JPH1025298A - アリール燐酸エステルの製造方法 - Google Patents
アリール燐酸エステルの製造方法Info
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- JPH1025298A JPH1025298A JP8180861A JP18086196A JPH1025298A JP H1025298 A JPH1025298 A JP H1025298A JP 8180861 A JP8180861 A JP 8180861A JP 18086196 A JP18086196 A JP 18086196A JP H1025298 A JPH1025298 A JP H1025298A
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
ないアリール燐酸エステルオリゴマーを合成する方法を
提供する。 【解決手段】 合成反応終了後、未反応の1価フェノー
ルに対して0.2〜0.6倍モルのオキシ塩化燐を加え
てさらに反応を行う。 【効果】 触媒を洗浄除去する工程で生じる排水への有
機物混入量が大幅に低減でき、排水処理が容易になる。
又、製品から1価フェノールを留去する工程が不要とな
る。
Description
燃剤、可塑剤など樹脂用の添加剤として有用な、オリゴ
マータイプのアリール燐酸エステルの製造方法に関す
る。
果、可塑効果、酸化防止効果などの優れた性能を発現す
ることから、樹脂用の添加剤として広く使用されてい
る。中でも、下記一般式[1]で表されるオリゴマータ
イプのアリール燐酸エステルは、耐熱性に優れ、成形加
工時の揮散や樹脂表面へのしみ出し(ブリード)、金型
汚染等の問題を起こし難いうえ、物性のバランスのとれ
た樹脂組成物が得られる事から、熱可塑性樹脂、特にポ
リスチレン系樹脂や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、ポリエステル系樹脂などの難燃
剤として注目されている。
Ar2,Ar3,Ar4は、各々同一または異なる1価
の芳香族基であり、Rは2価の芳香族基である。) 例えば特公昭51−19858号公報及び特公昭51−
39271号公報などには、これらの添加剤を含むポリ
エステル系の難燃性樹脂組成物、特開昭55−1189
57号及び特開平4−279660号の各公報などには
ポリフェニレンエーテル系の樹脂組成物、特公平2−1
8336号公報や米国特許第5061745号明細書な
どにはポリカーボネート系の樹脂組成物が記載されてい
る。
常、米国特許第2520090号明細書や特公昭62−
25706号公報、特開昭63−227632号公報、
欧州特許第0613902A1号明細書などに記載の、
ルイス酸触媒の存在下、オキシ塩化燐と、2価フェノー
ル及び1価フェノールを反応させる方法により合成され
る。ルイス酸触媒としては、無水塩化マグネシウム、塩
化アルミニウム、塩化チタン、塩化鉄などの金属塩化物
が好適に用いられる。
ではエステル交換や加水分解の触媒として作用する為、
燐酸エステル中に残留すると、樹脂との押し出し成形時
などに、燐酸エステルのみならず樹脂自体のゲル化や分
解を引き起こして、樹脂組成物の物性を著しく低下させ
たり、金型を汚染して生産性を低下させたり、さらには
金型腐食の原因となることが知られている。従って、合
成した燐酸エステルから触媒金属分を除去する必要があ
る。
留精製を行うことが出来ない為、熱水や酸性水、アルカ
リ水により金属分を水相に抽出する洗浄精製法がもっぱ
ら行われている。一方、反応に用いるフェノール類がオ
キシ塩化燐に対して不足したり、反応温度や時間が不足
して反応が完結しない場合、未反応塩素の残る燐酸エス
テルが副生する。これらの化合物は、洗浄精製時に加水
分解されて、燐酸基を持つ親水性燐酸エステルとなる。
親水性燐酸エステルは、洗浄精製時に界面活性剤として
作用し、エマルジョン化を引き起こしたり、高温下で燐
酸エステルや樹脂の分解を促進するなど好ましくない性
質を持つ。
ホスフェートに比べて分子構造的に複雑であり、当量の
フェノール類で反応を完結させることは極めて困難であ
る。このため多くの場合、最終反応工程で1価フェノー
ルをやや過剰に加え、十分な温度と時間をかけ、必要に
応じて若干の減圧条件下で反応を完結させる方法が採ら
れる。
酸エステルは、通常1〜10重量%の未反応の1価フェ
ノールを含有している。1価フェノールは、アリール燐
酸エステルとの親和性が高いため、蒸留により除去する
ためには、150℃以上の高温と50mmHg以下の減
圧が必要である。しかし、本発明者らの研究によると、
触媒と1価フェノールを含むアリール燐酸エステルオリ
ゴマーは、このような条件下では容易に不均化反応を起
こす為、例えば反応終了時に2重量%以上残留する1価
フェノールを、概ね0.5重量%以下まで留去する事は
極めて困難であった。
いので、洗浄精製工程にて排水に溶解して排出され、環
境を汚染する問題があり、これを防ぐために、アリール
燐酸エステルオリゴマーの製造設備には、大規模な排水
処理設備が必要であった。
於いて、1価フェノールの混入の少ないアリール燐酸エ
ステルオリゴマーを合成する方法を提供することを目的
とする。
を達成すべく、鋭意検討を行った結果、未反応の1価フ
ェノールに対し、ほぼ当量のオキシ塩化燐を反応させて
トリアリールホスフェートに変換することにより、洗浄
精製での排水の処理負荷が大幅に削減できることを見出
し、本発明を完成するに至った。
ノール及び1価フェノールを反応させてアリール燐酸エ
ステルオリゴマーを合成するに当たり、1価フェノール
をオキシ塩化燐に対して過剰量使用して反応を完結させ
た後、未反応の1価フェノールに対して0.2〜0.6
倍モルのオキシ塩化燐を加えてさらに反応を行い、未反
応の1価フェノールをトリアリールホスフェートに変換
することを特徴とするアリール燐酸エステルの製造方
法。 2.1価フェノールが、フェノール、クレゾール、キシ
レノールから選ばれる1種または複数の化合物である上
記1のアリール燐酸エステルの製造方法。
例えば無水塩化マグネシウム、塩化アルミニウム、塩化
チタン、塩化錫、塩化亜鉛、塩化鉄などが挙げられ、こ
れらを単独、又は組み合わせて用いることが出来る。特
に無水塩化マグネシウム及び塩化アルミニウムの単独又
は組み合わせが好適に用いられる。本発明に用いる2価
フェノールとしては、例えばヒドロキノン、レゾルシノ
ール、カテコール、ビフェニル−3,3′ジオール、ビ
フェニル−4,4′ジオール、ビスフェノールA、ビス
フェノールS、ビスフェノールF等を、単独又は組み合
わせて用いることが出来る。中でも、反応性と製品の性
能の面から、ヒドロキノン、レゾルシノール、ビスフェ
ノールAのいずれか単独が好適に用いられる。中でも、
ビスフェノールAを用いて得られる燐酸エステルは、耐
加水分解性に優れており、特に好ましい。
例えば、フェノールや、クレゾール、キシレノール、ト
リメチルフェノール、イソプロピルフェノール、ジ−t
−ブチルフェノール、ノニルフェノールなどのアルキル
フェノール類、フェニルフェノール、ベンジルフェノー
ル、クミルフェノール、ナフトール等を単独、又は組み
合わせて用いることが出来る。中でも、フェノール、ク
レゾール、キシレノールを単独、または組み合わせて用
いたものは、未反応物が水相に移行しやすく、又未反応
物のトリアリールホスフェートへの変換が容易なので、
本発明の効果が顕著である。
は特に規定しないが、例えば触媒存在下にオキシ塩化燐
と2価フェノール及び当量以下の1価フェノールを一緒
に仕込んで反応を行った後、最終的に過剰となるようさ
らに1価フェノールを添加して反応を完結させる方法
や、触媒存在下にオキシ塩化燐と2価フェノールを反応
させ、必要に応じて未反応のオキシ塩化燐を蒸留で除い
た後、過剰量の1価フェノールを仕込み反応を完結させ
る方法が挙げられる。反応温度は通常50〜200℃の
範囲で、徐々に昇温して反応を進行させる。反応を完結
させる条件としては、例えば150〜200℃の温度で
2〜6時間反応する。150〜200℃の温度で、10
0〜500mmHgの減圧条件下に反応を完結させる方
法も好適に用いられる。
ば特に規定しないが、反応完結時に製品中に1〜10重
量%の未反応1価フェノールが含まれる量を目安とす
る。未反応1価フェノールの割合が増えると、最終的に
生じるトリアリールホスフェートの量が増加し、その割
合がおおむね20重量%を越えると製品の耐熱性が低下
するため、大過剰とならないことが好ましい。
燐の添加量は、0.2〜0.6倍モルの範囲が適当で、
0.3〜0.5倍モルの範囲が好ましい。0.2倍モル
未満では1価フェノールを十分に削減できず、十分な効
果が得られない。一方、添加量が0.6倍モルを越える
と、ジアリール燐酸とモノアリール燐酸が副生する。こ
のうち前者は水に可溶であり、後者は加水分解して1価
フェノールと燐酸となり、何れも排水処理の負荷を上げ
る。
は特に規定しないが、常圧条件下、120〜200℃の
範囲が好適に用いられる。また、オキシ塩化燐の沸点は
約107℃で、前述の反応条件下では沸騰するため、エ
ステル中に注入することが好ましい。反応時間は1〜4
時間の範囲が好適に用いられる。オキシ塩化燐の添加
量、すなわち未反応1価フェノールの残存量を特定する
方法は特に規定しないが、例えば反応終了後のエステル
を分析、定量する方法や、特定の反応条件に於ける残存
量を予め測定しておく方法等が挙げられる。また、前述
のように1価フェノールはエステルとの親和性が高く、
これを留去する場合、蒸留条件により到達できる平衡濃
度が決まるので、反応終了後に一定条件で蒸留を行い、
1価フェノール量を調整する方法も好ましい。
アリールホスフェートに変換した燐酸エステルは、洗浄
精製工程での排水への有機物の混入が少ないので、排水
処理が容易となる。さらに、未反応1価フェノールの留
去の工程が省略できる利点がある。
的に説明する。まず、本発明で用いた分析方法を以下に
示す。 (A) 東ソー GPC カラム 東ソー TSKgel G2000HXL 2本 東ソー TSKgel G3000HXL 1本 直列 溶媒 THF flow=1ml/分 検出器 UV λ=254nm 試料 THF1000倍希釈 50μl 絶対検量線法 (B) 島津 LC−1OA カラム 東ソー TSKgel ODS−80T 溶媒 メタノール/水=90/10 flow=0.5ml/分 検出器 UV λ=254nm 試料 メタノール 50倍希釈 10μl 絶対検量線法
ル)、オキシ塩化燐768.1g(5.0モル)、及び
無水塩化マグネシウム2.8g(0.015モル)を、
かくはん機・還流管・シリンジ注入口付きの2000m
l四つ口フラスコに仕込み、窒素気流下70〜120℃
にて5時間反応させた。反応終了後、反応温度を維持し
つつ、フラスコを真空ポンプにて50mmHgに減圧し、未
反応のオキシ塩化燐をトラップにて回収した。ついでフ
ラスコを室温まで冷却し、フェノール711.5g
(7.6モル)を加え、100〜170℃に加熱して5
時間反応させた。そのままの温度で200mmHgまで
減圧し、2時間保持して反応を完結させ、下記構造式で
表される燐酸エステル1333gを得た。組成分析結果
を表1に示す。
て、燐酸エステル1334gを得た。組成分析の結果、
未反応フェノールを2.6重量%(34.6g、0.3
7モル)含有していた。ついでフラスコを150℃に保
ち、オキシ塩化燐23.0g(0.15モル)をシリン
ジにて注入し、2時間反応した。そのままの温度で20
0mmHgまで減圧してさらに2時間保持して反応を完
結させた。得られた燐酸エステルの組成を表1に示す。
て、燐酸エステル1332gを得た。組成分析の結果、
未反応フェノールを2.4重量%(32.0g、0.3
4モル)含有していた。ついでフラスコを150℃に保
ち、オキシ塩化燐52.2g(0.34モル)をシリン
ジにて注入し、2時間反応した。そのままの温度で20
0mmHgまで減圧してさらに2時間保持して反応を完
結させた。得られた燐酸エステルの組成を表1に示す。
て、燐酸エステル1335gを得た。組成分析の結果、
未反応フェノールを2.6重量%(34.9g、0.3
7モル)含有していた。ついでフラスコを150℃に保
ち、オキシ塩化燐7.7g(0.05モル)をシリンジ
にて注入し、2時間反応した。そのままの温度で200
mmHgまで減圧してさらに2時間保持して反応を完結
させた。得られた燐酸エステルの組成を表1に示す。
ル)の代わりにヒドロキノン220.5g(2.0モ
ル)、フェノール711.5g(7.6モル)の代わり
にクレゾール843.2g(7.8モル)を用いる以外
は、比較例1と同様の装置、及び合成条件にて、下記構
造式で表される燐酸エステル1230gを得た。組成分
析の結果、未反応クレゾールを5.1重量%(62.7
g、0.58モル)含有していた。ついでフラスコを1
50℃に保ち、オキシ塩化燐30.7g(0.20モ
ル)をシリンジにて注入し、2時間反応した。そのまま
の温度で200mmHgまで減圧してさらに2時間保持
して反応を完結させた。得られた燐酸エステルの組成を
表1に示す。
セパラブルフラスコに、実施例1にて合成した燐酸エス
テル100gおよび0.1規定塩酸100gを仕込み、
湯浴にて70℃に加温しながら、翼長30mmのテフロ
ン製スクリュウ翼を用い、200rpmの速度で30分
間混合攪拌した後、攪拌を止め30分間静置分離後、水
相を回収して溶解するフェノール分及びジアリール燐酸
の定量を行った。結果を表2に示す。
代わりに比較例1〜3で合成した燐酸エステルを用いる
以外は、実施例3と同様の操作を行った。結果を表2に
示す。
残留が少なく、これらの留去が不要なアリール燐酸エス
テルを合成することが出来、触媒を洗浄除去する工程で
生じる排水への、1価フェノール及びジアリール燐酸の
混入量が少なく、排水処理が容易となる。
Claims (2)
- 【請求項1】 金属塩化物触媒存在下に、オキシ塩化燐
と2価フェノール及び1価フェノールを反応させてアリ
ール燐酸エステルオリゴマーを合成するに当たり、1価
フェノールをオキシ塩化燐に対して過剰量使用して反応
を完結させた後、未反応の1価フェノールに対して0.
2〜0.6倍モルのオキシ塩化燐を加えてさらに反応を
行い、未反応の1価フェノールをトリアリールホスフェ
ートに変換することを特徴とするアリール燐酸エステル
の製造方法。 - 【請求項2】 1価フェノールが、フェノール、クレゾ
ール、キシレノールから選ばれる1種または複数の化合
物である請求項1記載のアリール燐酸エステルの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18086196A JP3558458B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | アリール燐酸エステルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18086196A JP3558458B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | アリール燐酸エステルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1025298A true JPH1025298A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3558458B2 JP3558458B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=16090644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18086196A Expired - Lifetime JP3558458B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | アリール燐酸エステルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3558458B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6319432B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-11-20 | Albemarle Corporation | Bisphenol-A bis(diphenyl phosphate)-based flame retardant |
| US6399685B1 (en) | 2000-12-11 | 2002-06-04 | Albemarle Corporation | Purification of arylene polyphosphate esters |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP18086196A patent/JP3558458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6319432B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-11-20 | Albemarle Corporation | Bisphenol-A bis(diphenyl phosphate)-based flame retardant |
| US6399685B1 (en) | 2000-12-11 | 2002-06-04 | Albemarle Corporation | Purification of arylene polyphosphate esters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3558458B2 (ja) | 2004-08-25 |
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