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JPS6135207B2 - - Google Patents
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JPS6135207B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6135207B2
JPS6135207B2 JP14671376A JP14671376A JPS6135207B2 JP S6135207 B2 JPS6135207 B2 JP S6135207B2 JP 14671376 A JP14671376 A JP 14671376A JP 14671376 A JP14671376 A JP 14671376A JP S6135207 B2 JPS6135207 B2 JP S6135207B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
general formula
reaction
carbon atoms
polymer
oxygen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP14671376A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5371190A (en
Inventor
Hiroshi Fujiwara
Akio Takahashi
Masaaki Sekya
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.)
Cosmo Oil Co Ltd
Original Assignee
Maruzen Oil Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Maruzen Oil Co Ltd filed Critical Maruzen Oil Co Ltd
Priority to JP14671376A priority Critical patent/JPS5371190A/en
Publication of JPS5371190A publication Critical patent/JPS5371190A/en
Publication of JPS6135207B2 publication Critical patent/JPS6135207B2/ja
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はリン酸メチルまたはそのエステル基を
含むヒドロキシスチレン系重合体およびその製法
に係るものであり、さらに詳細には一般式(A) (式中Rは水素、炭素数1〜3のアルキル基そ
してYは酸素または硫黄である)が10〜100モル
%、一般式(B) (式中R1は炭素数1〜3のアルキル基であ
る)が0〜15モル%、一般式(C) が0〜50モル%および一般式D が実質的に残余のモル%を主たる構成単位とし
てなり、上記各構成単位がランダムに主鎖で結合
〓〓〓〓
した構造を有する重合度10〜100のリン酸メチル
またはそのエステル基を含むヒドロキシスチレン
系重合体およびその製法に関するものである。 一般にリンを含有する高分子化合物は難燃剤、
イオン交換剤、可塑剤、金属捕集剤、高分子触
媒、界面活性剤、帯電防止剤、繊維処理剤、錆止
め剤などに利用される有用な物質である。 従来セルロースやポリビニルアルコールにリン
を導入し、イオン交換能や難燃効果を付与する研
究はなされて来たが、リンを含有する可溶性のフ
エノール系重合体についてその製造に成功した報
告は知られていない。そして例えばJ.Chem.Soc.
,(1967)2620(D.I.Packham)に記載されてい
るように、ポリパラヒドロキシスチレンにヒ素を
導入することに一部成功しているがリン酸基を導
入することは不可能と考えられている。 本発明者等はヒドロキシスチレン系重合体の開
発について長期間研究を続け、その研究の一環と
してのヒドロキシスチレン系重合体の用途面での
研究としリン含有ヒドロキシスチレン系重合体の
開発に鋭意努力した結果本発明に到達した。 本発明のリン含有ヒドロキシスチレン系重合体
は、他の熱可塑性または熱硬化性樹脂に所定量添
加することにより反応性高分子難燃剤としてすぐ
れた効果を発揮し、またそれ自体を適当な硬化剤
で硬化させることにより耐熱、耐燃性のすぐれた
成型品とすることもできる。 本発明の特徴はメチロール化ヒドロキシスチレ
ン系重合体中のメチロール基がリン酸またはその
エステル類と反応して生じたリン酸メチルまたは
そのエステルを含む新規なリン含有ヒドロキシス
チレン系重合体を与えることにある。ここで簡単
のためにリン酸またはそのエステルと称している
ものはさきに示した一般式により明らかなように
モノチオリン酸エステルを含む意味で用いてい
る。したがつて重合体中のメチロール基の酸素を
介して結合している五価のリン原子の残余の4個
の結合手のうち2個は酸素原子または硫黄原子と
二重結合によつて結合し、残余の2個の結合手は
酸素原子を介して水素または炭素数1〜3のアル
キル基と結合し、そして1個の結合手は塩素と直
接結合している場合もある。本発明のリン含有ヒ
ドロキシスチレン系重合体は一部架橋によりゲル
化したものもあるが、大部分のものは可溶性であ
る。すなわち、本発明によれば、希望に応じて可
溶性のものもあるいは架橋によりゲル化したもの
も任意に得られ、またリンの導入率も希望に応じ
て制御し得る。本発明の反応においては重合鎖の
開裂あるいは架橋は殆んど起らないので出発原料
の選択に応じてオリゴマー程度から分子量20000
程度のもの迄任意に製造し得る。 本発明の重合体の幹となるメチロール化ヒドロ
キシスチレン系重合体のヒドロキシスチレン単位
の構造はオルト、メタまたはパラヒドロキシスチ
レンでありあるいはこれらの任意の割合の混合体
であつてもよい。メチロール基はフエノール性水
酸基に対しオルソ位及び/又はパラ位に存在す
る。 本発明にあつてヒドロキシスチレン系重合体と
はヒドロキシスチレンのホモポリマーおよびヒド
ロキシスチレンの代りにアセトキシスチレン系重
合体を製し、これを加水分解することによりヒド
ロキシスチレン系重合体としたものを意味する。 本発明の重合体合成の出発原料であるメチロー
ル化ヒドロキシスチレン系重合体の確立された製
法の一つは、ヒドロキシスチレン系重合体をホル
ムアルデヒド類によりメチロール化するものであ
る。このヒドロキシスチレン系重合体の分子量は
重合条件を適当に選択することにより約1000〜
2000000程度の範囲内で任意に制御することがで
きるが、本発明の重合体を得るためには分子量約
1000〜12000のものを用いる。メチロール化反応
はヒドロキシスチレン系重合体にホルムアルデヒ
ド類、例えばホルマリン水溶液あるいはアルコー
ル溶液、パラホルムアルデヒド、各種重合度のオ
キシメチレングリコール類を作用させることによ
り行い得る。この際、溶媒としてアルカリ水溶
液、メタノール、エタノール、プロパノール、ブ
タノール等のアルコール類、あるいはテトラヒド
ロフラン、ジオキサン等の極性溶媒が用いられ
る。 反応に際し、ヒドロキシスチレン系重合体中の
ヒドロキシスチレン単位1モル当りホルムアルデ
ヒドの仕込モル比は1/10〜50モルの範囲が一般に
用いられ、実際の使用量は希望されるメチロール
基の導入率に応じて調節される。反応温度は0℃
〜200℃の範囲であり、好ましくは室温から150℃
の範囲が採用される。反応時間は殆んどの場合72
〓〓〓〓
時間以内で充分である。反応は無触媒でも充分な
速度で進行するが、更に反応を促進させるために
酸、アルカリあるいは第3級アミン化合物を触媒
として用いることが出来る。塩酸、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、アンモニア、ピリジン、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、等は触媒
として用いるに好適である。反応終了の際に、メ
チロール化ヒドロキシスチレン系重合体は殆んど
の場合には溶解しているので溶媒を除去するかあ
るいは非溶剤、例えば水、ベンゼン、n―ヘプタ
ン等を用いて析出せしめ、別することにより白
色から褐色の固体として得られる。上記は本発明
の重合体合成の出発原料の製法の一例であり、本
発明の範囲内ではなく、したがつて本発明は原料
であるメチロール化ヒドロキシスチレン系重合体
の合成法のいかんによつて拘束されるものではな
い。 次にメチロール化ヒドロキシスチレン系重合体
にリンを導入する方法について記載する。 まずメチロール化ヒドロキシスチレン系重合体
のメチロール基にリン酸を作用させて、脱水反応
によりリン酸をメチロール基に結合する。即ち ここでリン酸という用語は正リン酸のみなら
ず、ポリリン酸、五酸化リンを含む意味で用いら
れている。溶媒としてこの反応の際、テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、ピリジ
ン、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性
溶媒が用いられる。反応に際して脱水作用を促進
せしめるために五酸化リンを共存せしめることが
必要であるいはポリリン酸が用いられる。またこ
の反応に際し、溶解性を改善し、ゲル化等の副反
応を防止する添加剤として尿素あるいはアンモニ
アを用いることもある。本反応を行うにあたつて
は原料のメチロール化ヒドロキシスチレン系重合
体中のメチロール基1モル当り上記のリン化合物
の仕込み量は正リン酸に換算して1/5〜20モルで
あり、実際の使用量は希望するリンの導入率に応
じて上記の範囲内で調節される。反応温度は0〜
200℃の範囲であり、好ましくは50〜200℃の範囲
が採用される。反応時間は殆んどの場合48時間以
内で充分である。反応終了の際に、反応生成物が
反応溶液から沈澱してくる場合には別により、
そして溶解している場合には溶媒等を除去するか
あるいは非溶媒を加え反応生成物を沈澱させるか
または塩析あるいは透析し凍結乾燥することによ
り、反応生成物は白色ないしは茶色の固体として
得られる。この場合、生成物を乾燥しすぎるとリ
ン酸メチルエステル部の分子間脱水反応が起り生
成物が架橋によりゲル化する場合がある。 この反応において得られる生成物は、さきに示
した一般式(A)でRが水素そしてYが酸素であり、
一般式(B)の構成単位を含まない構造を有する。 次に本発明の生成物を塩化リン酸またはモノチ
オリン酸エステルを用いて合成する方法について
記載する。この方法で反応に関与する部分を一般
式で表現すれば下記の通りである。 (式中Yは酸素または硫黄そしてR1は炭素数
1〜3のアルキル基である。)すなわち、脱塩化
水素反応によりメチロールの水酸基にリン酸また
はモノチオリン酸エステル基を結合せしめるもの
である。この反応においても溶媒としてテトラヒ
ドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非
プロトン性極性溶媒が用いられる。この反応に用
いられる塩化リン酸またはモノチオリン酸エステ
ルとしてはクロルリン酸ジメチル、クロルモノチ
オリン酸ジメチル、クロルリン酸ジエチル、クロ
ルモノチオリン酸ジエチル、クロルリン酸ジプロ
ピル、クロルモノチオリン酸ジプロピルが用いら
れる。反応に際し、メチロール化ヒドロキシスチ
レン系重合体中のメチロール化ヒドロキシスチレ
ン単位1モル当り塩化リン酸またはモノチオリン
酸ジエステルの仕込量は1/2〜40モル、好ましく
は1〜10モルの範囲である。実際の仕込量は希望
するリンの導入率に応じて上記の範囲内で調節さ
れる。本反応を行う温度は0℃〜200℃、好まし
くは室温から100℃の範囲内が採用される。反応
時間は殆んどの場合、48時間以内で充分である。
〓〓〓〓
また反応系に触媒として第3級アミンを添加する
ことも出来るが、本反応は無触媒でも充分な速度
で進行する。反応終了の際に反応生成物が反応溶
液から沈澱してくる場合にはこれを別し、溶解
している場合には溶媒を除去するかあるいはベン
ゼン、n―ヘプタン、水等の非溶媒を加えて沈澱
させ別する等の手段により反応生成物を分離、
回収する。分離した本反応の生成物は白色からお
うど色の固体物質である。本反応にあつては脱水
反応を用いないので五酸化リンの存在を必要とし
ない。 本反応で得られる生成物中のリン酸エステル基
を含有する構成単位は後記実施例より明らかなよ
うに、塩化リン酸ジエステルを用いた場合にはほ
とんど一般式(A)で示される構造を有するが、塩化
モノチオリン酸ジエステルを用いた場合には脱塩
化水素のほかに脱アルコールも起こり、一般式(A)
および一般式(B)で示される構造を有する。なお必
要があれば一般式(B)で示される構成単位は加溶媒
分解により容易に一般式(A)の型に代えることがで
きる。加溶媒分解はメタノール、エタノールまた
はプロパノールを加溶媒分解剤として0〜200
℃、好ましくは0〜100℃の温度で行う。反応に
際してテトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状
エーテル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホル
ムアミド等の非プロトン性極性溶媒を溶媒として
用いることは勿論可能であるが、メタノール、エ
タノールまたはプロパノールといつた加溶媒分解
剤は溶媒としても働くので他の溶媒を特に加える
必要もない。反応時間は一般に48時間以内で充分
であり、通常は反応温度にもよるが24時間以内が
採用される。この塩化リン酸またはモノチオリン
酸エステルを用いる反応ではメチロールの水酸基
のほかフエノール性水酸基も副反応として若干反
応する。 塩化リン酸またはモノチオリン酸エステルを用
いるこの反応でRは水素である生成物を得たい場
合には、上記で得られた生成物を加水分解すれば
よい。加水分解は上記の重合体を酸触媒によつて
行う。この場合アルカリ触媒を用いるとリン酸基
の脱離、即ちフエノールとリン酸エステル部との
解離、が生じ易いため好ましくなく、酸触媒が使
用される。溶媒としては水あるいはジオキサン―
水、テトラヒドロフラン―水、メタノール―水の
如き混合溶媒が使用される。この反応に用いられ
る酸触媒としては塩酸、酢酸等が好ましく用いら
れる。酸触媒の使用量は触媒量に限られず酢酸―
水混合溶媒等、大量の酸も使用出来る。加水分解
反応の温度は0〜150℃の範囲が一般で、通常は
50〜100℃の範囲内の温度で実施される。反応時
間は48時間以内で充分であり、反応温度にもよる
が通常は24時間以内の反応時間が採用される。反
応系からの生成物の分離、回収は前記と同様に行
うことができる。 本発明の目的生成物をリン酸またはモノチオリ
ン酸トリエステルを用いて合成する方法について
以下に記載する。この反応はエステル交換反応で
あつて式で示せば下記の通りである。 (式中Yは酸素または硫黄であり、R1は炭素
数1〜3のアルキル基である。)反応に際しては
溶媒として、テトラヒドロフラン、ジオキサン等
の環状エーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒が用い
られる。この反応に用いられるリン化合物として
は五価のリン酸またはモノチオリン酸トリエステ
ル類が用いられ、例えばリン酸トリメチル、リン
酸トリエチル、リン酸トリプロピル、モノチオリ
ン酸トリメチル、モノチオリン酸トリエチル等が
用いられる。反応に際し、メチロール化ヒドロキ
シスチレン系重合体中のメチロール化ヒドロキシ
スチレン単位1モル当り上記のリン化合物の仕込
量は1/2〜40モル、そして好ましくは1〜10モル
である。実際の仕込量は希望するリンの導入率に
応じて上記の範囲内から選択される。本反応を行
う温度としては0〜200℃の範囲であり、好まし
くは室温から150℃の範囲が採用される。反応時
間は殆んどの場合72時間以内で充分である。この
反応は脱水反応ではないので五酸化リンの存在は
要しない。またこの反応ではフエノール性水酸基
は反応せず、未変化のまま残留する。反応終了の
際に反応生成物は殆んどの場合溶解しており、通
常は溶媒を除去するかあるいは非溶媒、例えばベ
〓〓〓〓
ンゼン、n―ヘプタン、水等を加えて析出、沈澱
せしめるかまたは食塩水等で塩析するなどして沈
澱物として別する。分離した重合体は白色から
茶色の固体物質として得られる。 出発原料であるメチロール化ヒドロキシスチレ
ン系重合体のフエノール性水酸基の置換位置に特
別な規制はない。そしてメチロール基はフエノー
ル性水酸基に対してオルソ位及び/又はパラ位に
置換されているものが好ましい。 本発明の生成物の分子量は用いる原料であるメ
チロール化ヒドロキシスチレン系重合体の分子量
によつて殆んど決定され、リン導入反応中には重
合鎖の開裂は殆んど起らず、またさきに述べた如
く分子間架橋をさける条件を選択すれば架橋も実
質的に起らず、この反応中に重合度は実質的に変
化しない。 本発明の目的生成物の代表的な例のいくつかを
示すならば、リン酸基を有するメチロール化ポリ
パラヒドロキシスチレン、ジエチルリン酸基を有
するメチロール化ポリパラヒドロキシスチレン、
ジエチルモノチオリン酸基とエチルクロルモノチ
オリン酸基とを有するメチロール化ポリパラヒド
ロキシスチレン、ジメチルリン酸基を有するメチ
ロール化ポリパラヒドロキシスチレン等をあげる
ことができる。 本発明の重合体の難燃剤として用いる方法とし
ては本発明の重合体と他の合成樹脂とを加熱状態
でニーダーあるいは押出機で混和する方法、本発
明の重合体と他の合成樹脂とを共通の溶媒に溶解
させ次いで溶媒を除去する方法、本発明の重合体
の存在下にモノマーを重合させるあるいはモノマ
ーの重合過程中に本発明の重合体を添加する方
法、本発明の重合体と他の合成樹脂とをチツプ状
もしくは粉末状で混合する方法等任意の手段が用
いられ、また成型法としても射出成型法、押出し
成型法、圧縮成型法、回転成型法等任意、適当な
手段が採用され得る。 以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説
明するが、これらはあくまでも単なる例示であつ
て本発明を限定するものと解されるべきではな
い。 実施例 1 撹拌機、温度計、滴下ロール、還流冷却器付の
300mlの四つ口フラスコ中にメチロール化ポリパ
ラヒドロキシスチレン(ヒドロキシスチレン単位
当り0.96個のメチロール基を有し、分子量6860)
3.0g、ピリジン100ml、正リン酸3.2mlと五酸化
リン8.4gを加えて均一に溶解させると橙色の略
透明な溶液となつた。この溶液を撹拌しながら
100℃に昇温し、100〜110℃に保つて10時間撹拌
反応せしめた。反応終了後、茶橙色の略透明な溶
液を過して、液を1/2の容量に濃縮し、200ml
のエタノールと500mlのベンゼンとの混合溶剤中
に投入し、黄白色の固体5.2gを得た。これを50
mlの水と50mlのエタノールとの混合溶媒に溶解さ
せ、食塩を15g加えて室温にて一時間撹拌した
後、過して肌色固体3.2gを得た。この重合体
は元素分析の結果、P含有率10.3%でありIR分析
の結果リン酸メチルエステル化ポリパラヒドロキ
シスチレンであることを認めた。IR分析により
下記の特徴的吸収が認められた。赤外吸収曲線を
第1図に示す。 1110cm-1 ν(P)―O―CH2― 1015cm-1付近 νP―O―(CH2)―とνP―
O―(H) リン酸基の導入率はメチロール基当り0.70個であ
つた。 実施例 2 実施例1の溶媒ピリジンの代りに100mlのジメ
チルホルムアミドを用い、反応温度を実施例1の
100〜110℃の代りに150℃にして他の条件は全て
実施例1と同様にして反応を行つたところ肌おう
ど色の固体3.6gを得た。この重合体は元素分析
の結果、P含有率12.1%であり、IR分析の結果リ
ン酸メチルエステル化ポリパラヒドロキシスチレ
ンであつた。リン酸基の導入率はメチロール基当
り0.88個であつた。生成物のIR曲線を第2図に示
す。 実施例 3 実施例1で用いたと同様の300mlの容器にメチ
ロール化ポリパラヒドロキシスチレン(ヒドロキ
シスチレン単位当り0.32個のメチロール基を有
し、分子量5942)3.0g、ジメチルホルムアミド
100ml、正リン酸3.2ml、五酸化リン8.4gと尿素
3.6gを入れて均一に溶解させたところ橙色のや
や不透明な溶液となつた。この溶液を撹拌しなが
ら150℃に昇温し、この温度で3時間撹拌しなが
ら反応させた。反応終了後、得られた黄色のやや
〓〓〓〓
不透明な溶液を過し、さらに液を1/2の容量
に濃縮し、500mlのn―ヘプタン中に投入するこ
とにより白黄色の固体7.8gを得た。これを50ml
のメタノールで抽出し、メタノール可溶部に20g
の食塩を含む10mlの食塩水を加えて撹拌すること
により白おうど色の固体2.5gを得た。この重合
体は元素分析の結果、P含有率4.5%であり、IR
分析の結果リン酸メチルエステル化ポリパラヒド
ロキシスチレンであることを認めた。リン酸基の
導入率はメチロール基当り0.67個であつた。生成
物のIR曲線を第3図に示す。 実施例 4 実施例1で用いたと同じ容器にメチロール化ポ
リパラヒドロキシスチレン(ヒドロキシスチレン
単位当り0.96個のメチロール基を有し分子量
6860)3.0gとパラジオキサン100mlを入れて均一
に溶解させると茶褐色の透明溶液となつた。この
溶液にクロルリン酸ジエチル
The present invention relates to a hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or an ester group thereof, and a method for producing the same, and more specifically relates to a hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or its ester group, and more particularly, (In the formula, R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Y is oxygen or sulfur) is 10 to 100 mol%, general formula (B) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) is 0 to 15 mol%, general formula (C) is 0 to 50 mol% and general formula D is essentially the remaining mole% as the main structural unit, and each of the above structural units is randomly connected with the main chain〓〓〓〓
The present invention relates to a hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or its ester group having a polymerization degree of 10 to 100 and a method for producing the same. Generally, polymer compounds containing phosphorus are flame retardants,
It is a useful substance used as ion exchange agents, plasticizers, metal collectors, polymer catalysts, surfactants, antistatic agents, fiber treatment agents, rust inhibitors, etc. Research has been conducted to introduce phosphorus into cellulose and polyvinyl alcohol to impart ion exchange ability and flame retardant effects, but there are no known reports of successful production of soluble phenolic polymers containing phosphorus. do not have. And for example, J.Chem.Soc.
, (1967) 2620 (DIPackham), there has been some success in introducing arsenic into polyparahydroxystyrene, but it is considered impossible to introduce phosphate groups. The present inventors have continued research on the development of hydroxystyrene polymers for a long period of time, and as part of that research, they have made earnest efforts to develop phosphorus-containing hydroxystyrene polymers. As a result, the present invention was achieved. The phosphorus-containing hydroxystyrene polymer of the present invention exhibits excellent effects as a reactive polymeric flame retardant when added in a predetermined amount to other thermoplastic or thermosetting resins, and can also be used itself as a suitable curing agent. By curing it, it can be made into molded products with excellent heat resistance and flame resistance. A feature of the present invention is to provide a novel phosphorus-containing hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or its ester, which is produced by reacting the methylol group in the methylolated hydroxystyrene polymer with phosphoric acid or its esters. be. Here, for the sake of simplicity, what is referred to as phosphoric acid or its ester is used in the sense that it includes monothiophosphoric acid ester, as is clear from the general formula shown above. Therefore, two of the remaining four bonds of the pentavalent phosphorus atom bonded via the oxygen of the methylol group in the polymer are bonded to an oxygen atom or a sulfur atom through a double bond. , the remaining two bonds may be bonded to hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms via an oxygen atom, and one bond may be directly bonded to chlorine. Although some of the phosphorus-containing hydroxystyrene polymers of the present invention are gelatinized by crosslinking, most of them are soluble. That is, according to the present invention, a soluble product or a gelatinized product by crosslinking can be obtained as desired, and the introduction rate of phosphorus can also be controlled as desired. In the reaction of the present invention, polymer chain cleavage or crosslinking hardly occurs, so depending on the selection of starting materials, molecular weights ranging from oligomers to 20,000 can be obtained.
It can be manufactured arbitrarily up to a certain degree. The structure of the hydroxystyrene unit of the methylolated hydroxystyrene polymer serving as the backbone of the polymer of the present invention may be ortho, meta or para-hydroxystyrene, or a mixture thereof in any proportion. The methylol group is present in the ortho and/or para position relative to the phenolic hydroxyl group. In the present invention, the hydroxystyrene polymer refers to a hydroxystyrene homopolymer and a hydroxystyrene polymer produced by producing an acetoxystyrene polymer instead of hydroxystyrene and hydrolyzing it. . One of the established methods for producing the methylolated hydroxystyrene polymer, which is the starting material for the polymer synthesis of the present invention, is to methylolize the hydroxystyrene polymer with formaldehyde. The molecular weight of this hydroxystyrene polymer can be adjusted from approximately 1000 to 1000 by appropriately selecting polymerization conditions.
The molecular weight can be arbitrarily controlled within a range of about 2,000,000, but in order to obtain the polymer of the present invention, the molecular weight is about
Use 1000 to 12000. The methylolization reaction can be carried out by reacting a hydroxystyrene polymer with formaldehyde, such as an aqueous formalin solution or alcohol solution, paraformaldehyde, or oxymethylene glycols of various degrees of polymerization. At this time, an alkaline aqueous solution, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, or polar solvents such as tetrahydrofuran and dioxane are used as the solvent. During the reaction, the molar ratio of formaldehyde per 1 mole of hydroxystyrene units in the hydroxystyrene polymer is generally used in the range of 1/10 to 50 moles, and the actual amount used depends on the desired introduction rate of methylol groups. It is adjusted accordingly. Reaction temperature is 0℃
~200℃ range, preferably room temperature to 150℃
The range is adopted. Reaction time is 72 in most cases
〓〓〓〓
It is enough within the hour. Although the reaction proceeds at a sufficient rate even without a catalyst, an acid, alkali, or a tertiary amine compound can be used as a catalyst to further accelerate the reaction. Hydrochloric acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, pyridine,
Trimethylamine, triethylamine, etc. are suitable for use as catalysts. At the end of the reaction, the methylolated hydroxystyrene polymer is dissolved in most cases, so the solvent is removed or it is precipitated using a non-solvent such as water, benzene, n-heptane, etc., and then separated. It is obtained as a white to brown solid. The above is an example of the method for producing the starting material for the polymer synthesis of the present invention, and is not within the scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the method for synthesizing the methylolated hydroxystyrene polymer that is the raw material. It is not binding. Next, a method for introducing phosphorus into a methylolated hydroxystyrene polymer will be described. First, phosphoric acid is applied to the methylol groups of the methylolated hydroxystyrene polymer, and the phosphoric acid is bonded to the methylol groups through a dehydration reaction. That is, Here, the term phosphoric acid is used to include not only orthophosphoric acid but also polyphosphoric acid and phosphorus pentoxide. As a solvent for this reaction, a cyclic ether such as tetrahydrofuran or dioxane, or an aprotic polar solvent such as pyridine or dimethylformamide is used. In order to accelerate the dehydration effect during the reaction, it is necessary to coexist phosphorus pentoxide, or polyphosphoric acid is used. Further, during this reaction, urea or ammonia may be used as an additive to improve solubility and prevent side reactions such as gelation. In carrying out this reaction, the amount of the above-mentioned phosphorus compound to be charged is 1/5 to 20 mole in terms of orthophosphoric acid per mole of methylol group in the methylolated hydroxystyrene polymer as the raw material. The amount used is adjusted within the above range depending on the desired phosphorus introduction rate. The reaction temperature is 0~
The temperature range is 200°C, preferably 50 to 200°C. A reaction time of 48 hours or less is sufficient in most cases. Depending on the case, if the reaction product precipitates from the reaction solution at the end of the reaction,
If dissolved, the reaction product is obtained as a white or brown solid by removing the solvent or adding a non-solvent to precipitate the reaction product, or by salting out or dialysis and freeze-drying. . In this case, if the product is dried too much, an intermolecular dehydration reaction may occur in the phosphoric acid methyl ester moiety, and the product may gel due to crosslinking. The product obtained in this reaction has the general formula (A) shown above, where R is hydrogen and Y is oxygen,
It has a structure that does not contain the structural unit of general formula (B). Next, a method for synthesizing the product of the present invention using phosphoric chloride or monothiophosphoric acid ester will be described. The parts involved in the reaction in this method can be expressed in the following general formula. (In the formula, Y is oxygen or sulfur, and R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.) That is, a phosphoric acid or monothiophosphoric acid ester group is bonded to the hydroxyl group of methylol by a dehydrochlorination reaction. Also in this reaction, a cyclic ether such as tetrahydrofuran or dioxane, or an aprotic polar solvent such as dimethylformamide or dimethyl sulfoxide is used as a solvent. As the phosphoric acid chloride or monothiophosphoric acid ester used in this reaction, dimethyl chlorophosphate, dimethyl chloromonothiophosphate, diethyl chlorophosphate, diethyl chloromonothiophosphate, dipropyl chlorophosphate, and dipropyl chloromonothiophosphate are used. During the reaction, the amount of phosphoric acid chloride or diester monothiophosphoric acid charged per mole of methylolated hydroxystyrene units in the methylolated hydroxystyrene polymer ranges from 1/2 to 40 moles, preferably from 1 to 10 moles. The actual amount to be charged is adjusted within the above range depending on the desired phosphorus introduction rate. The temperature for carrying out this reaction is from 0°C to 200°C, preferably from room temperature to 100°C. A reaction time of 48 hours or less is sufficient in most cases.
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Although a tertiary amine can be added to the reaction system as a catalyst, the reaction proceeds at a sufficient rate even without a catalyst. If the reaction product precipitates from the reaction solution at the end of the reaction, separate it, and if it is dissolved, remove the solvent or add a non-solvent such as benzene, n-heptane, water, etc. Separate the reaction product by means such as precipitation and separation.
to recover. The isolated product of this reaction is a white to amber solid material. Since this reaction does not involve a dehydration reaction, the presence of phosphorus pentoxide is not required. As is clear from the examples below, most of the structural units containing a phosphoric acid ester group in the product obtained in this reaction have a structure represented by the general formula (A) when a chlorophosphoric acid diester is used. However, when chlorinated monothiophosphoric acid diester is used, dealcoholization occurs in addition to dehydrochlorination, and the general formula (A)
and has a structure represented by general formula (B). If necessary, the structural unit represented by general formula (B) can be easily replaced with the type represented by general formula (A) by solvolysis. Solvolysis is performed using methanol, ethanol or propanol as a solvolysis agent from 0 to 200%.
℃, preferably at a temperature of 0 to 100℃. During the reaction, it is of course possible to use cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, and aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide and dimethyl formamide, but solvolytic agents such as methanol, ethanol, and propanol can also be used as solvents. It works so there is no need to add any other solvent. Generally, a reaction time of 48 hours or less is sufficient, and although it depends on the reaction temperature, a reaction time of 24 hours or less is usually employed. In this reaction using phosphoric acid chloride or monothiophosphoric acid ester, not only the hydroxyl group of methylol but also the phenolic hydroxyl group reacts to some extent as a side reaction. If it is desired to obtain a product in which R is hydrogen in this reaction using phosphoric chloride or monothiophosphoric acid ester, the product obtained above may be hydrolyzed. Hydrolysis of the above polymer is carried out using an acid catalyst. In this case, it is not preferable to use an alkali catalyst because it tends to cause elimination of the phosphoric acid group, that is, dissociation of the phenol and the phosphoric ester moieties, so an acid catalyst is used. Water or dioxane as a solvent
Mixed solvents such as water, tetrahydrofuran-water, methanol-water are used. As the acid catalyst used in this reaction, hydrochloric acid, acetic acid, etc. are preferably used. The amount of acid catalyst used is not limited to the amount of catalyst.
A large amount of acid, such as a water mixed solvent, can also be used. The temperature of the hydrolysis reaction is generally in the range of 0 to 150℃, and usually
It is carried out at temperatures within the range of 50-100°C. A reaction time of 48 hours or less is sufficient, and although it depends on the reaction temperature, a reaction time of 24 hours or less is usually employed. Separation and recovery of the product from the reaction system can be performed in the same manner as described above. A method for synthesizing the target product of the present invention using phosphoric acid or monothiophosphoric acid triester will be described below. This reaction is a transesterification reaction, and the formula is as follows. (In the formula, Y is oxygen or sulfur, and R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.) During the reaction, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, and aprotic solvents such as dimethylformamide and dimethyl sulfoxide are used as solvents. Polar solvents are used. As the phosphorus compound used in this reaction, pentavalent phosphoric acid or monothiophosphoric acid triesters are used, such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, trimethyl monothiophosphate, and triethyl monothiophosphate. During the reaction, the amount of the above-mentioned phosphorus compound charged per mole of methylolated hydroxystyrene units in the methylolated hydroxystyrene polymer is 1/2 to 40 moles, and preferably 1 to 10 moles. The actual amount to be charged is selected from within the above range depending on the desired phosphorus introduction rate. The temperature at which this reaction is carried out is in the range of 0 to 200°C, preferably in the range of room temperature to 150°C. A reaction time of 72 hours or less is sufficient in most cases. Since this reaction is not a dehydration reaction, the presence of phosphorus pentoxide is not required. Further, in this reaction, the phenolic hydroxyl group does not react and remains unchanged. At the end of the reaction, the reaction products are almost always dissolved and the solvent is usually removed or a non-solvent, e.g.
The mixture is separated as a precipitate by adding diluted salt, n-heptane, water, etc. to precipitate it, or by salting out with a saline solution or the like. The separated polymer is obtained as a white to brown solid material. There are no particular restrictions on the substitution position of the phenolic hydroxyl group in the methylolated hydroxystyrene polymer that is the starting material. The methylol group is preferably substituted at the ortho and/or para position relative to the phenolic hydroxyl group. The molecular weight of the product of the present invention is determined mostly by the molecular weight of the methylolated hydroxystyrene polymer used as a raw material, and cleavage of the polymer chain hardly occurs during the phosphorus introduction reaction. As mentioned above, if conditions are selected to avoid intermolecular crosslinking, crosslinking will not substantially occur, and the degree of polymerization will not substantially change during this reaction. Some representative examples of the target products of the present invention include methylolated polyparahydroxystyrene having phosphate groups, methylolated polyparahydroxystyrene having diethyl phosphate groups,
Examples include methylolated polyparahydroxystyrene having a diethylmonothiophosphate group and an ethylchloromonothiophosphate group, and methylolated polyparahydroxystyrene having a dimethylphosphate group. Methods for using the polymer of the present invention as a flame retardant include mixing the polymer of the present invention and other synthetic resins in a kneader or extruder under heating; method of dissolving the polymer of the present invention in a solvent and then removing the solvent; method of polymerizing the monomer in the presence of the polymer of the present invention or adding the polymer of the present invention during the polymerization process of the monomer; Any method such as mixing with a synthetic resin in the form of chips or powder can be used, and any suitable molding method can be used such as injection molding, extrusion molding, compression molding, rotational molding, etc. obtain. EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but these are merely illustrative and should not be construed as limiting the present invention. Example 1 A device with a stirrer, thermometer, dropping roll, and reflux condenser
In a 300 ml four-necked flask, add methylolated polyparahydroxystyrene (0.96 methylol groups per hydroxystyrene unit, molecular weight 6860).
3.0 g, 100 ml of pyridine, 3.2 ml of orthophosphoric acid, and 8.4 g of phosphorus pentoxide were added and uniformly dissolved to form an orange, almost transparent solution. While stirring this solution
The temperature was raised to 100°C, and the temperature was maintained at 100-110°C for 10 hours with stirring. After the reaction is complete, filter the brownish-orange, almost transparent solution and concentrate it to 1/2 of its volume to 200ml.
of ethanol and 500 ml of benzene to obtain 5.2 g of a yellowish white solid. 50 of this
The mixture was dissolved in a mixed solvent of 1 ml of water and 50 ml of ethanol, 15 g of common salt was added, stirred at room temperature for 1 hour, and filtered to obtain 3.2 g of a flesh-colored solid. As a result of elemental analysis, this polymer had a P content of 10.3%, and as a result of IR analysis, it was confirmed that it was phosphoric acid methyl esterified polyparahydroxystyrene. The following characteristic absorption was observed by IR analysis. The infrared absorption curve is shown in FIG. 1110cm -1 ν(P)―O―CH 2 ― Around 1015cm -1 νP―O―(CH 2 )― and νP―
The introduction rate of O-(H) phosphate groups was 0.70 per methylol group. Example 2 100 ml of dimethylformamide was used in place of the solvent pyridine in Example 1, and the reaction temperature was the same as in Example 1.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature was 150°C instead of 100-110°C, and 3.6g of a skin-colored solid was obtained. As a result of elemental analysis, this polymer had a P content of 12.1%, and as a result of IR analysis, it was phosphoric acid methyl esterified polyparahydroxystyrene. The introduction rate of phosphate groups was 0.88 per methylol group. The IR curve of the product is shown in FIG. Example 3 In a 300 ml container similar to that used in Example 1, 3.0 g of methylolated polyparahydroxystyrene (having 0.32 methylol groups per hydroxystyrene unit, molecular weight 5942) and dimethylformamide were added.
100ml, orthophosphoric acid 3.2ml, phosphorus pentoxide 8.4g and urea
When 3.6 g was added and uniformly dissolved, it became an orange, slightly opaque solution. This solution was heated to 150° C. with stirring, and reacted at this temperature for 3 hours with stirring. After the reaction is completed, the slightly yellow color obtained is
The opaque solution was filtered, further concentrated to 1/2 volume, and poured into 500 ml of n-heptane to obtain 7.8 g of a white-yellow solid. 50ml of this
Extract with methanol and add 20g to the methanol soluble part.
By adding 10 ml of brine containing 100 ml of common salt and stirring, 2.5 g of a white, auburn solid was obtained. As a result of elemental analysis, this polymer has a P content of 4.5% and an IR
As a result of analysis, it was confirmed that it was polyparahydroxystyrene esterified with methyl phosphate. The introduction rate of phosphate groups was 0.67 per methylol group. The IR curve of the product is shown in FIG. Example 4 In the same container used in Example 1, methylolated polyparahydroxystyrene (0.96 methylol groups per hydroxystyrene unit and a molecular weight
6860) and 100 ml of paradioxane were added and uniformly dissolved to form a brownish-brown transparent solution. Add diethyl chlorphosphate to this solution.

【式】10.4gを室温で撹拌下に滴 下ロートで一滴ずつ加えた。滴下終了後、数滴の
トリエチルアミンを添加し、温度を90℃に上昇さ
せたところ薄茶褐色の透明溶液となつた。これを
90℃で5時間撹拌反応させた。反応終了後、濃茶
赤色の透明溶液を700mlの水中に投入することに
より薄おうど色粉末重合体を3.5g得た。この重
合体は元素分析の結果、P含有率7.2%、Cl含有
率0.04%であつた。IR分析の結果、この生成物は
ジエチルリン酸基を有するメチロール化ポリパラ
ヒドロキシスチレンであることを認めた。IR分
析の結果、下記の特徴的吸収が認められた。 1115cm-1と1103cm-1 ν―CH2―O―(P) 1040cm-1 νP―O―(CH2) 980cm-1 νP―O―芳香族 上記吸収のうち980cm-1の吸収は、副反応によ
りフエノール性水酸基も若干反応していることを
示している。 ジエチルリン酸基の導入率はヒドロキシスチレ
ン単位当り約0.51個(メチロール基あたり約0.53
個)であつた。生成物のIR曲線を第4図に示
す。 実施例 5 実施例1で用いたと同様の容器にメチロール化
ポリパラヒドロキシスチレン(ヒドロキシスチレ
ン単位当り0.32個のメチロール基を有し、分子量
5942)3.0gとパラジオキサン100mlとを加え均一
に溶解させたところ茶褐色の透明溶液となつた。
この溶液にクロルモノチオリン酸ジエチル
[Formula] 10.4g was added dropwise at room temperature with stirring using a dropping funnel. After the dropwise addition was completed, several drops of triethylamine were added and the temperature was raised to 90°C, resulting in a light brown transparent solution. this
The reaction was stirred at 90°C for 5 hours. After the reaction was completed, the dark brown-red transparent solution was poured into 700 ml of water to obtain 3.5 g of a pale amber powder polymer. As a result of elemental analysis, this polymer had a P content of 7.2% and a Cl content of 0.04%. As a result of IR analysis, this product was confirmed to be methylolated polyparahydroxystyrene having diethyl phosphate groups. As a result of IR analysis, the following characteristic absorption was observed. 1115cm -1 and 1103cm -1 ν―CH 2 -O― (P) 1040cm -1 νP―O― (CH 2 ) 980cm -1 νP―O - aromatic Of the above absorptions, the absorption at 980cm -1 is due to side reactions. This indicates that the phenolic hydroxyl group is also slightly reacted. The introduction rate of diethyl phosphate groups is approximately 0.51 per hydroxystyrene unit (approximately 0.53 per methylol group).
). The IR curve of the product is shown in FIG. Example 5 In a container similar to that used in Example 1, methylolated polyparahydroxystyrene (having 0.32 methylol groups per hydroxystyrene unit, molecular weight
5942) and 100 ml of paradioxane were added and uniformly dissolved, resulting in a brownish transparent solution.
Add diethyl chloromonothiophosphate to this solution.

【式】11.3gを室温で撹拌下に滴 下ロートより一滴ずつ加えた。滴下終了後、温度
を90℃に高めると薄茶褐色の透明溶液となつた。
これを90℃で5時間撹拌下で反応させた。反応終
了後、この溶液をn―ヘプタン中に投入すること
によりおうど色の粉末状重合体を3.8g得た。こ
の重合体は元素分析の結果、P含有率4.5%、Cl
含有率2.45%、S含有率5.41%であつた。IR分析
の結果、ジエチルモノチオリン酸基とエチルクロ
ルモノチオリン酸基とを約半数ずつ有するメチロ
ール化ポリパラヒドロキシスチレンであると確認
された。IR分析の結果、下記の特徴的吸収が認
められた。 1103cm-1 ν―CH2―O―(P) 1020cm-1 νP―O―(CH2) 977cm-1 νP―O―芳香族 上記吸収のうち977cm-1の吸収は、副反応によ
りフエノール性水酸基も若干反応していることを
示している。 ジエチルモノチオリン酸基とエチルクロルモノ
チオリン酸基の導入率はヒドロキシスチレン単位
当り各々約0.12個であり合計約0.24個(メチロー
ル基当りで0.74個)導入されていた。生成物のIR
曲線を第5図に示す。 実施例 6 実施例1で用いたと同様のフラスコにメチロー
ル化ポリパラヒドロキシスチレン(ヒドロキシス
チレン単位当り0.32個のメチロール基を有し、分
子量5942)3.0gとパラジオキサン100mlを入れて
均一に溶解させると茶褐色の透明溶液となつた。
この溶液にリン酸トリエチルエステル10.2mlを加
え、温度を90℃に高め、この温度で12時間撹拌反
応せしめると黄褐色の透明溶液となつた。この溶
液を1/2に濃縮した後、大量のベンゼン中に投入
することにより、褐色固体3.2gを得た。この重
〓〓〓〓
合体の元素分析の結果、P含有率は4.8%であつ
た。IR分析の結果、生成物はジエチルリン酸基
を有するメチロール化ポリパラヒドロキシスチレ
ンであると確認された。ジエチルリン酸基の導入
率はメチロール基当り0.81個であつた。このエス
テル交換反応ではフエノール性水酸基は殆んどエ
ステル交換されず、メチロール基の水酸基が選択
的にエステル交換されていた。 実施例 7 実施例1で得られたリン酸メチルエステル化ポ
リパラヒドロキシスチレン(P含有率10.3%、リ
ン酸基の導入率はメチロール基当り0.70個)の10
部にポリスチレン(デンカスチロール)85部と三
酸化アンチモン5部とを加え、よく混合してから
180℃で押出しペレツト化した。かくして得られ
た成形材料を温度250℃、滞留時間10分間で射出
成形した。得られた難燃性試験片(6.5×3×15
mm)について、限界酸素指数(LOI)を測定した
ところ、32.9であつた。 実施例 8 実施例4で得られたジエチルリン酸基を有する
メチロール化ポリパラヒドロキシスチレン(P含
有率7.2%、Cl含有率0.04%、ジエチルリン酸基
の導入率はヒドロキシスチレン単位当り約0.51
個)の10部に、ポリスチレン(デンカスチロー
ル)8.5部と三酸化アンチモン5部とを加え、よ
く混合してから180℃で押出しペレツト化した。
かくして得られた成形材料を温度220―230℃、滞
留時間15分間で射出成形した。得られた難燃性試
験片(6.5×3×15mm)について限界酸素指数
(LOI)を測定したところ、33.5であつた。 実施例 9 実施例5で得られたジエチルモノチオリン酸基
とエチルクロルモノチオリン酸基を有するメチロ
ール化ポリパラヒドロキシスチレン(P含有率
4.5%、Cl含有率2.45%、S含有率5.41%)の50部
に、エピコート828の100部とアセトン400部とを
80℃で均一に溶解させた。さらに硬化促進剤とし
てBF3・イミダゾール1部を加えた後、溶媒を除
去した。この混合物を100℃で注型し、170℃で5
時間硬化させることにより難燃性試験片(6.5×
3×15mm)を作製した。この試験片について、限
界酸素指数(LOI)を測定したところ、39.6であ
り難燃性の優れたものであつた。 上記したように本発明のリン含有ヒドロキシス
チレン系重合体はすぐれた難燃性を示すものであ
る。参考迄に本発明の重合体の難燃化機構を従来
公知のハロゲン化重合体のそれと比較すれば概略
下記の如き相違があるものと信じられる。 (1) 燐化合物の難燃化機構 燐化合物は固相(溶融物)および気相(不燃ガ
ス)の両状態で難燃化作用を行なう。 まず、燃焼時の熱により燐化合物はガラス状に
溶融し、これが皮膜をつくつて可燃性の物の表面
を覆い、酸素を遮断して燃焼の続行を停止させ
る。 次に、燐化合物の熱分解によつて発生する不燃
ガス(例えば燐と化合しているNH3、CO2、H2O
及び化合物自体の揮発物など)が、可燃物から発
生する可燃性ガスを稀釈する。 また、高温生成物として燐酸を遊離し、これが
可燃物の脱水炭化作用を促進する。 (2) ハロゲン化物(臭化物)の難燃化作用 臭素は気相で難燃化作用を行なう。この作用は
不燃性である臭素の気体が、発生している可燃物
からの可燃性ガスを希釈すること、および燃焼反
応の停止にある。セルロースと空気の炎で重要な
反応は HO*+CO→CO2+H* (A) H*+O2→HO*+O* (B) であり、反応(A),(B)は互いに補足し合つて連鎖反
応が始まる。これを停止するにはH*とHO*
濃度を下げる必要がある。臭素はこの能力をもつ
ており、例えば HO*+HBr→HOH+Br* (C) Br*+RH→HBr+R* (D) (C),(D)はそれぞれ禁止および再生反応で、これに
より反応性の少ないBr*またはR*が生成し、
連鎖反応が停止する。 (3) 燐化合物と臭化物との比較 (1),(2)でも述べたように、燐化合物は固相、気
相の両状態で難燃化作用するが、臭化物は気相の
みである。また、リン化合物は最終的にはリン酸
となり有毒ガスとならないが、臭化物は臭素(有
毒ガス)が発生し、しかも腐蝕性である(公害
面)そしてこれは臭いとしてもよくない。フエノ
ール系樹脂との相溶性はリン化合物の方が若干良
く、またリン化合物の方が多少着色し難くしかも
〓〓〓〓
接着性も良い。 リン化合物とハロゲン化合物とが共存するとリ
ン化合物とハロゲン化合物の合計添加量を減少さ
せることが出来(相乗効果)、またリン化合物と
ハロゲン化合物の融解や分解温度が異なるので各
各合せた温度域での難燃効果が待期出来る。
[Formula] 11.3g was added drop by drop from the dropping funnel at room temperature while stirring. After the dropwise addition was completed, the temperature was raised to 90°C, and the solution turned into a light brown transparent solution.
This was reacted at 90°C for 5 hours with stirring. After the reaction was completed, this solution was poured into n-heptane to obtain 3.8 g of a brown powdered polymer. As a result of elemental analysis, this polymer has a P content of 4.5% and a Cl
The content rate was 2.45%, and the S content rate was 5.41%. As a result of IR analysis, it was confirmed that it was methylolated polyparahydroxystyrene having about half each diethyl monothiophosphate group and half ethylchloromonothiophosphate group. As a result of IR analysis, the following characteristic absorption was observed. 1103cm -1 ν-CH 2 -O-(P) 1020cm -1 νP-O-(CH 2 ) 977cm -1 νP-O-Aromatic Among the above absorptions, the absorption at 977cm -1 is due to the phenolic hydroxyl group due to a side reaction. It also shows that there is some reaction. The introduction rate of diethyl monothiophosphate group and ethylchloromonothiophosphate group was about 0.12 each per hydroxystyrene unit, and a total of about 0.24 (0.74 per methylol group). Product IR
The curve is shown in FIG. Example 6 In a flask similar to that used in Example 1, 3.0 g of methylolated polyparahydroxystyrene (having 0.32 methylol groups per hydroxystyrene unit, molecular weight 5942) and 100 ml of paradioxane were placed and dissolved uniformly. It became a brownish transparent solution.
10.2 ml of phosphoric acid triethyl ester was added to this solution, the temperature was raised to 90°C, and the reaction was allowed to stir at this temperature for 12 hours, resulting in a yellow-brown transparent solution. This solution was concentrated to 1/2 and then poured into a large amount of benzene to obtain 3.2 g of a brown solid. This weight〓〓〓〓
As a result of elemental analysis of the coalescence, the P content was 4.8%. As a result of IR analysis, the product was confirmed to be methylolated polyparahydroxystyrene having diethyl phosphate groups. The introduction rate of diethyl phosphate groups was 0.81 per methylol group. In this transesterification reaction, the phenolic hydroxyl group was hardly transesterified, and the hydroxyl group of the methylol group was selectively transesterified. Example 7 10 of the phosphoric acid methyl esterified polyparahydroxystyrene obtained in Example 1 (P content 10.3%, introduction rate of phosphoric acid groups 0.70 per methylol group)
Add 85 parts of polystyrene (dencastyrol) and 5 parts of antimony trioxide to the mixture, mix well, and
It was extruded into pellets at 180°C. The molding material thus obtained was injection molded at a temperature of 250° C. and a residence time of 10 minutes. Obtained flame retardant test piece (6.5 x 3 x 15
When the limiting oxygen index (LOI) was measured for the sample (mm), it was 32.9. Example 8 Methylolated polyparahydroxystyrene having diethyl phosphate groups obtained in Example 4 (P content 7.2%, Cl content 0.04%, introduction rate of diethyl phosphate groups was approximately 0.51 per hydroxystyrene unit)
8.5 parts of polystyrene (Dencastyrol) and 5 parts of antimony trioxide were added to 10 parts of the mixture, mixed well, and then extruded at 180°C to form pellets.
The molding material thus obtained was injection molded at a temperature of 220-230°C and a residence time of 15 minutes. The limiting oxygen index (LOI) of the obtained flame retardant test piece (6.5 x 3 x 15 mm) was measured and found to be 33.5. Example 9 Methylolated polyparahydroxystyrene (P content
4.5%, Cl content 2.45%, S content 5.41%), 100 parts of Epicote 828 and 400 parts of acetone.
It was uniformly dissolved at 80°C. Furthermore, after adding 1 part of BF 3 /imidazole as a curing accelerator, the solvent was removed. This mixture was cast at 100℃ and 50℃ at 170℃.
Flame retardant test piece (6.5×
3 x 15 mm). When the limiting oxygen index (LOI) of this test piece was measured, it was 39.6, indicating excellent flame retardancy. As described above, the phosphorus-containing hydroxystyrene polymer of the present invention exhibits excellent flame retardancy. For reference, when the flame retardant mechanism of the polymer of the present invention is compared with that of conventionally known halogenated polymers, it is believed that there are roughly the following differences. (1) Flame retardant mechanism of phosphorus compounds Phosphorus compounds perform flame retardant effects in both the solid phase (melt) and gas phase (nonflammable gas). First, the phosphorus compound melts into a glassy state due to the heat generated during combustion, and this forms a film that covers the surface of the flammable object, blocking oxygen and stopping the continuation of combustion. Next, nonflammable gases (e.g., NH 3 , CO 2 , H 2 O combined with phosphorus) generated by thermal decomposition of phosphorus compounds are
and the volatiles of the compound itself) dilute the combustible gases generated from the combustible material. It also liberates phosphoric acid as a high-temperature product, which promotes the dehydration and carbonization of combustible materials. (2) Flame retardant effect of halides (bromides) Bromine performs flame retardant effect in the gas phase. The effect is that the non-flammable bromine gas dilutes the combustible gases from the combustible material being generated and stops the combustion reaction. The important reactions in the flame between cellulose and air are HO * + CO → CO 2 + H * (A) H * + O 2 → HO * + O * (B), and reactions (A) and (B) complement each other. A chain reaction begins. To stop this, it is necessary to lower the concentrations of H * and HO * . Bromine has this ability, for example, HO * +HBr→HOH+Br * (C) Br * +RH→HBr+R * (D) (C) and (D) are inhibition and regeneration reactions, respectively, which lead to less reactive Br. * or R * produces,
The chain reaction stops. (3) Comparison of phosphorus compounds and bromides As mentioned in (1) and (2), phosphorus compounds act as flame retardants in both the solid and gas phases, but bromides only act in the gas phase. In addition, phosphorus compounds eventually become phosphoric acid and do not become toxic gases, but bromides generate bromine (toxic gas), which is corrosive (pollution) and has a bad odor. Phosphorus compounds have slightly better compatibility with phenolic resins, and are also somewhat less likely to cause coloring.
Adhesion is also good. When a phosphorus compound and a halogen compound coexist, the total amount of the phosphorus compound and halogen compound added can be reduced (synergistic effect), and since the melting and decomposition temperatures of the phosphorus compound and the halogen compound are different, it is possible to reduce the total amount of the phosphorus compound and the halogen compound added. The flame retardant effect can be expected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例1の、第2図は実施例2の、第
3図は実施例3の、第4図は実施例4の、そして
第5図は実施例5の生成物のそれぞれ赤外吸収曲
線である。 〓〓〓〓
Figure 1 is the product of Example 1, Figure 2 is the product of Example 2, Figure 3 is the product of Example 3, Figure 4 is the product of Example 4, and Figure 5 is the product of Example 5. This is an external absorption curve. 〓〓〓〓

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式(A) (式中RはRは水素、炭素数1〜3のアルキル
基そしてYは酸素または硫黄である)が10〜100
モル%、一般式(B) (式中R1は炭素数1〜3のアルキル基であ
る)が0〜15モル%、一般式(C) が0〜50モル%および一般式(D) が実質的に残余のモル%を主たる構成単位とし
てなり、上記各構成単位がランダムに主鎖で結合
した構造を有する重合度10〜100のリン酸メチル
またはそのエステル基を含むヒドロキシスチレン
系重合体。 2 Rが水素であり、Yが酸素であり、一般式(B)
で示される構成単位が存在しない特許請求の範囲
第1項に記載の重合体。 3 Rが炭素数1〜3のアルキル基であり、Yが
酸素であり、一般式(B)で表わされる構成単位が存
在しない特許請求の範囲第1項に記載の重合体。 4 RがR1と同一であり、Yが硫黄である特許
請求の範囲第1項に記載の重合体。 5 重合度10〜100のメチロール化ヒドロキシス
チレン系重合体と一般式 (式中Eは塩素、水酸基または炭素数1〜3の
〓〓〓〓
アルコキシル基、Yは酸素または硫黄そしてRは
水素または炭素数1〜3のアルキル基である) で示されるリン酸、リン酸エステルまたはクロル
リン酸エステルとを、必要に応じてP2O5の共存
下、環状エーテルまたは非プロトン性極性溶媒の
存在において0℃〜200℃の間の反応温度で反応
せしめることからなる一般式(A) (式中RおよびYは前記に同じである)が10〜
100モル%、一般式(B) (式中R1は炭素数1〜3のアルキル基であ
る)が0〜15モル%、一般式(C) が0〜50モル%および一般式(D) が実質的に残存のモル%を主たる構成単位とし
てなり、上記各構成単位がランダムに主鎖で結合
した構造を有する重合度10〜100のリン酸メチル
またはそのエステル基を含むヒドロキシスチレン
系重合体の製法。 6 Eが水酸基、Yが酸素そしてRが水素であ
り、P2O5を用いそして一般式(B)で示される構成
単位が存在しない特許請求の範囲第5項に記載の
製法。 7 Eが塩素、Yが酸素そしてRが炭素数1〜3
のアルキル基であり、P2O5を用いずそして一般
式(B)で示される構成単位が存在しない特許請求の
範囲第5項に記載の製法。 8 Eが塩素、Yが硫黄そしてRが炭素数1〜3
のアルキル基であり、P2O5を用いず一般式(B)で
示される構成単位が存在する特許請求の範囲第5
項に記載の製法。 9 Eが炭素数1〜3のアルコキシル基、Yが酸
素そしてRが炭素数1〜3のアルキル基であり、
P2O5を用いずそして一般式(B)で示される構成単
位が存在しない特許請求の範囲第5項に記載の製
法。
[Claims] 1 General formula (A) (In the formula, R is hydrogen, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and Y is oxygen or sulfur) is 10 to 100
Mol%, general formula (B) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) is 0 to 15 mol%, general formula (C) is 0 to 50 mol% and general formula (D) A hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or its ester group with a degree of polymerization of 10 to 100 and having a structure in which substantially the remaining mole % is the main structural unit, and each of the above structural units is randomly linked through the main chain. . 2 R is hydrogen, Y is oxygen, general formula (B)
The polymer according to claim 1, in which the structural unit represented by is not present. 3. The polymer according to claim 1, wherein R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, Y is oxygen, and there is no structural unit represented by general formula (B). 4. A polymer according to claim 1, wherein R is the same as R 1 and Y is sulfur. 5 Methylolated hydroxystyrene polymer with polymerization degree of 10 to 100 and general formula (In the formula, E is chlorine, hydroxyl group, or has 1 to 3 carbon atoms.)
an alkoxyl group, Y is oxygen or sulfur, and R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), optionally in the coexistence of P 2 O 5 General formula (A) consisting of reacting at a reaction temperature between 0°C and 200°C in the presence of a cyclic ether or an aprotic polar solvent. (in the formula, R and Y are the same as above) is 10 to
100 mol%, general formula (B) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) is 0 to 15 mol%, general formula (C) is 0 to 50 mol% and general formula (D) A hydroxystyrene polymer containing methyl phosphate or its ester group with a degree of polymerization of 10 to 100 and having a structure in which the remaining mol% is substantially the main structural unit, and each of the above structural units is randomly bonded through the main chain. manufacturing method. 6. The manufacturing method according to claim 5, wherein E is a hydroxyl group, Y is oxygen, and R is hydrogen, P 2 O 5 is used, and there is no structural unit represented by the general formula (B). 7 E is chlorine, Y is oxygen, and R has 1 to 3 carbon atoms
The method according to claim 5, wherein the alkyl group is P 2 O 5 and the structural unit represented by the general formula (B) is not present. 8 E is chlorine, Y is sulfur, and R has 1 to 3 carbon atoms
Claim 5 which is an alkyl group of
The manufacturing method described in section. 9 E is an alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms, Y is oxygen, and R is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
The manufacturing method according to claim 5, in which P 2 O 5 is not used and the structural unit represented by general formula (B) is not present.
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