとのコポリマー、例えばアクリロニトリル/ブタジエンコポリマー、アクリロニトリル/アルキルアクリレートコポリマー、アクリロニトリル/アルコキシアルキルアクリレート又はアクリロニトリル/ビニルハライドコポリマー又はアクリロニトリル/アルキルメタクリレート/ブタジエンターポリマー。
【0046】
11. 不飽和アルコール及びアミン又はアシル誘導体又はそれらのアセタールから誘導されるポリマー、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルステアレート、ポリビニルベンゾエート、ポリビニルマレエート、ポリビニルブチラール、ポリアリルフタレート又はポリアリルメラミン;並びにそれらと上記の1)で述べられたオレフィンとのコポリマー。
【0047】
12. 環状エーテルのホモポリマー及びコポリマー、例えばポリアルキレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、又はそれらとビスグリシジルエーテルとのコポリマー。
【0048】
13. ポリアセタール、例えばポリオキシメチレン、及びコモノマーとしてエチレンオキシドを含有するそれらのポリオキシメチレン;熱可塑性ポリウレタン、アクリレート又はMBSで改質されたポリアセタール。
【0049】
14. ポリフェニレンオキシド及び硫化物、及びポリフェニレンオキシドとスチレンポリマー又はポリアミドとの混合物。
【0050】
15. 一方で末端にヒドロキシル基を有するポリエーテル、ポリエステル又はポリブタジエン、かつ他方で脂肪族又は芳香族ポリイソシアネートから誘導されるポリウレタン、並びにそれらの前駆体。
【0051】
16. ジアミン及びジカルボン酸から、及び/又はアミノカルボン酸又は相応するラクタムから誘導されるポリアミド及びコポリアミド、例えばポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド6/6、6/10、6/9、6/12、4/6、12/12、ポリアミド11、ポリアミド12、m−キシレンジアミン及びアジピン酸から出発する芳香族ポリアミド;ヘキサメチレンジアミン及びイソフタル酸又は/及びテレフタル酸から製造され、かつ変性剤としてのエラストマーを有する又は有さないポリアミド、例えばポリ−2,4,4−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド又はポリ−m−フェニレンイソフタルアミド;及び上述のポリアミドと、ポリオレフィン、オレフィンコポリマー、イオノマー、あるいは化学結合又はグラフトされたエラストマーとのブロックコポリマー;又はポリエーテルとの、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリテトラメチレングリコールとのブロックコポリマー;並びにEPDM又はABSで変性されたポリアミド又はコポリアミド;及び加工の間に縮合したポリアミド(RIMポリアミド系)。
【0052】
17. ポリウレア、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ポリヒダントイン及びポリベンゾイミダゾール。
【0053】
18. ジカルボン酸及びジオールから誘導される、及び/又はヒドロキシカルボン酸又は相応するラクトンから誘導されるポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−1,4−ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリアルキレンナフタレート(PAN)及びポリヒドロキシベンゾエート、並びにヒドロキシル基を末端にもつポリエーテルから誘導されるブロックコポリエーテルエステル;及びポリカーボネート又はMBSで改質されたポリエステル。
【0054】
19. ポリケトン。
【0055】
20. ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、及びポリエーテルケトン。
【0056】
21. 上述のポリマー(ポリブレンド)の混合物、例えばPP/EPDM、ポリアミド/EPDM又はABS、PVC/EVA、PVC/ABS、PVC/MBS、PC/ABS、PBTP/ABS、PC/ASA、PC/PBT、PVC/CPE、PVC/アクリレート、POM/熱可塑性PUR、PC/熱可塑性PUR、POM/アクリレート、POM/MBS、PPO/HIPS、PPO/PA 6.6及びコポリマー、PA/HDPE、PA/PP、PA/PPO、PBT/PC/ABS又はPBT/PET/PC。
【0057】
22. 一般式
【化44】

に対応するポリカーボネート。
【0058】
かかるポリカーボネートは、界面プロセスによって、又は溶融プロセス(触媒エステル交換反応)によって得られる。前記ポリカーボネートは、構造において分枝鎖又は直鎖であってよく、かつあらゆる官能置換基を含んでよい。ポリカーボネートコポリマー及びポリカーボネートブレンドは、本発明の範囲内でもある。ポリカーボネートという用語は、コポリマーを含めて解釈すべきであり、かつ他の熱可塑性樹脂とのブレンドである。ポリカーボネートの製造方法は、例えばUS特許明細書第3,030,331号、第3,169,121号、第4,130,458号、第4,263,201号、第4,286,083号、第4,552,704号、第5,210,268号及び第5,606,007号から公知である。2つ以上の異なる分子量のポリカーボネートの組合せを使用してよい。
ジフェノール、例えばビスフェノールAと、カーボネート源との反応によって得られるポリカーボネートが好ましい。好適なジフェノールの例は以下である。
【化45−1】

【化45−2】

【0059】
前記カーボネート源は、ハロゲン化カルボニル、カーボネートエステル又はハロホルメートであってよい。好適なハロゲン化カーボネートは、ホスゲン又はカルボニルブロミドである。好適なカーボネートエステルは、ジアルキルカーボネート、例えばジメチル−又はジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、フェニル−アルキルフェニルカーボネート、例えばフェニル−トリルカーボネート、ジ−(ハロフェニル)カーボネート、例えばジ−(クロロフェニル)カーボネート、ジ−(ブロモフェニル)カーボネート又はジ−(トリクロロフェニル)カーボネート、ジ−(アルキルフェニル)カーボネート、例えばジ−トリルカーボネート、ナフチルカーボネート、ジクロロナフチレンカーボネート等である。
【0060】
ポリカーボネート又はポリカーボネートブレンドを含む前記ポリマー基材は、ポリカーボネート−コポリマーであり、その際イソフタレート/テレフタレート−レゾルシノールセグメントが存在する。かかるポリカーボネートは市販されており、例えばLexan(登録商標)SLX(General Electrics Co. USA)である。成分b)の他のポリマー基材は、さらに、混合物として又はコポリマーとして、好適な相溶化剤を含有する幅広い種々のポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリ(メタ)アクリレート、熱可塑性ポリウレタン、ポリスルホン、ポリアセタール及びPVCを含む合成ポリマーの形で含んでよい。例えば、該ポリマー基材は、さらにポリオレフィン、熱可塑性ポリウレタン、スチレンポリマー及びそれらのコポリマーからなる樹脂の群から選択される熱可塑性ポリマーを含んでよい。特定の実施態様は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、グリコール改質したポリシクロヘキシレンメチレンテレフタレート(PCTG)、ポリスルホン(PSU)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル(ASA)、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−スチレン(AES)、スチレン−無水マレイン酸(SMA)又は耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)を含む。
【0061】
好ましい一実施態様によって、成分b)のポリマー基材という用語は、多官能価エポキシド化合物からなり、その際、部分式
【化46】

の少なくとも2つの基が存在し、該基は直接、炭素、酸素、窒素又は硫黄原子に結びつき、その際qはゼロを示し、R1及びR3の双方は水素を示し、かつR2は水素もしくはメチルを示し、又はqはゼロ又は1を示し、R1及びR3共に−CH2−CH2−もしくは−CH2−CH2−CH2−基を形成し、かつR2は水素を示す。
【0062】
多官能価エポキシド化合物の例は以下である:
I)分子中に少なくとも2つのカルボキシル基を有する化合物と、エピクロロヒドリン及び/又はグリセロールジクロロヒドリン及び/又はβ−メチルエピクロロヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジルエステル及びポリ(β−メチルグリシジル)エステル。前記反応は塩基の存在で実施される。
分子中で少なくとも2つのカルボキシル基を有する好適な化合物は、脂肪族ポリカルボキシル酸、例えばグルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸又は二量化もしくは三量化リノール酸である。脂環式ポリカルボキシル酸は、例えばテトラヒドロフタル酸、4−メチルテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸又は4−メチル−ヘキサヒドロフタル酸が適している。
芳香族ポリカルボキシル酸は、例えばフタル酸、イソフタル酸、トリメリト酸及びピロメリト酸が適している。同様に、例えばトリメリト酸及びポリオール、例えばグリセロール又は2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのカルボキシル基を末端にもつ付加物が適している。
II)少なくとも2つの遊離アルコールヒドロキシル基及び/又はフェノールヒドロキシル基を有するアダクトと、アルカリ条件下で又は酸触媒の存在で適切に置換したエピクロロヒドリンとの反応、続くアルカリ条件下での処理によって得られるポリグリシジルエステル又はポリ(β−メチルグリシジル)エステル。このタイプのエーテルは、例えば直鎖アルコール、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール及び高次ポリ(オキシエチレン)グリコール、Purパン−1,2−ジール、又はポリ(オキシプロピレン)グリコール、プロパン−1,2−ジール、ブタン−1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ペンタ−1,5−ジオール、ヘキサン−1,5−ジオール、ヘキサン−2,4,6−トリオール、グリセロール、1,1,1−トリメチロールプロパン、ビストリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ソルビトールに、並びにポリエピクロロヒドリンに由来する。
代わりに、それらは、例えば、脂環式アルコール、例えば1,3−又は1,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン又はN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アニリン又はp,p’−ビス(2−ヒドロキシエチルアミノ)ジフェニルメタンに由来する。
エポキシ化合物は、単核フェノール、例えばレゾルシノールもしくはヒドロキノンに由来してもよく、又は多核フェノール、例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)−プロパンもしくは4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、又は酸条件かで得られるフェノールとホルムアルデヒドとの縮合物、例えばフェノールNovolak(登録商標)に基づく。
III)エピクロロヒドリンと少なくとも2つのアミノ水素原子を含有するアミンとの反応生成物を脱塩酸することによって得られるポリ(N−グリシジル)化合物。前記アミンは、例えば、アニリン、トルイジン、n−ブチルアミン、ビス(4−アミノフェニル)メタン、m−キシレンジアミン又はビス(4−メチルアミノフェニル)メタンであり、及びN,N,O−トリグリシジル−m−アミノフェノール又はN,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノールでもある。
前記ポリ(N−グリシジル)化合物は、シクロアルキレン−尿素、例えばエチレン尿素又は1,3−プロピレン尿素のN,N’−ジグリシジル誘導体、及びヒダントイン、例えば5,5−ジメチルヒダントインのN,N’−ジグリシジル誘導体も含む。
IV)ポリ(S−グリシジル)化合物、例えばジチオール、例えばエタン−1,2−ジチオール又はビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテルに由来するジ−S−グリシジル誘導体。
【0063】
式AにおいてR1及びR3が共に−CH2−CH2−であり、かつnが0である、式Aの遊離基を有するエポキシ化合物は、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、2,3−エポキシシクロペンチルグリシジルエーテル又は1,2−ビス(2,3−エポキシシクロペンチルオキシ)エタンである。式AにおいてR1及びR3が共に−CH2−CH2−であり、かつnが1である、式Aの遊離基を有するエポキシ樹脂の例は、(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)メチル3’、4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレートである。
【0064】
多官能価エポキシド化合物は公知である。それらの多くは、Huntsman Advanced Materials社から市販されている(販売名Araldite(登録商標))。好適な多官能価エポキシドの例は以下である。
a)液体ビスフェノールAグリシジルエーテル、例えばARALDITE GY 240、ARALDITE GY 250、ARALDITE GY 260、ARALDITE GY 266、ARALDITE GY 2600、ARALDITE MY 790、DER(登録商標)332、DER331、Hexion(登録商標)EPR 158、Tactix(登録商標)123、TACTIX138、Epon(登録商標)826;
b)固体ビスフェノールAグリシジルエーテル、例えばARALDITE GT 6071、ARALDITE GT 7071、ARALDITE GT 7072、ARALDITE GT 6063、ARALDITE GT 7203、ARALDITE GT 6064、ARALDITE GT 7304、ARALDITE GT 7004、ARALDITE GT 6084、ARALDITE GT 1999、ARALDITE GT 7077、ARALDITE GT 6097、ARALDITE GT 7097、ARALDITE GT 7008、ARALDITE GT 6099、ARALDITE GT 6608、ARALDITE GT 6609、ARALDITE GT 6610、ARALDITE CT 200、ARALDITE 6100 ES、Epikote(登録商標)1001、EPIKOTE 109、DER(登録商標)661、DER 667、DER 668、DLS 1065 ES;
c)液体ビスフェノールFジグリシジルエーテル、例えばARALDITE GY 281、ARALDITE GY 282、ARALDITE PY 302、ARALDITE PY 306;
d)テトラフェニルエタンの固体ポリグリシジルエーテル、例えばCG Epoxy Resin(登録商標)0163;
e)フェノール−ホルムアルデヒドNovolak(登録商標)の固体及び液体ポリグリシジルエーテル、例えばEPN 1 138、EPN 1 139、GY 1180、PY 307、EPON 828、TACTIX 556;
f)o−クレゾール−ホルムアルデヒドNOVOLAKの固体及び液体ポリグリシジルエーテル、例えばECN 1235、ECN 1273、ECN 1280、ECN 1299;
g)アルコールの液体グリシジルエーテル、例えばShell(登録商標)グリシジルエーテル162、ARALDITE DY 0390、ARALDITE DY 0391;
h)カルボン酸の液体グリシジルエーテル、例えばShell(登録商標)Cardura Eテレフタル酸エステル、トリメリト酸エステル、ARALDITE PY 284;
i)固体の複素環式エポキシ樹脂(トリグリシジルイソシアネート)、例えばARALDITE PT 810;
k)液体の脂環式エポキシ樹脂、例えばARALDITE CY 179;
l)p−アミノフェノールの液体N,N,O−トリグリシジルエーテル、例えばARALDITE MY 0510;
m)テトラグリシジル−4,4−メチレンベンズアミン又はN,N,N’,N’−テトラグリシジルジアミノフェニルメタン、例えばARALDITE MY 720、ARALDITE MY 721;
n)N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリデンジアミン、例えばTetrad(登録商標)−X;
o)1,1,2−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンのトリグリシジルエーテル、例えばTactix(登録商標)742。
【0065】
所望の場合に、種々の構造のエポキシ化合物の混合物を使用してもよい。好適な多官能価エポキシド化合物は、有利には、式
【化47】

の少なくとも2つの基を有する。
【0066】
次の化合物
【化48】

[式中、X1、X2及びX3は、非置換もしくは置換であってよいシクロヘキシレン、フェニレン又はナフチレンであり、かつX1は、さらに部分式
【化49】

の非置換もしくは置換の基であり、かつX2は、さらに部分式
【化50】

の非置換もしくは置換の基である]のタイプ及び/又はそれらの混合物が、特に好ましい。
前記遊離基に好適な置換基は、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−S(=O)=、−S(O2)−、−C(CF32−、アルキル、アルキレン、アリール、アリーレン、アルコキシ、アリールオキシ又はハロゲンである。同一又は異なる置換基は、2倍以上で存在してよいが、置換基自体が、同様にさらに置換されていてよい。
【0067】
好適なアルキル基の例は、C1〜C18アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ヘキシル、n−オクチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル又はn−オクタデシル、及びそれらの分枝鎖状異性体である。
【0068】
可能なアルキレン及びアルコキシ基は、形式的に、さらに水素原子を除去することによって、又はそれぞれ酸素原子を付加することによって、前記アルキル基に由来しうる。
【0069】
好適なアリール基の例は、6〜20個の炭素原子を有するもの、例えばフェニレン、ビスフェニレン又はナフチレンである。
【0070】
可能なアリーレン及びアルコキシ基は、形式的に、さらに水素原子を除去することによって、又はそれぞれ酸素原子を付加することによって、前記アリーレン基に由来しうる。
【0071】
次の式の遊離基が好ましい:
1に関して、
【化51】

2に関して、
【化52】

3に関して、
【化53】

その際、Y1は、直接結合又は基−O−、−S−又は−C(=O)−O−であり、
2は、直接結合又は基−SO2−、−CO−、−S−、−SO−CH2−、−C(CH32−又は−C(CF32であり、かつ
nは1〜10である。
【0072】
芳香族環は、前記でより詳細に記載されているように、1倍以上のアルキル、アリール、アルコキシ、アリールオキシ又はハロゲンによって非置換又は置換されている。
【0073】
特に、次の化合物が好ましい:
【化54−1】

【化54−2】

【0074】
好ましい一実施態様によって、硬化剤成分が組成物中に存在する。好適な硬化剤化合物は、エポキシ樹脂に関するあらゆる公知の硬化剤である。アミン、フェノール及び無水硬化剤、例えば、ポリアミン、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレントリアミン、ヘキサメチレンジアミン、メタンジアミン、N−アミノエチルピペらジ、ジアミノジフェニルメタン[DDM]、アルキル置換されたDDMの誘導体、イソホロンジアミン[IPD]、ジアミノジフェニルスルホン[DDS]、4,4’−メチレンジアニリン[MDA]、もしくはm−フェニレンジアミン[MPDA]、ポリアミド、アルキル/アルケニルイミダゾール、ジシアンジアミド[DICY]、1,6−ヘキサメチレン−ビス−シアノグアニジン、フェノール硬化剤、例えばフェノールノボラック及びクレゾールノボラック、又は酸無水物、例えばドデセニルスクシン酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、フタル酸無水物、ピロメリト酸無水物、及びそれらの誘導体が特に好ましい。
【0075】
本発明の好ましい一実施態様は、成分b)として多官能価エポキシド化合物、少なくとも2つのアミノ基を有する硬化剤化合物、例えばジシアンジアミドを含む組成物に関する。
【0076】
本発明の特に好ましい一実施態様は、
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)約0.05〜30.0質量%、
b)多官能価エポキシド化合物約60.0〜95.0質量%、及び硬化剤化合物0.10〜40.0質量%
を含む組成物に関する。
【0077】
追加の成分
本発明は、さらに、前記で定義した成分a)及びb)に加えて、さらに、いわゆるドリッピング防止剤(anti−dripping agent)、ポリマー安定化剤及び追加の難燃剤、例えばリン含有難燃剤、窒素含有難燃剤、ハロゲン化難燃剤及び無機難燃剤からなる群から選択される添加剤を含む組成物に関する。
【0078】
好ましい一実施態様によって、本発明は、場合によりオキサホスホリンオキシド又はそれらの誘導体と結合させた、成分a)のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)に加えて、さらにポリマー安定化剤及び追加の難燃剤からなる群から選択される添加剤を含む組成物に関する。
【0079】
他の一実施態様において、本発明は、さらに追加の成分としていわゆるドリッピング防止剤を含有する組成物に関する。前記ドリッピング防止剤は、熱可塑性ポリマーの溶融流れを低減し、かつ高温でのドロップの形成を阻害する。種々の引用文献、例えばUS特許明細書第4,263,201号は、難燃剤組成物に対するドリッピング防止剤の添加を記載している。
【0080】
高温でドロップの形成を阻害する好適な添加剤は、グラスファイバー、ポリテラフルオロエチレン(PTFE)、高温エラストマー、カーボンファイバー、ガラス玉等を含む。
【0081】
種々の構造のポリシロキサンの添加は、種々の引用文献、例えばUS特許明細書第6,660号、第787,6,727,302号又は第6,730,720号において提案されている。
【0082】
安定化剤は、有利には、ハロゲンを有さず、かつニトロキシル安定化剤、ニトロン安定化剤、酸化アミン安定化剤、ベンゾフラノン安定化剤、ホスフィット及びホスホニトリル安定化剤、キノンメチド安定化剤、及び2,2’−アルキリデンビスフェノール安定化剤のモノアクリレートエステルから選択される。
【0083】
本発明の好ましい一実施態様によって、前記組成物は、追加の難燃剤成分を含有する。かかる追加の難燃剤は、公知の成分、市販のものであり、又は公知の方法によって得られうる。前記難燃剤に加えて、他の代表的なリン含有難燃剤は、例えば以下である:
テトラフェニルレゾルシノールジホスフェート(Fyrolflex(登録商標)RDP、Akzo Nobel社製)、レゾルシノールジホスフェートオリゴマー(RDP)、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムスルフィド、トリフェニルホスフェート、ジエチル−N,N−ビス(2−ヒドロキシメチル)−アミノメチルホスホネート、リン酸のヒドロキシアルキルエステル、次リン酸(H3PO2)の塩例えばカチオンとしてCa2+、Zn2+、又はAl3+官能基、アンモニウムポリホスフェート(APP)又は(Hostaflam(登録商標)AP750)、レゾルシノールジホスフェートオリゴマー(RDP)、ホスファゼン難燃剤及びエチレンジアミンジホスフェート(EDAP)。
【0084】
窒素含有難燃剤は、例えばイソシアヌレート難燃剤、例えばポリイソシアヌレート、イソシアヌル酸のエステル、又はイソシアヌレートである。典型的な例は、ヒドロキシアルキルイソシアヌレート、例えばトリス−(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(ヒドロキシメチル)イソシアヌレート、トリス(3−ヒドロキシ−n−プロピル)イソシアヌレート又はトリグリシジルイソシアヌレートである。
【0085】
窒素含有難燃剤は、さらにメラミンを基礎とする難燃剤を含む。典型的な例は、メラミンシアヌレート、メラミンボレート、メラミンホスフェート、メラミンピロホスフェート、メラミンポリホスフェート、メラミンアンモニウムポリホスフェート、メラミンアンモニウムピロホスフェート、ジメラミンホスフェート、ジメラミンピロホスホフェートである。
【0086】
さらなる例は、ベンゾグアナミン、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、アラントイン、グリコールウリル、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、尿素シアヌレート、アンモニウムポリホスフェート、メレム系列空のメラミンの濃縮生成物、メラム、メロン、及び/又は高濃縮化合物、又はメラミンとリン酸との反応混合物、又はそれらの混合物である。
【0087】
典型的な無機難燃剤は、例えばアルミニウムトリヒドロキシド(ATH)、ベーマイト(AIOOH)、マグネシウムジヒドロキシ℃(MDH)、亜鉛ボレート、CaCO3、層状シリケート及び層状二重ヒドロキシド(有機置換基によって改質された)、及びそれらの混合物を含む。
【0088】
典型的なオルガノハロゲン難燃剤は、例えば以下である:
ポリ臭素化ジフェニルオキシド(DE−60F、Great Lakes Corp.製、デカブロモジフェニルオキシド(DBDPO;SAYTEX 102E)、トリス[3−ブロモ−2,2−ビス(ブロモメチル)プロピル]ホスフェート(PB 370(登録商標)、FMC Corp.製)、トリス(2,3−ジブロモプロピル)ホスフェート、トリス(2,3−ジクロロプロピル)ホスフェート、クロレンド酸、テトラクロロフタル酸、テトラブロモフタル酸、ポリ−β−クロロエチルトリホスホネート混合物、テトラブロモビスフェノールA ビス(2,3−ジブロモプロピル)(PE68)、臭素化エポキシ樹脂、エチレン−ビス(テトラブロモフタルイミド)(SAYTEX BT−93)、ビス(ヘキサクロロシクロペンタジエノ)シクロオクタン(Declorane Plus(登録商標))、塩素化パラフィン、オクタブロモジフェニルエーテル、ヘキサクロロシクロペンタジエン誘導体、1,2−ビス(トリブロモフェノキシ)エタン(FF680)、テトラブロモ−ビスフェノールA(SAYTEX RB100)、エチレンビス−(ジブロモ−ノルボルナンジカルボキシイミド)(SAYTEX BN−451)、ビス−(ヘキサクロロシクロエンタデノ)シクロオクタン、PTFE、トリス−(2,3−ジブロモプロピル)−イソシアヌレート、及びエチレン−ビス−テトラブロモフタルイミド。
前記オルガノハロゲン難燃剤は、日常的に、無機オキシド相乗剤と組み合わされる。最も一般的に、このしように関しては、亜鉛又はアンチモンオキシド、例えばSb23又はSb25である。ホウ素化合物も適している。
【0089】
前記難燃剤の分類は、有利には、組成物の全質量に対して、本発明の組成物中で、有機ポリマー基材約0.5質量%〜約45.0質量%、例えば約1.0質量%〜約40.0質量%、例えばポリマー約5.0質量%〜35.0質量%の量で含まれる。
【0090】
前記のように、本発明による組成物は、さらに、例えば顔料、染料、可塑剤、抗酸化剤、チキソトロープ剤、レベリング助剤、塩基共安定化剤、金属阻害剤、金属酸化物、オルガノリン酸化合物、さらに光安定剤及びそれらの混合物、特に顔料、フェノール抗酸化剤、2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール及び/又は20(2−ヒドロキシフェニル)−1,2,3−トリアジン基から選択される、1つ以上の通常の添加剤を含んでよい。
【0091】
前記組成物のための好ましい追加の添加剤は、加工安定化剤、例えば前記のホスフィット及びフェノール抗酸化剤、及び光安定化剤、例えばベンゾトリアゾールである。好ましい特定の抗酸化剤は、オクタデシル3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(IRGANOX 1076)、ペンタエリトリトール−テトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](IRGANOX 1010)、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)イソシアヌレート(IRGANOX 3114)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン(IRGANOX 1330)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート](IRGANOX 245)、及びN,N’−ヘキサン−1,6−ジイル−ビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド](IRGANOX 1098)を含む。特定の加工安定化剤は、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィット(IRGAFOS 168)、3,9−ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン(IRGAFOS 126)、2,2’,2’’−ニトリロ[トリエチル−トリス−(3,3’,5,5’−テトラ−tert−ブチル−1,1’−ビフェニル−2,2’−ジイル)]ホスフィット(IRGAFOS 12)、及びテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスホニト(IRGAFOS P−EPQ)を含む。特定の光安定化剤は、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(TINUVIN 234)、2−(5−クロロ(2H)−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(メチル)−6−(tert−ブチル)フェノール(TINUVIN 326)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール(TINUVIN 329)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(tert−ブチル)−6−(sec−ブチル)フェノール(TINUVIN 350)、2,2’−メチレンビス(6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール)(TINUVIN 360)、及び2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール(TINUVIN 1577)、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(TINUVIN P)、2−ヒドロキシ−4−(オクチルオキシ)ベンゾフェノン(CHIMASSORB 81)、1,3−ビス−[(2’−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2’−ビス−{[2’−シアノ−3’,3’−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル}−プロパンン(Uvinul(登録商標)3030、BASF)、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート(UVINUL 3035)、並びに(2−エチルヘキシル)−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート(UVINUL 3039)を含む。
【0092】
前記添加剤は、有利には、ポリマー基材b)の質量に対して、0.01〜10.0%、特に0.05〜5.0%の量で含まれる。
【0093】
ポリマー成分中への前記で定義された成分の組み込みは、公知の方法、例えば粉末の形態での乾式混合によって、又は溶液、分散液又は懸濁液の形態で例えば不活性溶剤、水又は油中での湿式混合によって実施される。添加剤成分a)及びb)及び場合により他の添加剤が、例えば成形の前もしくは後に、又は溶解もしくは分散された添加剤もしくは添加剤混合物を適用し、次に溶剤又は懸濁液/分散液の薬剤を蒸発させて、又は蒸発させないで、ポリマー材料に取り込まれてよい。それらを加工装置(例えば押出機、密閉式混合機、等)内に、例えば乾燥した混合物又は粉末として、又は溶液又は分散液又は懸濁液又は溶融物として直接的に添加してよい。
【0094】
添加剤成分のポリマー基材への添加を、全ての通常の混合機内で実施することができ、そこでポリマーが溶融し、そして添加剤と混合させる。好適な機械は、当業者に公知である。それらは、主にミキサー、ニーダー及び押出機である。
【0095】
前記プロセスを、有利には、処理の間に添加剤を導入することによって、押出機内で実施できる。
【0096】
加工機械は、シングルスクリュー押出機、反転及び順方向回転ツインスクリュー押出機、遊星歯車型押出機、リング押出機、またはコニーダが特に好ましい。真空を適用できる少なくとも1つのガス除去室を有して提供される処理機を使用することも可能である。
【0097】
好適な押出機およびニーダは、例えばHandbuch der Kunststoffex−trusion、Vol.1 Grundlagen、Editors F.Hensen、W.Knappe、H.Potente、1989、pp.3−7、ISBN:3−446−14339−4(Vol.2 Extrusionsanlagen 1986、ISBN 3−446−14329−7)内に記載されている。例えば、前記のスクリュー長さは、1〜60スクリュー直径、有利には35〜48スクリュー直径である。スクリューの回転速度は、有利には1分あたり10〜600回転(rpm)、有利には25〜300rpmである。
【0098】
最大のスループットはスクリュー直径、回転速度及び駆動力に依存する。本発明の工程を、前述のパラメータを変化させることによって、又は供与量を搬送する天秤を用いることによって、最大のスループットよりも低いレベルでも実施できる。
【0099】
多数の成分を添加する場合に、それらを予め混合、又は個々に添加してよい。
【0100】
添加剤成分a)及び場合により他の添加剤を、ポリマー基材b)上に噴霧することもできる。前記添加剤混合物は、他の添加剤、例えば前記で挙げられた通常の添加剤、又はそれらの溶融物を希釈し、その結果それらはポリマー基材上にそれらの添加剤と共に噴霧されてもよい。重合触媒の失活の間に噴霧によって添加することが特に有利であり、この場合、発生する蒸気を触媒の失活に使用できる。球状に重合されたポリオレフィンの場合、例えば、本発明の添加剤を、場合により他の添加剤と共に、噴霧によって適用することが有利であってよい。
【0101】
添加剤成分a)及び場合により他の添加剤を、例えば約1.0質量%〜約40.0質量%、及び有利には約2.0質量%〜約20.0質量%の濃度でポリマー中に組み込まれる前記成分を含む、マスターバッチ("濃縮物")の形でポリマーに添加することもできる。前記ポリマーは、添加剤が最終的に添加されるポリマーと同一の構造である必要はない。かかる作業において、該ポリマーを粉末、顆粒、溶液、及び懸濁液、又はラテックスの形で使用できる。
【0102】
組み込みは、造形操作の前に、又はその間に実施することができる。本記載内容に記載されている本発明の添加剤を含有する材料は、有利には、成形体、例えば回転成形体、射出成形体、断面等、及び繊維、紡糸溶融不織布、フィルム又は気泡体の製造のために使用される。
【0103】
本発明の好ましい一実施態様は、さらに、少なくとも1つの多官能価エポキシド化合物b)、少なくとも1つのメラミンホスフィン酸塩(I)の有効量、場合によりオキサホスホリンオキシド又はそれらの誘導体との組み合わせ物、及び硬化剤化合物、場合により好適な促進剤、例えばメチルイミダゾールの存在で、を混合することを含む難燃剤を有するエポキシ樹脂の製造方法に関する。
【0104】
前記方法は、公知の方法で、類似の方法によって、例えばUS特許明細書第5,084,546号において記載されている方法で実施される。
【0105】
好ましい一実施態様によって、本発明は、式(I’)のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式(II)の6H−ジベンズ[c,e][1,2]−オキサザホスホリン−6−オキシドとの組み合わせで、又はそれらの誘導体を含有する混合物に関する。
【0106】
前記成分(I’)及び(II)は、多官能価エポキシド化合物に、成分a)に関して0.05〜30.0質量%、有利には0.1〜20.0質量%の濃度で、成分b)に関して0.5〜40.0質量%、有利には1.0〜25質量%の量で混合される。
【0107】
成分a):b)の好ましい比は、10:1〜1:10、有利には5:1〜1:5の範囲である。
【0108】
本発明の他の実施態様は、難燃性を硬化させた多官能価エポキシド組成物に付与するための方法に関し、その際該方法は、前記難燃剤及び硬化剤化合物を多官能価エポキシドに添加することを含む。
【0109】
本発明の他の実施態様は、難燃性をポリマー基材に付与するための方法に関し、その際該方法は、成分a)をポリマー基材b)に添加することを含む。
【0110】
次の実施例は、本発明を説明するものであるが、本発明の範囲を制限するものではない。
【0111】
使用した成分及び試薬
メラミン:Ciba Specialty Chemicals;
フェニルホスホン酸:Aldrich Germany;
o−クレゾール Novolacエポキシ樹脂:Araldite(登録商標)ECN1280,Huntsman Advanced Materials,Basel,Switzerland;
硬化剤:Dicyandiamide(DICY)、促進剤:メチルイミダゾール、それぞれAldrich(Germany)社製;
溶剤:メトキシ−2−プロパノール及びジメチルホルムアミド, Merck Eurolab, Germany;
9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(DOPO):UkanoKBGKF, Schill & Seilacher AG,Germany;
イソブチル−ビス(ヒドロキシプロピル)ホスフィンオキシド:Cyagard(登録商標)RF−1243,Cytec;
メラミンホスフィン酸塩:Melapur(登録商標)200, Ciba Specialty Chemicals, Switzerland;
ガラスクロス: Type 7628, P−D lntergals Technologies AG, Germany。
【0112】
メラミンフェニルホスフィン酸塩の製造
フェニルホスフィン酸の飽和させた熱い水溶液(300mmol、71g)を、メラミンの飽和溶液(500mmol、63.1g)に、激しい撹拌下で90℃の熱水中に添加する。19分後、その反応混合物を、ゆっくりと室温まで(その後4℃に)冷却させる。この手法は、所望の背生物の111g(414mmol、82.8%)を、無色の結晶(針状)として生じる。
【0113】
91362P(268.21)計算値(%)に関する元素分析:C40.46、H4.53、N31.45、O 11.98、P11.59; 検出値(%):C40.06、H5.04、N30.59、O12.26、P12.8。得られた結晶構造(C91362P・2 H2O)。
【0114】
難燃剤を評価するための試験法
"Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances"、第5版、1996年10月29日に関するUL94試験。UL94V試験による評価を、次の表でまとめる(時間間隔を、1つの試験体に関して示す、nc:分類なし)。
【表1】

【0115】
標準方法
樹脂形成を、Araldite(登録商標)ECN 1280樹脂の種々の量を使用して製造する。DICY(DMFとメトキシ−2−プロパノールとの溶剤混合物での溶液)9.2部、メチルイミダゾール促進剤0.3部、及びメトキシ−2−プロパノール60部を、樹脂組成物に添加し、続いて前記難燃剤に添加する。
【0116】
前記混合物の混合をガラス壺中で70℃で完了し、そして続けて30分間撹拌した後に、難燃剤成分、メラミンフェニルホスフィン酸塩又はメラミンフェニルホスフィン酸塩及びDOPOを添加し、そして完全に前記混合物と、均一な組成物が得られるまで混合する。
【0117】
前記組成物を、ガラス布の一部状に被覆し、そして1〜3分間、強制換気炉中で170℃に加熱する。強制換気炉における時間を、最終ラミネートの樹脂流量を調整するために試料間でわずかに変動させる。べとついていないプレプレグの形状での繊維材料を、互いに距離を維持してスタックした7片(〜180×180mm)に切断して、均一な厚さ1.5mmを有するラミネートの製造物を評価する。該片を厚さ1mmの2つのTeflon(登録商標)プレートで、プレプレグスタックの上部及び底部上に覆う。該スタックを、ホットプレス状におき、そしてスタックされたプレプレグを上昇させた温度にさらし、そして次の一般的なスケジュール:
・圧力を適用しないで170℃で1分間
・約3barの圧力を適用しながら170℃で120分間
によって加圧する。
【0118】
そして得られたラミネートを、前記プレスから取り除き、周囲温度まで冷却し、そして距離維持剤及びTeflon(登録商標)プレートから分ける。該ラミネートを、〜150×150mmの小片に、樹脂の変化する量を有する縁の切断によって切断し、重さを量り、その厚さを測定し、そしてその樹脂含有率のパーセントを測定する。該ラミネートを、24時間23℃及び相対湿度50%で条件づけた5片(125×13.0mm)に切断し、そして続いて前記UL−94引火性試験で試験する。該試験において得られたデータを表に示す:
【表2】

【0119】
表において示されたデータは、本発明の樹脂組成物が、難燃性を呈することを証明する(UL94V−1)。樹脂組成物は、メラミンフェニルホスフィン酸塩が難燃剤濃縮物と同時にDOPOとの組み合わせで存在し、合計燃焼時間が減少しているUL94V−0分類、又は減少している難燃剤濃縮物でのV−1分類を達成する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
a)式
【化1】

[式中、
1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示す]のメラミンフェニルホスフィン酸塩、並びに
b)ポリマー基材
を含有する組成物。
【請求項2】
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は水素を示し、又は
1〜R5の1〜3個は、C1〜C4アルキル、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択された置換基を示し、かつ他のR1〜R5は水素を示す]、並びに
b)ポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
a)式
【化2】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩、及び
b)ポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項4】
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択された置換基を示す]、並びに
b)多官能価エポキシ化合物、硬化剤化合物及び熱可塑性ポリマーからなる群から選択されるポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
a)式
【化3】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩、及び
b)多官能価エポキシド化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項6】
a)メラミンフェニルホスフィン酸塩(I)、[式中、
1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示す]を、追加の難燃剤との組合せで、並びに
b)ポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
a)式
【化4】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式
【化5】

によって示されるようなオキサホスホリンオキシド又はそれらの誘導体との組合せで、及び
b)多官能価エポキシド化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項8】
a)式
【化6】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式
【化7】

の6H−ジベンズ[c,e][1,2]オキサザホスホリン−6−オキシド、又はそれらの誘導体との組合せで、及び
b)多官能価エポキシド化合物及び硬化剤化合物からなる群から選択されるポリマー基材
を含有する、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
難燃剤として使用するための、請求項1に記載の組成物。
【請求項10】

【化8】

のメラミンフェニルホスフィン酸塩を、式
【化9】

の6H−ジベンズ[c,e][1,2]オキサザホスホリン−6−オキシド、又はそれらの誘導体との組合せで含む、混合物。
【請求項11】
難燃性をポリマー基材に付与するための方法であって、請求項10に記載の混合物をポリマー基材に添加することを含む方法。
【請求項12】

【化10】

[式中、R1〜R5は、互いに独立して、水素、又はC1〜C4アルキル、ヒドロキシ、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示す]のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)。
【請求項13】
1〜R5が水素を示し、又は
1〜R5の1〜3が、C1〜C4アルキル、ヒドロキシ−C1〜C4アルキル及びC1〜C4アルコキシからなる群から選択される置換基を示し、他のR1〜R5は水素を示す、請求項11に記載のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)。
【請求項14】

【化11】

の請求項11に記載のメラミンフェニルホスフィン酸塩(I)。

【公表番号】特表2012−509948(P2012−509948A)
【公表日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−536840(P2011−536840)
【出願日】平成21年11月16日(2009.11.16)
【国際出願番号】PCT/EP2009/065228
【国際公開番号】WO2010/057851
【国際公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(508020155)ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】BASF SE
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】