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KR102403004B1

Phosphorus containing flame retardants

Abstract

Certain phosphonates heated to temperatures in excess of 200° C. produce thermally stable, highly efficient flame retardant materials that are well suited for use as flame retardant additives to polymers. Various methods are provided for making a flame retardant material from more than one phosphonic acid salt, each method capable of producing a different flame retardant material with the same mixture of starting phosphonic acids. The flame retardants of the present invention may be used as the sole flame retardant in the composition or in combination with other flame retardants, synergists or adjuvants.

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Expires 15 January 2035.

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  1. 1
    중합체의 난연성을 증가시키기 위한 방법으로서, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 가열함으로써 난연성 재료를 제조하는 단계; 및 그 후 상기 난연성 재료를 중합체 수지 내로 혼입시키는 단계;를 포함하는 방법:[화학식 I] (상기 식에서, R은 C 1-12 알킬, C 6-10 아릴, C 7-18 알킬아릴, 또는 C 7-18 아릴알킬이며, 상기 알킬, 아릴, 알킬아릴, 또는 아릴알킬은 비치환되거나 할로겐, 하이드록실, 아미노, C 1-4 알킬아미노, 디-C 1-4 알킬아미노, C 1-4 알콕시, 카르복시 또는 C 2-5 알콕시카르보닐로 치환되고;M은 금속이며, y는 M (+)y 가, (+)y가 금속 양이온에 형식적으로 할당된 전하를 나타내는 금속 양이온이 되도록 하는 1 내지 4의 수이고, p는 1 내지 4의 수임) 여기서, 상기 난연성 재료를 수득하기 위한 방법은 i) 하나 이상의 포스폰산 화합물을 하나 이상의 금속 화합물로 처리하여, R 및/또는 M에 대해 다수의 값을 포함하는 화학식 I에 상응하는 중간 염 착물(intermediate salt complex)을 제공함으로써 중간 염 착물을 제조하고, 이어서 중간 염 착물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하는 단계;또는 ii) R 및/또는 M에 대해 상이한 값을 갖는 2 개 이상의 개별의 화학식 I의 금속 포스폰산염들을 배합함으로써 염 혼화물(intimate salt mixture)을 제조하고, 이어서 염 혼화물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20시간 동안 가열하는 단계;또는 (iii) R 및/또는 M에 대해 상이한 값을 가짐으로써 상이한 2 개 이상의 개별의 화학식 I의 금속 포스폰산염을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하여 개별의 난연성 재료들을 형성하고, 이어서 함께 혼합하여 블렌딩된 난연성 재료를 형성하는 단계 를 포함한다.
  2. 2
    제1항에 있어서, 상기 난연성 재료가, 하나 이상의 추가의 난연제, 상승작용제(synergist) 또는 난연성 애쥬번트(flame retardant adjuvant)와 함께, 중합체 수지 내로 혼입되는, 방법.
  3. 3
    a) 열경화성 또는 열가소성 중합체, 및 b) 상기 열경화성 또는 열가소성 중합체에 혼입되기 전에, 하나 이상의 화학식 I의 화합물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 가열함으로써 제조된 난연성 재료 를 포함하는 난연성 중합체 조성물:[화학식 I] (상기 식에서, R은 C 1-12 알킬, C 6-10 아릴, C 7-18 알킬아릴, 또는 C 7-18 아릴알킬이며, 상기 알킬, 아릴, 알킬아릴, 또는 아릴알킬은 비치환되거나 할로겐, 하이드록실, 아미노, C 1-4 알킬아미노, 디-C 1-4 알킬아미노, C 1-4 알콕시, 카르복시 또는 C 2-5 알콕시카르보닐로 치환되고;M은 금속이며, y는 M (+)y 가, (+)y가 금속 양이온에 형식적으로 할당된 전하를 나타내는 금속 양이온이 되도록 하는 1 내지 4의 수이고, p는 1 내지 4의 수임) 여기서, 상기 난연성 재료를 수득하기 위한 방법은 i) 하나 이상의 포스폰산 화합물을 하나 이상의 금속 화합물로 처리하여, R 및/또는 M에 대해 다수의 값을 포함하는 화학식 I에 상응하는 중간 염 착물(intermediate salt complex)을 제공함으로써 중간 염 착물을 제조하고, 이어서 중간 염 착물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하는 단계;또는 ii) R 및/또는 M에 대해 상이한 값을 갖는 2 개 이상의 개별의 화학식 I의 금속 포스폰산염들을 배합함으로써 염 혼화물(intimate salt mixture)을 제조하고, 이어서 염 혼화물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20시간 동안 가열하는 단계;또는 (iii) R 및/또는 M에 대해 상이한 값을 가짐으로써 상이한 2 개 이상의 개별의 화학식 I의 금속 포스폰산염을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하여 개별의 난연성 재료들을 형성하고, 이어서 함께 혼합하여 블렌딩된 난연성 재료를 형성하는 단계 를 포함한다.
  4. 4
    제3항에 있어서, 상기 b)의 난연성 재료는 먼저 단일 베셀(vessel) 내에서 하나 이상의 포스폰산 화합물을 하나 이상의 금속 화합물로 처리하여, R 및/또는 M에 대해 다수의 값을 포함하는 화학식 I에 상응하는 중간 염 착물을 제공함으로써 중간 염 착물을 제조하고, 이어서 중간 염 착물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득되는 난연성 중합체 조성물.
  5. 5
    제3항에 있어서, 상기 b)의 난연성 재료는 R 및/또는 M에 대해 상이한 값을 갖는 2 개 이상의 개별의 화학식 I의 금속 포스폰산염들을 배합함으로써 염 혼화물을 제조하고, 이어서 염 혼화물을 200℃ 이상의 온도에서 0.01 시간 내지 20 시간 동안 가열하는 단계를 포함하는 방법에 의해 수득되는 난연성 중합체 조성물.
  6. 6
    제3항에 있어서, 적어도 하나의 화학식 I의 화합물에서, M은 Al, Zn 또는 Ca인 난연성 중합체 조성물.
  7. 7
    제3항에 있어서, 화학식 I에서, R은 비치환된 C 1-6 알킬, C 6 아릴, C 7-10 알킬아릴, 또는 C 7-12 아릴알킬인 난연성 중합체 조성물.
  8. 8
    제3항에 있어서, 적어도 하나의 화학식 I의 화합물에서, R은 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, sec-부틸, 아이소부틸, tert-부틸, 벤질 또는 페닐인 난연성 중합체 조성물.
  9. 9
    제3항에 있어서, 상기 열경화성 또는 열가소성 중합체는 폴리올레핀 단일중합체, 폴리올레핀 공중합체, 고무, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리페닐렌 에테르, 스티렌계 중합체, 스티렌계 공중합체, 폴리카르보네이트, 아크릴 중합체, 폴리아미드, 폴리아세탈, 생분해성 중합체 또는 이들의 블렌드 중 하나 이상을 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  10. 10
    제9항에 있어서, 상기 열경화성 또는 열가소성 중합체는 스티렌계 중합체, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 또는 폴리우레탄 중 하나 이상을 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  11. 11
    제10항에 있어서, 상기 열경화성 또는 열가소성 중합체는 폴리알킬렌 테레프탈레이트, HIPS, 에폭시 수지 또는 폴리아미드를 포함하며, 상기 열경화성 또는 열가소성 중합체는 선택적으로 보강제(reinforcing agent)를 추가로 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  12. 12
    제3항에 있어서, (c) 하나 이상의 추가의 난연제, 및/또는 하나 이상의 상승작용제 또는 난연성 애쥬번트를 추가로 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  13. 13
    제12항에 있어서, 성분 (c)는 할로겐화 난연제, 알킬 또는 아릴 포스핀 옥사이드 난연제, 알킬 또는 아릴 포스페이트 난연제, 알킬 또는 아릴 포스포네이트, 알킬 또는 아릴 알킬포스피네이트, 알킬 또는 아릴 포스핀산의 염, 멜라민, 멜라민 유도체, 멜라민 축합 생성물, 멜라민 염, 포스핀 옥사이드, 폴리포스핀 옥사이드, 금속 수산화물, 금속 산화물, 금속 산화 수화물, 금속 붕산염, 금속 인산염, 금속 아인산염 또는 금속 규산염 중 하나 이상을 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  14. 14
    제13항에 있어서, 성분 (c)는 알루미늄 트리스(디에틸포스피네이트), 아인산수소알루미늄, 메틸렌-디페닐포스핀 옥사이드-치환된 폴리아릴 에테르, 자일릴렌비스(디페닐포스핀 옥사이드), 1,2-비스-(9,10-디하이드로-9-옥시-10-포스파페난트렌-10-옥사이드)에탄, 4,4'-비스(디페닐포스피닐메틸)-1,1'-바이페닐, 멜람, 멜렘, 멜론 또는 멜라민 금속 인산염(여기서, 금속은 알루미늄, 아연 또는 마그네슘을 포함함) 중 하나 이상을 포함하는 난연성 중합체 조성물.
  15. 15
    삭제
Independent claims15