JPH06192569A - 難燃性の熱可塑性ポリアミド - Google Patents

難燃性の熱可塑性ポリアミド

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JPH06192569A
JPH06192569A JP5237934A JP23793493A JPH06192569A JP H06192569 A JPH06192569 A JP H06192569A JP 5237934 A JP5237934 A JP 5237934A JP 23793493 A JP23793493 A JP 23793493A JP H06192569 A JPH06192569 A JP H06192569A
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JP
Japan
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polyamide
nylon
phosphate
flame
phosphate ester
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Pending
Application number
JP5237934A
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English (en)
Inventor
Atish Adyha
アティシュ、アディハ
Robert L Lilly
ロバート、リー、リリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF Corp
Original Assignee
BASF Corp
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Publication date
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Publication of JPH06192569A publication Critical patent/JPH06192569A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 難燃性でありかつ同時に優れた物理的特性を
有する熱可塑性ポリアミドを提供すること。 【構成】 一般式 【化1】 (式中、nは1より10までの数値であり、mは0より
3までの数値であり、xは0より3までの数値であり、
Rは線状または分枝状のC1 〜C18−アルキル基であ
る)のリン酸エステルと共にポリアミドを約250℃よ
り約300℃までの温度において溶融混合することによ
り得られる熱可塑性ポリアミド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃性の熱可塑性ポリア
ミドおよびその製造方法に関し、さらに詳細にはそれぞ
れのポリアミドを生成するための重縮合または重合反応
にリン酸エステルを添加することにより得られるポリア
ミドに関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアミド類の可燃性を低下させるため
とられた主な方法は溶融添加物、局部的仕上げ処理、お
よび難燃性モノマーとの共重合である。溶融添加物は、
一般的な例を挙げれば、高水準に臭素または塩素を含む
ハロゲン化有機化合物である。ハロゲン化合物が使用さ
れる場合の第二の成分は三酸化アンチモン(Sb2
3)である。溶融添加物の中に見られるその他の周知
の元素はリンおよびモリブデンである。
【0003】リン化合物は熱可塑性ポリマーの可燃性を
低下させるために広く使用されている。例えば、米国特
許第3987008号、第4203888号および第4
940772号各明細書は熱可塑性ポリエステル中の広
範な種類の有機リン化合物を開示している。
【0004】米国特許第3987008号明細書はアリ
ーレンおよびハロアリーレン基を含むポリホスホナート
を開示している。米国特許第4203888号明細書は
あるアリールジホスファートを開示している。
【0005】これらのリン化合物の一つの短所は、それ
らが熱可塑性ポリアミドの中に別の相を形成し、その相
はポリアミドの特性に不利な効果を伴ないかつ表面に移
行する傾向を有する不活性の添加剤であるということで
ある。
【0006】米国特許第4940772号明細書はポリ
エステルを不飽和化合物と共に共重合させてから、この
コポリエステルを特定のリン化合物と反応させることに
より難燃性のポリエステルを製造する方法を記載してい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的は
難燃性でありかつ同時に優れた物理的特性を有する熱可
塑性ポリアミドを提供することであった。他の一つの目
的は、射出成形または押出しによる成形品の製造のため
難燃性の熱可塑性ポリアミドを製造する方法を提供する
ことであった。
【0008】さらに他の一つの目的は難燃性の熱可塑性
ポリアミドのマスターバッチを提供することであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、一般式
【0010】
【化2】 (式中、nは1より10までの数値であり、mは0より
3までの数値であり、xは0より3までの数値であり、
Rは線状または分枝状のC1 〜C18−アルキル基であ
る)のリン酸エステルと共にポリアミドを約250℃よ
り約300℃までの温度において溶融混合することによ
り得られる熱可塑性ポリアミドにより達成されることが
できた。
【0011】ポリアミドは一般的名称「ナイロン」によ
り周知であり、そしてポリマー主鎖に沿ってアミド(−
CO−NH−)結合を含む長鎖の合成ポリマーである。
本発明に関係する適当な繊維形成性のまたは溶融紡糸可
能なポリアミドはラクタムまたはアミノ酸の重合により
得られるもの、またはジアミンとジカルボン酸の縮合に
より形成されるポリマーを包含する。代表的なポリアミ
ドの例はナイロン6、ナイロン6/6、ナイロン6/
9、ナイロン6/10、ナイロン6/12、ナイロン6
T、ナイロン11、ナイロン12およびそれらの共重合
体またはそれらの混合物である。またポリアミドはナイ
ロン6または6/6とナイロン塩(ジカルボン酸成分、
例えばテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸または
セバシン酸、とジアミン、例えばヘキサメチレンジアミ
ン、メタキシレンジアミン、または1,4−ビスアミノ
メチルシクロヘキサンとの反応により得られる)との共
重合体であることもできる。特にポリ−イプシロン−カ
プロラクタム(ナイロン6)およびポリヘキサメチレン
アジパミド(ナイロン6/6)が好ましい。最も好まし
いものはナイロン6である。
【0012】本発明のリン酸エステルは次の一般式を有
する。
【0013】
【化3】 式中、nは1より10までの数値であり、mは0より3
までの数値であり、xは0より3までの数値であり、R
は線状または分枝状のC1 〜C18−アルキル基である。
【0014】適当なリン酸エステルは、例えばトリス
(トリエチレングリコール)ホスファート、トリス(ジ
エチレングリコール)ホスファート、トリス(エチレン
グリコール)ホスファート、およびトリエチルホスファ
ートである。
【0015】特に好ましいものはトリス(トリエチレン
グリコール)ホスファートおよびトリエチルホスファー
トである。最も好ましいものはトリス(トリエチレング
リコール)ホスファートである。
【0016】リン酸エステルはそれぞれのポリアミドの
総重量に対して約0.1〜約10.0重量%、好ましく
は約0.8〜約5.0重量%の量で添加される。
【0017】リン酸エステルは純粋の形態でまたは水溶
液として加工前のポリアミドに、または約200〜約3
00℃、好ましくは約250〜約270℃、の温度にお
いて押出機内のポリアミド溶融体に添加される。
【0018】水溶液の場合には、二軸スクリュー押出機
から溶融ポリアミドが出る前に、水蒸気が押出機から放
出される。
【0019】水溶液は、約8〜約99重量%、好ましく
は60〜約90重量%のリン酸エステルを含むものが使
用されてよい。
【0020】本発明の好ましい実施態様において、この
方法は、チップ、グラニュールまたはペレットの形をし
たポリアミド中のリン酸エステルのマスターバッチを調
製するために使用される。この場合に、約50〜約60
重量%のリン酸エステル水溶液が、そのマスターバッチ
に対して、ポリアミド中に約1〜約45重量%のリン酸
エステル、好ましくは約2〜約15重量%のリン酸エス
テルの濃度のポリアミドマスターバッチを形成するため
に使用される。
【0021】マスターバッチはさらに希釈されるかまた
はそのまま使用されて熱可塑性材料に成形されることが
できる。そのポリマーは、ポリマー組成物に基づき、約
100〜約18,000ppm、好ましくは約1000
〜約6000ppmのリンを含む。
【0022】ポリアミド中にリン酸エステルを混入する
この好ましい方法のほかに、リン酸エステルを特定のポ
リアミドの重合または縮合の前あるいはその間に添加し
てもよい。
【0023】例えばイプシロンカプロラクタムの重合反
応においてリン酸エステルはイプシロンカプロラクタム
および、カプロラクタムに対して約0.3〜約5重量
%、好ましくは約0.5〜約3重量%の、開始剤として
の水と共に混合される。任意にモノ−またはジカルボン
酸、例えば安息香酸、テレフタル酸またはイソフタル酸
が、カプロラクタムに対して約0.1〜約0.6重量
%、好ましくは約0.2〜約0.5重量%の量で添加さ
れる。この反応混合物は約180〜約300℃、好まし
くは約240〜約290℃の温度で約10〜25時間の
間加熱されて、相対粘度(90%ギ酸中1%溶液の25
℃における)が約1.8〜約4.0、好ましくは2.0
〜3.0に達するまで続けられる。この改質されたナイ
ロン6は押出しによりチップに加工されるかまたは射出
成形によりある金型の中に射出される。
【0024】重合反応に添加されるリン酸エステルの量
は、カプロラクタムに対して約0.1〜約10重量%で
あり、そしてマスターバッチの調製の場合には、カプロ
ラクタムに対して約1〜45重量%、好ましくは2〜約
15重量%である。
【0025】その他の添加物が繊維組成物に有効量で添
加されることもあった。適当な添加物は他の難燃剤、充
填剤(例えば、タルク、ケイ灰石、白亜、硫化亜鉛、ケ
イ酸塩、カオリンなど)、繊維(例えば、ガラス繊
維)、紫外線安定剤、酸化防止剤、顔料、染料、帯電防
止剤、防汚剤、抗微生物剤、成核剤などである。
【0026】
【実施例】以下の例において述べられるLOI試験によ
れば本発明のポリアミドは低下した引火性を示してい
る。例1 トリス(トリエチレングリコール)ホスファート
を含むナイロン6の製造 カプロラクタム(300g)をトリス(トリエチレング
リコール)ホスファート(TEGPa)(1.43g)
および水(9g)と共に撹拌機を備え付けたガラス容器
の中で混合した。室温においてその容器を真空にしてか
ら窒素で満すことを3回繰返した。その混合物を還流し
ているダウサムにより加熱した。カプロラクタムが溶融
してしまってから溶液を撹拌しかつ1時間還流させた。
1時間後に還流された水を他の容器に採集し、そして液
を18時間の間撹拌した。この期間中カプロラクタムは
ナイロン6に重合していた。ポリマーを押出してから冷
水を通過させた。ポリマーの特性は次の通りであった、
RV=2.52、AEG=45.9およびCEG=5
1。
【0027】例2 触媒の存在でトリス(トリエチレン
グリコール)ホスファートを含むナイロン6の製造 例1の反応物のすべてを同じ割合で安息香酸(0.6
g)と共に加えた。例1に述べられた通りの操作手順が
カプロラクタムの重合を行うために使われた。重合時間
の長さは21時間に変更された。ポリマーの特性は次の
通りであった、RV=3.2、AEG=37.1および
CEG=51。
【0028】例3 トリス(トリエチレングリコール)
ホスファートを含むナイロン6の押出機中での製造 難燃性のナイロン6を逆転二軸スクリュー押出機の中で
製造した。二軸スクリューの始めの所の温度は220℃
と245℃の間に維持された。射出受口の後で押出機内
の温度は210℃に保たれた。ナイロン6(ウルトラミ
ドUltramid(登録商標),ドイツ国ルートビッ
ヒスハーフェン、BASF社製、RV=2.6)を押出
機にホッパーを通して、溶融ポリマーの93g/分流出
に相当する割合で加えた。等重量のトリス(トリエチレ
ングリコール)ホスファート(TEGPa)(Emer
y6696−A,Quantum Chemical
Corporation,Emery Div.製)と
水を混合して調製した溶液を射出受口を通して18ml
/分の割合で加えた。押出機内で発生した水蒸気はダイ
ヘッドの直前に位置するガス抜き口を通してアスピレー
ター真空により除かれた。熱い、配合されたポリマーは
水中で冷却されてからチップに切断された。このポリマ
ーのRVは1.87であり、そしてリン濃度は5500
ppmであった。
【0029】例4 (対照) この例ではナイロン6(ウルトラミドUltramid
(登録商標),ドイツ国ルートビッヒスハーフェン、B
ASF社製、RV=2.6)が使用されている。
【0030】LOI 試験 ナイロン6(例4)およびトリス(トリエチレングリコ
ール)ホスファートを含むナイロン6(例3)の酸素指
数をASTM試験法D2863−87に従って測定し
た。試料は次の方法により調製された。
【0031】チップを金網ホルダーの中にいれて、U.
S.Testing社(Hoboken,New Je
rsey)製作の測定機(モデル#1800)の室内に
置いた。チップを長さ25mmの焔の大きさを有するバ
ーナーで火をつけた。そのバーナーは何らかの酸素およ
び窒素源に連結されていた。各ポリマーについてリン濃
度およびLOIが次の表に記載されている。
【0032】LOI試験
【0033】
【表1】 RV=相対粘度(25℃において90%ギ酸中1%溶
液) AEG=アミノ末端基 CEG=カルボキシル末端基
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート、リー、リリー アメリカ合衆国、ノースカロライナ州、 28803、アッシュビル、ウエスト チャペ ル ロード、1086

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、 nは1より10までの数値であり、 mは0より3までの数値であり、 xは0より3までの数値であり、 Rは線状または分枝状のC1 〜C18−アルキル基であ
    る)のリン酸エステルと共にポリアミドを約250℃よ
    り約300℃までの温度において溶融混合することによ
    り得られる熱可塑性ポリアミド。
JP5237934A 1992-09-24 1993-09-24 難燃性の熱可塑性ポリアミド Pending JPH06192569A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/950,843 US5369160A (en) 1992-09-24 1992-09-24 Thermoplastic polyamide with reduced flammability
US07/950843 1992-09-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06192569A true JPH06192569A (ja) 1994-07-12

Family

ID=25490918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5237934A Pending JPH06192569A (ja) 1992-09-24 1993-09-24 難燃性の熱可塑性ポリアミド

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5369160A (ja)
EP (1) EP0589284B1 (ja)
JP (1) JPH06192569A (ja)
DE (1) DE69306209T2 (ja)
ES (1) ES2094437T3 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
DE69306209D1 (de) 1997-01-09
EP0589284A1 (en) 1994-03-30
US5369160A (en) 1994-11-29
EP0589284B1 (en) 1996-11-27
ES2094437T3 (es) 1997-01-16
DE69306209T2 (de) 1997-03-20

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