JPH04198189A - 難燃性油 - Google Patents

難燃性油

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JPH04198189A
JPH04198189A JP2325318A JP32531890A JPH04198189A JP H04198189 A JPH04198189 A JP H04198189A JP 2325318 A JP2325318 A JP 2325318A JP 32531890 A JP32531890 A JP 32531890A JP H04198189 A JPH04198189 A JP H04198189A
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育夫 倉地
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、蒸気圧が低く高い誘電率を有し化学的に安定
した特性を有する難燃性に優れたホスファゼンオイルに
関するもので、コンデンサーオイル、変圧器用オイル、
ケーブルオイル、電気粘性流体用オイルなどの電気絶縁
油、潤滑オイル、ブレーキオイル、ポンプオイルなどの
動力伝達油、真空オイル、離型剤、各種熱媒及び樹脂添
加剤などに用いられる。
[従来の技術] 従来より高温耐久性や難燃性が要求される電気絶縁油、
動力伝達用油及び熱媒などの用途には、主鎖が5i−0
結合で構成される通称シリコーンオイルが多(使われて
いるが、近年これらの分野では、シリコーンオイルより
もさらに高性能なオイルへの要求が高まっている。例え
ば、難燃オイルでは不十分で不燃性が求められる分野、
−層低い蒸気圧の要求される分野、あるいはさらに高い
誘電率が要求される電気絶縁オイルの分野など、従来の
シリコーンオイルでは達成不可能な性能が要求される用
途が広がりつつある。
このような問題を解決するために、主成分がP=N結合
で構成される環状化合物でありP原子上の置換基がフル
オロアルコキシ基であるホスファゼンオイルに関する発
明が開示された(特開昭62−265394)。この発
明のオイルは難燃性であり、蒸気圧も低く高誘電率であ
るなど従来のシリコーンオイルにはない特徴を有してお
り有望なオイルである反面、高温で転移反応を起こし易
く耐熱性が劣り、さらに加水分解性があり長期耐久性が
十分でないという欠点があるため、その用途は限られ、
上記の問題が解決されたとは言い難い現状である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記ホスファゼンオイルの特徴である難燃性
、低揮発性、高誘電率を保持し、しかも従来のホスファ
ゼンオイルの欠点である耐熱性及び長期耐久性に優れた
オイルを与える。すなわち従来のホスファゼンオイルに
比べて転移反応の生じる温度が高く、加水分解性の著し
く改良されたP=N結合単位で構成された環状化合物(
以下ホスフォニトリル環化合物という)の混合体からな
る難燃性油を提供するものである。
[課題を解決するための手段] ホスファゼン誘導体の優れた難燃性に着目し耐久性に優
れたオイルを合成する研究は種々なされており、特にホ
スフォニトリル環化合物の研究が活発に行われ多くの知
見が得られてきた。すなわちホスフォニトリル環骨格を
有する化合物で、室温において流動性を示すオイルとし
ては、脂肪族アルコキシ基を側鎖基とするものが知られ
ていたが、これらの化合物は一般的に高温で転移反応が
起こり易く耐加水分解性が劣ることが知られている。一
方フエノキシ基などの芳香族アルコキシ基を有するホス
フォニトリル環化合物は、公知のように高温での安定性
や耐加水分解性は優れているものの、一般に融点が高く
室温では固体である・か又は流動性を示さないため、目
的とするオイルが得られない。
ただP=N結合単位の数n=7 (T量体)のみのホス
フォニトリル環化合物の物性に関しては液状であること
が知られている(Chem、 Ind、、 p1032
[1965] )が、ホスフォニトリル環化合物におい
ては、7量体だけを選択的に合成すること、あるいは7
量体の精密な分離精製が難しく、研究は余り進んでいな
い、又このような人員化合物を選択的に得ることは経済
的に効率が悪いので、あまり関心を持たれていない。
発明者らはこの芳香族系側鎖基を有する化合物の優れた
耐熱性及び耐水性に着目し、これらの化合物の優れた特
性を保持し、かつ効率よ(流動点もしくは融点の低い混
合体(オイル)を得る方法について鋭意検討の結果本発
明を完成するに至った。すなわち、 分子構造が R,R。
\l で表されるホスフォニトリル環化合物の混合体であって
、その化合物のP原子上の側鎖基のR,及びR8は芳香
族化合物誘導体であり、さらに該化合物のP=N結合単
位の数nが3である化合物の含量が混合体中のモル分率
で1〜90%で、かっnが7である化合物の含量が混合
体中のモル分率で1%以上である混合体によって、難燃
性があり、揮発性が低く、かつ高誘電率で、しかも耐熱
性に優れ、さらに加水分解性の著しく改良された難燃性
油が得られることを知見した。
本発明におけるホスフォニトリル環化合物のP原子上の
側鎖基は芳香族化合物誘導体である。
芳香族側鎖基とは、一般に芳香族環を有する化合物から
誘導される基であり、 などの芳香族環に官能基として水酸基を有する化合物か
ら誘導される基、あるいは、 などの芳香族環に官能基としてアミノ基を有する化合物
から誘導される基、あるいは、 などの芳香族環に官能基としてメルカプト基を有する化
合物から誘導される基などである。ホスフォニトリル環
の側鎖基の組み合わせとしては、必ずしも単一の基で構
成されていなくても良く、これらの中から複数選ばれた
組み合わせでも良い。
耐熱性、耐加水分解性などを考慮すると、アルコキシ基
を有する化合物から誘導される基から選ばれるのが好ま
しい。
本発明の難燃性油は上記環化合物のP=N結合単位の数
nが3(3量体)から15(15量体)の化合物の混合
体であって、nが3である化合物の含量が混合体中のモ
ル分率で1〜90%、好ましくは1〜85%であり、か
つnが7である化合物の含量が混合体中のモル分率で1
%以上、好ましくは5%以上であるものが用いられる。
なおnが3である化合物の含量がモル分率で90%を越
えるか、もしくはnが7である化合物の含量がモル分率
で1%未満の場合は、室温でオイル状とならないことが
あり好ましくない。
本発明の難燃性油の合成法において、該ホスフォニトリ
ル環化合物のP原子上の芳香族化合物誘導体がフェノキ
シ基、アルキル−フェノキシ基などである場合の混合体
の合成法を例示すれば、ハロゲン原子を含む3量体、4
量体、n量体の化合物を、たとえばCaHsONa 、
 CHsCtsHaONBのような求核試薬で置換して
得ることができる・ すなわち、(PNFa)s 、(PNP2)−、(PN
Fa)、、[n≦15)等の側鎖基がF原子の3量体、
4量体、n量体の化合物、(PNC:1ids、(PN
Cl、)4、(PNClm)−[n≦15]等の側鎖基
が01原子の3量体、4量体、n量体の化合物、(PN
Brzh、(pNorzL、(PNBr 2) n [
n≦15]等の側鎖基がBr原子の3量体、4量体、n
量体の化合物、(PNl、)、 、 (PNl、 、 
(PNI。[n≦15]の側鎖基が工原子の3量体、4
量体、n量体の環化合物のハロゲン原子とC,HsON
a 、 CHIC11H4ONa、(CsHsO)zc
aのような芳香族有機化合物の金属塩との反応、C,H
souのような水酸基を有する芳香族化合物もしくはC
gHsNHzのような芳香族アミンなどの、P原子上の
ハロゲン原子と求核置換し得る芳香族化合物と、アニリ
ンなどのアミン類、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム
などの塩素受容体化合物との混合による方法を挙げるこ
とができる。
本発明におけるホスフォニトリル環化合物は一般にこの
ようにして合成されるが、置換反応を主体とする合成方
法には特に限定しない。また環状骨格中のnの数が3で
あるホスフォニトリル環化合物を混合体中のモル分率で
1〜90%、かつまた環状骨格中のnの数が7であるホ
スフォニトリル環化合物を混合体中のモル分率で1%以
上含んでいる混合体の調製方法に関しては、置換反応を
行う前の原料であるハロゲン化ホスフォニトリル環化合
物における3量体及び7量体の含量を目的とする混合体
に合わせた後置換反応を行い油状物質を得る方法、ある
いは置換反応を行った後2種以上の環化合物を配合し油
状物質を得る方法などが考えられるが、本発明は、いず
れの方法でもその目的が達成される。ハロゲン化ホスフ
ォニトリル環化合物の合成において、単一の環状化合物
を合成する方法は一般に難しく経済的ではないことを考
えると、好ましくは置換反応前の混合比は油状物質に近
い方法が選択される。
次に参考例、実施例、比較例を用いて説明するが、本発
明は実施例に限定されるものではない。
[参考例] (クロロホスフォニトリル環化合物の合成方法)斉藤肇
、梶原鳴雪:工業化学雑誌66、618 (1963)
に準拠して、Pct、をテトラクロロエタンに溶解した
溶液中に大過剰のNH,C1を添加し130℃以上に加
熱した。反応終了後反応液を濾過し、未反応のNH4C
lを分離した。濾液を蒸留した後、残部を石油エーテル
で処理し、ホスフォニトリル環化合物の混合体を得た。
[実施例1] フェノール24gをTHF(テトラヒドロフラン)に溶
解し、これに金属Na5.8 gを加えナトリウムフェ
ノキシトを合成した。この溶液に前記参考例で得たクロ
ロホスフォニトリル環化合物10gを含むTHF溶液を
ゆっくり滴下した。滴下終了後THFの沸点付近の温度
に加温し、1時間還流した。反応終了後THFを留去し
、エーテルと希水酸化ナトリウム水溶液を用いて洗浄し
た。洗浄後エーテル抽出を行いホスフォニトリル環混合
体を含むエーテル溶液を塩化カルシウムで乾燥した。1
昼夜乾燥後エーテルを除去すると難燃性油が得られた。
得られた難燃性油の成分は下記に示すようなホスフォニ
トリル環化合物の混合体であり、第1表に示すように、
室温で液状で優れた電気絶縁性、高い誘電率を示した。
[(CsHsO)aPN]s  45%  [(CaH
sol 2PN] a   1%[(C,HI3)、P
N]、  15%  [(csnso) 2PN372
5%[(CsHsO) *PN] s  12%   
8量体以上    2%第1図は実施例1のオイルと比
較例2のオイルの耐熱性をTGA (熱重量分析)によ
り測定した結果を示したもので、横軸は温度(℃)、縦
軸は重量減少率を示し、IiAは実施例1のデータ、線
Bは比較例2のデータである。実施例1のオイルの重量
減少開始温度は175℃で、比較例2のオイルの120
℃に比し極めて優れた耐熱性を有することがわかった。
第1表 [比較例IJ 参考例により得られたホスフォニトリル環化合物を真空
蒸留を行い精製した。蒸留条件は120℃/ 100m
+*Hgであった。蒸留精製して得られた化合物をガス
クロマトグラフィーにより分析したところ、3量体が9
5%以上含まれていた。またp−NMRにより5量体以
上の化合物は含まれていないことが確認された。この化
合物を実施例Iと同様の反応により塩素をフェノキシ基
で置換した。
得られた化合物は第1表に示すように室温で固体であっ
た。
[比較例2] 脂肪族側鎖基のみを有するホスフォニトリル環化合物と
して大塚化学■製ホスファロールNF46((H(CF
xCF*) xcH*0] −(CFsCFxCH−0
) s ) (PN) −を用いた。
この化合物は第1表及び第1図に示すように、耐熱性の
極めて良くないものである。
[発明の効果] 本発明の難燃性油は従来知られていたホスファゼンオイ
ルの欠点であった耐熱性及び耐加水分解性を大幅に改良
したもので、しかもホスファゼンオイルの特徴である優
れた難燃性、極めて低い蒸気圧、優れた電気絶縁性、高
い誘電率、ゴムや樹脂などとの低い相互作用、潤滑性な
どの特性を有しており、しかも低毒性であるため、変圧
器用、コンデンサー用、ケーブル用及び電気粘性流体用
などの電気絶縁オイル、潤滑オイル、ブレーキオイル及
びポンプオイルなどの動力伝達オイル、真空オイル、離
型剤、各種熱媒あるいは樹脂などの難燃性改良用の添加
剤などに広くしかも好適に応用される。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1のオイルと比較例2のオイルの耐熱性
をTGA (熱重量分析)により測定した結果を示した
もので、横軸は温度(℃)、縦軸は重量減少率を示し、
線Aは実施例1のデータ、線Bは比較例2のデータであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 分子構造が R_1R_2, ▲数式、化学式、表等があります▼ (n=3〜15) で表されるホスフォニトリル環化合物の混合体であって
    、その化合物のP原子上の側鎖基のR_1及びR_2は
    芳香族化合物誘導体であり、さらに該化合物のP=N結
    合単位の数nが3である化合物の含量が混合体中のモル
    分率で1〜90%で、かつnが7である化合物の含量が
    混合体中のモル分率で1%以上であることを特徴とする
    難燃性油。
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