(57)【要約】  この発明は、難燃性組成物および水から形成された防炎性組成物を調製する方法と同様に防炎性組成物に関する。防護物は、層上に若しくはガラス、木材、紙、ポリマーフィルムおよび層混合物と同様に他の層状材料の２層以上の間にはさまれた、防炎性組成物または防炎性ポリマーを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
防炎性組成物を調製する方法であって、
ａ）エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物とポリリン酸を反応させ、前記防炎性組成物を含む粘性シロップと非粘性相を含む二相混合物を形成する工程；および
ｂ）前記非粘性相から前記シロップを分離する工程
を含む方法。
【請求項２】
前記ポリリン酸が、イオン交換により調製されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物が、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ピペラジン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、アミノエチルピペラジン、およびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記エチレンアミンが、エチレンアミン類混合物である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記防炎性組成物が、ｐＨ１．７〜７．０を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程ｂ）の後、
ｃ）前記シロップを乾燥し、乾燥シロップを形成する工程
をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
０．５％未満の含水量に乾燥させた前記乾燥シロップが、窒素中で毎分２０℃上昇させるＴＧＡ試験において３１５℃で１．５％未満の重量減少しかしない、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
工程ｃ）の後、
ｄ）前記乾燥シロップにエチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物を加える工程
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリリン酸が、少なくとも１０個の平均鎖長を有するナトリウムポリホスフェートから調製されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法により調製された防炎性組成物。
【請求項１１】
前記防炎性組成物中の難燃性組成物の濃度が、４５重量％超である、請求項１０に記載の防炎性組成物。
【請求項１２】
防炎性組成物を形成する方法であって、
ａ）エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物とポリリン酸を反応させ、防炎性組成物を含む反応混合物を形成する工程；および
ｂ）前記反応混合物にエチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物を加える工程
を含む方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法により形成された防炎性組成物。
【請求項１４】
ａ）３０〜９９．７５重量％のポリマーまたはポリマー混合物；および
ｂ）請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法により調製された、０．２５〜７０重量％の前記防炎性組成物
を含む防炎性ポリマー。
【請求項１５】
防炎性ポリマーが、
ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、およびこれらの混合物からなる群から選択されるポリマー２０〜９５重量％；
ナイロン（登録商標）６、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、アクリルポリマー、ＡＢＳ、高衝撃ポリスチレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されるポリマー２０〜９５重量％；および
請求項６〜９のいずれか一項に記載の方法により調製された前記防炎性組成物０．５〜２０重量％
を含む請求項１４に記載の防炎性ポリマー。
【請求項１６】
基材上または２つ以上の基材間のいずれかに、請求項１０、１１、または１３のいずれか一項に記載の前記防炎性組成物を堆積することにより形成された防護性組成物。
【請求項１７】
基材上または２つ以上の基材間のいずれかに、請求項１４に記載の防炎性ポリマーを堆積することにより形成された防護性組成物。
【請求項１８】
前記防炎性ポリマーが２つの基材間に堆積され、かつ前記基材がガラスである、請求項１７に記載の防護性組成物。
【請求項１９】
基材上または２つ以上の基材間に、請求項１０、１１または１３のいずれか一項に記載の防炎性組成物を堆積する工程を含む、防護性組成物を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、防炎性組成物、防炎性ポリマー、および防護性組成物およびそれらの調製方法に関する。特に、この発明は、ガラス、木材、紙、高分子フィルム、および構造物の部品、例えば木の枝、葉、建物外壁、建造物屋根、または支持梁などの基材上または２つ以上の基材間に堆積された防炎性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災から人々および／または資産を防御するための防炎物を有する必要がある。例えば、高速で移動する山火事に直面すれば、住宅の屋根は防護物を使用することもありうる。木の大枝、葉、または針葉は、山火事の延焼を食い止めるため防炎物を必要とする。多くの現代建造物の屋根または外壁は、ガラス製パネルを含み、これはビル火災法規定に合格するため防火物を必要としてもよい。防炎物は、建築ガラスの用途に使用可能とするために透明であってもよい。様々な形状で供給される家という入れ物はまた、火災から家の中身を防御するために外装に組み込まれた防炎物を利用することができる。多くの電子デバイスおよび電気的デバイスの部品および素子は、一定のレベルの難燃性を持つことを要求されるプラスチック部品を有する。一般論として、熱または炎からの防護を必要とするすべてのシステムの要素に組み入れることができる防炎物が必要であり、また、防護物からの環境上の危険性または人間の健康上の危険性への暴露をほとんどなくすべきである。
【０００３】
住居と職場が山林に近接または山林内にあると、大規模な火災からの危険度が高い。山火事、近隣の構造物からの火災、または隣接した構造物からの火災であろうとなかろうと、火災の危険が接近するにつれて、防炎物を形成するために、住宅所有者または消防署員が木、潅木、および建造物の上に噴霧することのできる製品が必要である。火災の危険が通過した後、安全にその製品を洗い流すことができれば、さらに魅力的である。このような製品は環境に脅威をほとんど与えるべきでない。
【０００４】
現在、アンモニウムホスフェート、アンモニウムポリホスフェート、およびアンモニウムスルフェートを水で溶解して、山火事上に噴霧するかまたは滴下している。これらの材料は熱または炎にさらされた場合に、木に被膜を形成せず、泡も形成しないので、木に絶縁バリアを形成しない。このようなアミン化合物は環境に脅威をほとんど与えないと考えられ、壊滅的な火災を予防するのに非常に有効であるとは思われないとしても広く使用されている。これらの化合物は、大きな山火事で発生する熱に対して非常に高い熱安定性を有していない。
【０００５】
耐火性窓ガラスは、耐火性の厳密な建築規準に合格する必要のある建造物の一要素である。このような一製品は、２枚の対向したガラス板間にはさまれた、水ガラスおよび他の成分（これは多層になってもよい）などの無機シリケート層を組込むことにより製造される。このような製品は、PYROSTOP（登録商標）およびPYRODUR（登録商標）の商品名でPilkington企業グループにより販売されている。この種類の技術は独国特許GB 1585125 A号明細書で検討されている。このような構造物に粘度を制御するためのゲル剤を組み込むことは米国特許U.S. Pat. No. 5,543,230号明細書に開示されている。炎または高熱にさらされた場合、無機シリケート層は膨張するかまたは泡立つ。泡はその不十分な熱伝導度のために防御し、また、熱の放射伝熱を許容しない。しかしながら、この窓ガラス技術は非常に高価であり、また高度に自動化されていない。製造がより迅速で、それほど労働集約型でない、より低コストの耐火性窓ガラスが必要である。
【０００６】
したがって、電子機器および電気機器での一使用を有する、成型されたプラスチック部品用のハロゲン化ポリマーおよびハロゲン化難燃剤に代わる環境にやさしい代替物の必要性が継続して存在する。この発明の防炎性ポリマーは、このような用途に使用することができる。
【特許文献１】独国特許GB 1585125 A号明細書
【特許文献２】米国特許U.S. Pat. No. 5,543,230号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、現在の製品のこのような欠陥に取り組んでいる。この発明は、透明または不透明な防炎性組成物および防炎性ポリマーからなる。また、それは防護性組成物からなる。活性成分はアミンホスフェートであり、環境に脅威を与えるとは思われない。本防炎性組成物は、炎または高熱にさらされた場合、膨張するかまたは泡立つ塗膜形成物であり、炎にさらされない防護物の側面を防御する。防御のレベルは、防護物の厚さまたは防護性組成物中の層数などの因子に左右される。このような防護物は、延焼から家という入れ物に格納された物品または家の中身を防御するであろうし、あるいは火災の延焼を予防する被膜を形成するために噴霧することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、熱と炎からの防護を与える、防炎物、ポリマー防護物、および防護性組成物を提供する。この発明は、
ａ）エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物とポリリン酸を反応させることにより調製された、総重量９９．９％〜０．５％の難燃性組成物；および
ｂ）組成物の総重量に対して０．１％〜９９．５％の水
を含む防炎性組成物である。
【０００９】
この発明はまた、
ａ）３０〜９９．７５重量％のポリマーまたはポリマーの混合物；および
ｂ）０．２５〜７０重量％の防炎性組成物
を含む防炎性ポリマーを含む。
【００１０】
別の態様において、本発明は、
ａ）エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物とポリリン酸を反応させ、防炎性組成物を含む粘性シロップと非粘性相を含む二相混合物を形成する工程；および
ｂ）非粘性相からシロップを分離する工程
ｃ）任意に、シロップを乾燥する工程；および
ｄ）任意に、シロップに追加のエチレンジアミンまたはエチレンアミン類混合物を加える工程
を含む防炎性組成物を調製する方法である。
【００１１】
好ましくは、ポリリン酸はイオン交換により調製されている。
【００１２】
さらに別の態様において、本発明はこの方法により調製された防炎性組成物である。
【００１３】
さらに別の態様において、本発明は、基材上にまたは２つ以上の基材間に防炎性組成物または防炎性ポリマーを堆積することにより形成された防護性組成物である。防護性組成物の特定形態は、周辺端部を有する少なくとも２枚のガラス板から形成されかつ互いに中間空間をとって配置された、耐火性窓ガラス組立品であり、このガラス板は、周辺端部に隣接した周囲領域に沿ってスペーサーにより互いに連結されており、かつ上記防炎性組成物がガラス板間の中間空間に充填されている。このガラス板は強化ガラスであってもよい。このガラス板はプラスチックシートと交換してもよい。
【００１４】
この発明はまた、防炎性組成物および防護性組成物を形成する方法およびこれらの方法による製品を含む。
【００１５】
加熱されたまたは直接炎にさらされた場合に難燃性組成物および水を含む防炎性組成物が膨張すること、および泡が、ある程度の時間熱および炎から防護物の反対側の面を防御するかまたは絶縁することは思いがけないことであった。イオン交換で調製されたポリリン酸の使用が、乾燥した際、他の方法で得られたものよりも優れた安定性を有する難燃性組成物を生じる、シロップ沈殿を生じることは思いがけないことであった。また、防炎性組成物が、組成物次第でフレキシブルで透明でありうることは思いがけないことであった。防炎性組成物がその樹脂質特性のため、適用された基材上に一定時間容易に張り付き、かつ防護物を形成することは思いがけないことであった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ポリリン酸を使用する難燃剤の合成は、PCT/US03/017268および2004年5月28日に出願された米国出願10/497,129 (PCT/US02/3885)号に開示されており、その開示全体を、参照により本明細書中に援用する。
【００１７】
明細書および特許請求の範囲中に他の方法で示される状況がない限り、用語「難燃性組成物、防炎性組成物、エチレンアミン、ポリマー」および同類語はまた、このような物質の混合物を含む。別段の定めがない限り、すべてのパーセントは重量パーセントであり、また、すべての温度は摂氏度（℃）である。
【００１８】
以下の用語が本明細書中で使用される。
【００１９】
難燃性組成物は、酸とエチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物の反応により形成される。
【００２０】
防炎性組成物は、難燃性組成物を含む水溶液として定義される。水溶液として形成された難燃性組成物は、防炎性組成物である。水は加えられるか、またはこのような防炎性組成物から除去されるかのいずれかとすることができる。最も一般的な形態における防炎性組成物は、（１）エチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物とポリリン酸の反応生成物と、（２）水との混合物である。構成後、水はいかなる所望の濃度にも除去することができる。起泡性は、防炎性組成物があまりにも多くの水を含む場合、低下しうる。
【００２１】
防炎性ポリマーは、ポリマーを溶融し、水をほとんどまたはまったく含まない難燃性組成物を添加することにより形成される。
【００２２】
防護性組成物は、基材上にまたは基材間に防炎性組成物または防炎性ポリマーを堆積することにより形成される。防護性組成物は、基材上にまたは１つ以上の基材間に堆積した防炎性組成物を有する任意形状の基材を含む。防護性組成物は多層を有することができる。基材は、防炎性組成物または防炎性ポリマーがその上に堆積されるすべてのものである。基材は、例えばガラス、ガラスセラミック、金属、熱可塑性シート、熱硬化性シート、木材、および紙であってよい。基材は、木の枝、建造物の屋根、ガラスおよび防炎性組成物の複合中間層、または電線のワイヤーでありうる。
【００２３】
エチレンアミン類は、ピペラジン（ＨＮ（ＣＨ２ＣＨ２）２ＮＨ）およびその誘導体、例えばアミノエチルピペラジン並びに化学式Ｈ２Ｎ−（ＣＨ２）２−（ＮＨ−（ＣＨ２）２）ｎ−ＮＨ２（式中、ｎは整数、好ましくは０〜５である）の化合物を含む。エチレンアミン類の総覧は、Encyclpedia of Chemical Technology、8巻、pp.74-108に見出すことができる。エチレンアミン類の例は、エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、ピペラジン（ＰＩＰ）、トリエチレンテトラミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、およびアミノエチルピペラジンである。
【００２４】
［難燃性組成物の調製］
難燃性組成物は、酸とエチレンアミンまたはエチレンアミン類混合物の反応により形成される。ある酸は、非常に純粋な形態で得るのが難しい。ポリリン酸はもし新たに調製されなかったならば、オルトリン酸で汚染される場合がある。なぜならば、ポリリン酸は水媒体中でオルトリン酸に変わり、その速さは多くの因子、例えば温度、ｐＨ、および含水量に左右される。ポリリン酸は、酸性イオン交換樹脂、例えばRohm and Haas（ペンシルベニア州フィラデルフィア）製AMBERLITE（登録商標）120Hを使用して、適切な純粋塩、例えばナトリウムポリホスフェートから調製することができる。例えばナトリウム塩の水溶液は、AMBERLITE（登録商標）120Hを含むイオン交換カラムを通され、その時ほとんどすべてのナトリウムイオンが除去され、純粋な酸が残される。調製する酸の酸性度は、ナトリウムイオンが除去された程度に左右される。したがって、本発明の防炎性組成物を調製するためにすべてのナトリウムを除去しなければならないわけではない。強酸の最も好ましいｐＨは、約１．０未満である。
【００２５】
ポリリン酸はまた、商業上入手可能な形態のものが、十分な無水リン酸と共にＨ３ＰＯ４を加熱することにより調製することができ、生じた製品は、Merck Index 10版、#7453に記載されたように、８２〜８５％のＰ２Ｏ５含量を与える。このようなポリリン酸はAldrich Chemical またはRhodia Corporationから入手することができる。このような市販のポリリン酸は、あまり望ましくない、ある程度のオルト−リン酸を含む。
【００２６】
エチレンアミン類は、Encyclopedia of Chemical Technology、8巻、p. 82によれば、エチレンとアンモニアに基づいた工業的方法からしばしば製造される。典型的な製品分布は、ＥＤＡ５５％、ピペラジン（ＰＩＰ）１．９％、ＤＥＴＡ２３％、アミノエチルピペラジン（ＡＥＰ）３．５％、ＴＥＴＡ９．９％、ＴＥＰＡ３．９％、および高級エチレンアミン類２．３％である。エチレンアミン類の他の合成方法はまた、同様のエチレンアミン類の分布を与える。すべての商業的方法が、同時にすべてのエチレンアミン類を合成し、したがって分離を必要とする。防炎性組成物の１種を製造する最も高価でない方法は、このエチレンアミン類混合物を直接的に、または例えば、ＥＤＡの沸点以上の沸点を有する画分を単に使用することである。このことは、エチレンアミン類の特定の化学物質への分離と包装の高価な工程を省略し、次いで、酸とアミンを別々に反応させる。
【００２７】
最も好適なのは、防炎性組成物を形成するために、イオン交換方法によって得られたポリリン酸を使用することである。イオン交換によって製造されたポリリン酸が相当な量の水を含むので、このような酸で調製された防炎性組成物は相当な量の水を含む。このような防炎性組成物は静置で二相に分離する。より濃厚な相が粘性シロップであり、熱にいっそう安定である。エチレンアミンとポリリン酸で製造されたシロップは、使用したエチレンアミンとｐＨ次第で、約４０重量％〜５０重量％の水を含む。残りの部分は非常に希薄で非粘性である。シロップは、高濃縮性水性のアミンホスフェート溶液をを可能にする。
【００２８】
ＤＥＴＡとポリリン酸で製造されたシロップは、約４０％の水を含み、かなり粘稠である。このシロップは、非常に良好な熱安定性を有するので、最も好ましい防炎性組成物である。シロップの含水量は、ポリリン酸の性質に同様に左右される。シロップがほぼ８０〜９０％の理論収率を含むことができるため、しばしばシロップだけが防炎性組成物として使用され、残存する防炎性組成物、すなわち難燃性組成物をほとんど含まない希釈溶液は廃棄される。さらなる理由は、乾燥した際、希薄溶液が乾燥シロップほど安定でないことがわかったことである。したがって、防炎性ポリマーを製造するための好ましい方法は、シロップと希釈溶液を一緒に乾燥させる代わりに、適切な含水量まで乾燥したシロップを使用することである。
【００２９】
シロップの単離に続いて、追加のエチレンジアミンまたはエチレンジアミン類混合物を、ｐＨとアミン含量をさらに増大させるためにシロップに添加してもよい。生じた防炎性組成物のｐＨが約７未満であるように、酸とエチレンアミンの好適な比率が選択される。追加のエチレンジアミンまたはエチレンジアミン類混合物はまた、市販のポリリン酸から調製された材料に添加してもよく、また例えば、PCT/US03/017268に記載されたように調製されてもよく、その開示を参照により本明細書中に援用する。いずれの場合も、好適な範囲は約２．０〜５．０であり、最も好適には約３．０〜３．５である。
【００３０】
純度のより低いポリリン酸は、より短い鎖のポリリン酸とリン酸を含み、コストや製造するのがより簡単であることなどの理由から、多くの用途に許容できることが期待されるであろう。市販のポリリン酸で調製された防炎性組成物の利点の１つは、製造コストがそれほど高価でないことであり、コストは重要な検討事項である。市販のポリリン酸は、製造メーカによればある程度のリン酸不純物を含み、イオン交換で調製した防炎性組成物と比較して、熱安定性をより低下させる原因となる。イオン交換で調製されたポリリン酸は、ナトリウムポリホスフェートがナトリウムホスフェートを実際には含まないと考えられるので、リン酸不純物をほとんど有しない。製造メーカーは、鎖長が約１２であることを示している。したがって、シロップの分子量は非常に高く、そのことがシロップの樹脂質的性質の原因となる。
【００３１】
ポリリン酸含量は、ポリリン酸が３以上の鎖長ｎを有するならば、少なくとも９０重量％であるべきである。３以上の鎖長を有する少なくとも９５重量％のポリリン酸が好ましい。３以上の鎖長を有する少なくとも９９重量％のポリリン酸がより好ましい。イオン交換により調製されたポリリン酸が最も好ましい。イオン交換方法のため、平均鎖長１０超を有するナトリウムポリホスフェートを使用することがまた、最も好ましい。
【００３２】
このようなエチレンアミン／ポリリン酸防炎性組成物は、いくらかの水を含むならば非常にフレキシブルな樹脂を形成する。水が完全に除去されるならば、樹脂はかなり脆くなる。樹脂が水を含まなくても、膨張性の性質はまだ維持される。メラミン、メラミンホスフェート、ジメラミンホスフェート、メラミンポリホスフェート、メラミンピロホスフェート（ＭＰＰ）、およびこれらの混合物などのアミン化合物と、エチレンアミン／ポリリン酸／水の防炎性樹脂組成との添加は、防護特性を改善することができる。組成物の別の部分は、０．１〜１％の使用量で、最も好ましくは０．２５〜０．５％で滴下防止剤を加えることができる。いくつかの組成物について、より分子量の高いエチレンアミン類、例えばＴＥＰＡで製造された防炎性組成物を使用することが好ましい。
【００３３】
ポリリン酸で製造された防炎性組成物は、性質において樹脂質だった。水媒体中で製造されたＥＤＡとリン酸またはピロリン酸との組成物は、水を除去した時に
水の除去によって樹脂質製品ではなくかけら状または粉状のタイプの物質を形成する。ポリリン酸と、エチレンアミン類で反応させたリン酸および／またはピロリン酸のいずれかとの組合わせは、樹脂質であることができ、またこの発明の一部である。
【００３４】
シロップは、イオン交換されたポリリン酸とエチレンアミン、例えばＥＤＡ、ＤＥＴＡ、ＴＥＴＡ、およびＰＥＨＡとを反応させた場合にのみ形成された。シロップは、市販のポリリン酸をエチレンアミンと反応させた場合には形成されなかった。シロップはまた、再形成しない。例えば、難燃性組成物を形成するためにシロップを乾燥させる。水中で難燃性組成物を再度溶解する。そうすると、シロップ相は分離しない。
【００３５】
４５重量％以上の濃度の難燃性組成物のシロップは、基材上に噴霧された場合、滴下しないので、特に有用である。シロップは、木製のロッドを２週間垂直に立てて置いた後でさえ、トーチによる燃焼からロッドを防御することが分かった。低粘性を有するシロップは容易に滴下するであろう。したがって、少なくとも４５％のシロップ濃度を有することが好ましい。シロップは適用される基材を破損しないように、あまりにも酸性またはあまりにも塩基性でないことがまた、特に有用である。好ましいｐＨは１．７５〜７．０である。ポリリン酸が、分子量の高いナトリウムポリホスフェートで製造されることはまた、特に有用である。分子量の高いナトリウムポリホスフェートは、シロップの高い収率をもたらす。ナトリウムポリホスフェートは、少なくとも１０の平均鎖長を有することが好ましい。
【００３６】
［防炎性組成物］
好ましいやり方は、エチレンアミン、例えばＥＤＡ、ＤＥＴＡ、ＴＥＴＡ、またはそれらの混合物とポリリン酸の反応により形成された難燃性組成物から樹脂質の防炎性組成物を形成することである。このような反応は水中で行なわれる。防炎性組成物中の水は、材料が堆積のために噴霧されること、連続皮膜として基材に張り付くこと、また透明でフレキシブルとなることを可能にする。粘度が高い場合、防炎性組成物はまた、ダイを通して押し出すことにより堆積されうる。当該分野での当業者は様々な方法を有するであろう。防炎性組成物が所望の粘度を有するように、水の量が選択される。水の完全な除去を含めていかなる水濃度で防炎性組成物が形成された後でも、水は除去することができる。水の完全除去は、わずかな着色を有する難燃性組成物を生じるが、もし十分に薄いのであればそれは透明である。
【００３７】
市販のポリリン酸で製造された防炎性組成物は、わずかな水の中でポリリン酸を溶解する工程、次いでエチレンアミンを添加する工程により製造される。このような組成物はかなり粘性であり得、また、粘度を下げることが必要な場合、水を加えることができる。このような防炎性組成物は、水に完全に可溶性であり、基材上またはその基材間に連続皮膜を形成することができる。シロップ沈澱物は、この方法では形成されない。
【００３８】
他の成分を防護性組成物に加えてもよい。例えば、顔料は着色用に加えられる。様々な化合物、例えばヒュームドシリカは、防炎性組成物を増粘化する。メラミンピロホスフェートなどの化合物の添加は、起泡特性を改善するが、透明度が重要であるならば、サブミクロン粒子を必要とする。
【００３９】
これらの防炎性組成物は、天然に形成される樹脂質被膜などのポリマーの所望の性質の一部を有する。最良のやり方は、用途に左右される所望量まで水を除去する、または水をさらに加えることである。低粘性を必要とする用途について水を加えることが必要かもしれない。水は、合成時に防炎性組成物から除去することができ、または堆積後、防護性組成物から完全に除去することができる。防炎性組成物はかなり安定していて、水を除去するために真空でまたは真空を伴わないで加熱することができる。空気流を伴って加熱することはまた、湿気を取ることができる。
【００４０】
防炎性組成物に難燃剤を加えることは可能である。例えば（１個または２個の水素原子を有する）アンモニウムホスフェート、アンモニウムポリホスフェート、およびアンモニウムスルフェートである。このような難燃剤は、もし含水量が十分であるならば、防炎性組成物中に溶解することがある。
【００４１】
他の添加剤は、熱で架橋する、水ガラスまたはゲルである。被膜が形成された後、防炎性組成物から水の一部または全部を除去することが必要かもしれない。空気中で加熱するまたは真空で加熱することは、水を除去することができ、また空気通風はその過程を速めることができる。ゲル剤は、エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシドのエポキシドおよび第一級および／または第二級脂肪族、芳香族および／または脂肪族モノ−および／またはポリアミンからしばしば造られる。単層または多層基板としてプラスチックの窓、例えばポリメチルメタクリレート、ポリビニルクロライド、ポリカーボネート、セルロースエステル、芳香族エステル、ポリウレタンを使用することはまた、可能である。
【００４２】
［防炎性ポリマー］
防炎性ポリマーはポリマーに難燃性組成物を加えることにより形成することができる。最良のやり方は、１％未満の水しか含まないように、シロップを乾燥させることである。この含水量１％は、やや高温で実現する高温での水含量であり、これは相当なコストがかかる。低い溶融温度ポリマーについては、水をすべて除去することは必要ではないかもしれない。真空性能を有する押出機は同様に少量の水を除去することができる。高い熱安定性のために、様々な乾燥方法が、所望の含水量へシロップを乾燥させるのに許容可能である。好適なのは、Littlefordの回転式真空乾燥装置である。ｐＨのある程度の低下が乾燥で生じる場合がある。少ない酸性度または高いｐＨ値にｐＨを上げるために、Littleford乾燥機中の難燃性組成物にエチレンアミンを加えることができる。
【００４３】
防炎性ポリマーまたは防炎性組成物は、他の添加剤、例えば他の難燃剤および補強剤を含んでもよく、一部リストには、砕いたガラス、アラミド繊維、タルク、マイカ、ナノクレー、またはクレーが挙げられる。難燃剤は様々なメカニズムで作用するので、他の難燃剤とこの防炎性組成物の組合わせは、より効果的に機能しうる。他の添加剤は、安定剤、離型剤、フロー剤、分散剤、可塑剤、滴下防止剤、および顔料などの成分を含む。他の添加剤は、着色剤、増粘剤、防食剤、安定剤、および殺菌剤を含むことができる。難燃物の分野の従事者は、機能性を付加するこれらの成分の選択についてよく知っている。電気的性質を改良するために、ホウ酸亜鉛（US Borax社によるFIREBRAKE（登録商標）500）またはバリウムメタボラート（Buckman社、テネシー州ナッシュビル）などの化合物が、防炎性ポリマー組成物に加えられるかもしれない。水酸化マグネシウム自身は高い充填性を必要とし作業性は良くない。水酸化マグネシウムを含む防炎性ポリマーは、難燃性組成物の潤滑特性のために、より良好に加工できる。この発明の組成物と共に配合物中で使用することができるリン化合物の中には、ジヒドロキシ芳香族化合物のビス（ジアリールホスフェート）エステル、例えばレゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）、ヒドロキノンビス（ジフェニルホスフェート）、およびビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）で例証されるようなものがある。
【００４４】
この発明の防炎性ポリマーを用いて製造された物品は、表面シール材を必要とするかもしれない。プラスチック用塗料密着性促進剤、例えばBOND AID（登録商標）または塗料小売り店で入手可能な類似製品は、物品をコーティングするのに使用することができ、また表面をより完全にシールするための第２の表面コーティングをさらに加えるために使用することができる。
【００４５】
防炎性ポリマーの防炎性組成物は、すべての用途についての構造部材、例えば梁またはたる木に適用することができる。構造部材は、防炎物により熱または炎による弱体化から防御されるだろう。実施例は、木、プラスチック、金属、または合板などで製造された梁である。
【００４６】
ガラスおよびセラミックガラスの十分な記載は、Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology（ECT）、第4版、12巻に与えられている。ガラスは、主として様々な量のＡｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＬｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、ＺｎＯおよび他の成分などを有するシリケートガラスであり、ECTの12巻で説明されている。ガラスセラミックは、制御されたガラスの結晶化により形成された多結晶材料である。ガラスまたはセラミックの種類は、ECT、7巻に記載された材料に限定されない。ソーダライムガラスは、窓にしばしば使用される。
【００４７】
防炎性組成物および防炎性ポリマーはアミンホスフェートを含む。アミンホスフェート難燃剤はよく知られており、研究されていて、また、化学的性質の種類は、環境に害をほとんど与えないものであると考えられる。我々の組成物は、環境に害をほとんど与えないものである。
【００４８】
ほぼすべてのポリマーが、この発明と共に使用するのに適している。本発明に適用可能なクラスのポリマーには、以下が含まれる。アクリル、ブチル、セルロース化合物、エポキシ、フラン、メラミン、ネオプレン、ニトリル、ニトロセルロース、フェノール、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリスルフィド、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、シリコーン、スチレンブタジエン、ブチルゴム、ポリエチレンナフタレート、およびビニル。
【００４９】
本発明の組成物が適用可能なポリマーとポリマーの組成物には、以下が含まれる。
【００５０】
１．モノオレフィンおよびジオレフィン、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、架橋を有するまたは有しないポリエチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、またはこれらのポリマーの混合物。他のビニルモノマーを含むモノオレフィンおよびジオレフィンコポリマー、例えばエチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−ビニルアセテートコポリマー。プロピレンを含むエチレンとジエン、例えばヘキサジエン、シクロペンタジエンまたはエチリジエンノルボレンおよびビニルモノマー、例えばビニルアセテートとのターポリマー。１に記載のポリマーの混合物。
【００５１】
２．ポリスチレン、ポリｐ−メチルスチレン、ポリα−メチルスチレン、およびスチレンまたはα−メチルスチレンとジエンまたはアクリル誘導体のコポリマー、例えばスチレン−ブタジエン、スチレン−アクリロニトリル、スチレン−アルキルメチルアクリレート、スチレン−ブタジエン−アルキルアクリレート、スチレン−無水マレイン酸、およびスチレン−アクリロニトリル−メチルアクリレート、シンジオタクチックポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）。
【００５２】
３．ポリフェニレンオキシドおよびポリフェニレンスルフィド、およびこれらとスチレンポリマーまたはポリアミドとの混合物。
【００５３】
４．一方では末端ヒドロキシル基を有するポリエーテル、ポリエステルおよびポリブタジエンから由来し、他方では脂肪族または芳香族ポリイソシアネートおよびそれらの前駆体から由来したポリウレタン類。
【００５４】
５．ジアミンおよびジカルボン酸から由来したおよび／またはアミノカルボン酸類または対応するラクタム類から由来したポリアミドおよびコポリマー、例えばポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド６／６、６／１０、６／１２、４／６、６６／６、６／６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、芳香族ジアミンとアジピン酸およびイソおよび／またはテレフタル酸および任意に調整剤としてのエラストマーに基づいた芳香族ポリアミド、例えばポリ２，４−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリｍ−フェニレン−イソフタルアミド。
【００５５】
６．ジカルボン酸およびジアルコールから由来したおよび／またはヒドロカルボン酸または対応するラクトン類から由来したポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート混合物、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレートコポリマー、ポリ１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエート、およびエチレンとのコポリマー。
【００５６】
７．ポリビニルクロライド、およびエチレンとのコポリマー、テトラフルオロエチレンとエチレンのコポリマー。
【００５７】
８．熱硬化性ポリマー、例えば不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル、アルキド樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂を含むもの、ならびに１種以上のこれらのポリマーおよび架橋剤を含むポリアクリレートおよびポリエーテル。熱硬化性樹脂の総覧はUllmannのEncyclopedia of Industrial Chemistry、A26巻、p 665で見出せる。
【００５８】
９．絶縁体用ポリマー、例えばフッ素化されたエチレン−プロピレン（ＦＥＰ）、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、樹枝状架橋ポリエチレン（ＴＲＸＬＰＥ）、およびエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）。
【００５９】
１０．セルロースアセテート、フレキシブルポリウレタン、剛性ポリウレタン。
【００６０】
１１．フルオロポリマーおよびコポリマー、例えばDuPont社（デラウエア州ウィルミントン）のTEFZEL（登録商標）。エラストマー、例えばEncyclopedia of Chemical Technologyで定義されるSPANDEX（登録商標）。ポリイミド、例えばDuPont社（デラウエア州ウィルミントン）のKAPTON（登録商標）。およびEncyclopedia of Chemical Technologyで定義されるもの。
【００６１】
１２．エチレンビニルアセテート、エチレンメチルアクリレート、エチレンエチルアクリレート、およびエチレンブチルアクリレート、エチレン（メチル、エチル、ブチル）アクリレート、エチレンｎ−ブチルアクリレートグリシジルメタクリレート、エチレンビニルアセテートカーボンモノオキサイド、エチレンｎ−ブチルアクリレートカーボンモノオキサイド、ビニルトリメチルシランエチレンメチルアクリレート、またはビニルトリエチルシランエチレンメチルアクリレート、エチレンメチルアクリレート、エチレンアクリル酸およびエチレンメタクリル酸、エチレンアクリル酸イオノマーおよびエチレンメタクリル酸イオノマー（Ｚｎ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｍｇ）、無水マレイン酸グラフトポリマー。
【００６２】
ポリカーボネート（ＰＣ）（ビスフェノールＡカーボネートとしても知られている）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィドなどのポリマーは、ナイロン（登録商標）６、ＰＢＴ、ＰＥＴ、およびＡＢＳなどのポリマーより可燃性は低い。したがって、アクリル／ＰＣ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＨＩＰＳ／ＰＰＯ、ナイロン（登録商標）６／ＰＰＯ、ＰＢＴ／ＰＰＯ、およびＰＥＴ／ＰＰＯなどのアロイは、所望レベルの難燃物を得るために、より少ない量の難燃性組成物しか必要としない。ＰＣベースのポリマー防護性組成物は、耐火性組立品にとって特に好ましい。一実施形態において、防炎性ポリマーは、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド、およびそれらの混合物からなる群から選択された、２０〜９５重量％のポリマー；ナイロン（登録商標）６、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、アクリルポリマー、ＡＢＳ、耐衝撃性ポリスチレン、およびそれらの混合物からなる群から選択された、２０〜９５重量％のポリマー；および０．５〜２０重量％の防炎性組成物を含む。
【００６３】
［工業的適用性］
防炎性組成物は、航空装置によりまたは地面から吹付装置により、木の上に噴霧することができ、葉および枝上に防護物を形成する。防炎性組成物は、燃焼している火事を阻止するために構造物または木または潅木上に噴霧することができる。構造物の焼けていない部分上の保護皮膜は、火災の延焼を遅らせる。例えば、噴霧は、山火事を阻止するためまたは構造物を防御するために防火線を作りうる。防炎性組成物は、消火器またはスプリンクラーシステムにおいて使用することができ、火災を制御するのに、水よりもはるかに有効な方法である。
【００６４】
防炎性組成物または防炎性ポリマーは、ガラス板間または高分子板間で適用することができ、建築用途の透明窓、外壁、耐火性窓ガラス、または他の建築部材を形成する。このような構造物は、ガラス板または高分子板と防護物層を交互に重ねた数層になりうる。構造物は、難燃性を有するかまたは有しないポリマーフィルムを含むことがあり、粉々にならない安全ガラスを作り出す。片側面が熱にさらされると、防護物が膨張し、不透明な防護物を形成し、熱から他の面を保護する。保護の程度は層数で決定される。防炎性組成物により分離された、外面にガラス板を有する難燃性高分子板の多層も使用することができる。同様の多層構造物は、船、飛行機、宇宙船、および鉄道車両のような輸送機関で使用することができる。別名は、U.S. Pat. No. 6,159,606で定義され、少なくとも２枚のガラス板を含み、他の側面の炎からの防護を与える透明材料をその間に配置させた耐火性窓ガラスパネルである。
【００６５】
防炎性ポリマーは、ワイヤーおよびケーブル外被上の絶縁体などの用途で使用される成形品を製造するために使用することができる。防炎性ポリマーは、ハロゲン元素含有ポリマー、および塩素化または臭素化化合物を含むポリマー、例えばエンジニアリングポリマー、ファイバー、およびフィルムにより提供される、用途を代替するために使用することができる。
【００６６】
ロールされ次いで使用時にアンロールされるポリマーフィルム間に、防炎性組成物または防炎性ポリマーを配置することもまた可能である。次いで、このサンドイッチ構造は、２枚のガラス板のような２枚の基材間に、安全ガラスおよびラミネートの製造に使用されるのと類似する方法で、配置することができる。このような構造物は、構成材料の適切な粘着力を得るため、高温、例えば１５０℃で処理される必要があるかもしれない。高分子フィルムは、防炎性防御をさらに改良するため、難燃剤、例えばこの発明の難燃性組成物を含むことができる。
【００６７】
防炎性組成物はまた、現在、あるタイプの建築用ガラスを製造するのに使用される水ガラスの代替品として使用することができる。例えば、水ガラス層より分離された一組のフロートガラス層からなる、Pilkington社により製造されたPYROSTOP（登録商標）は、本防炎性組成物を使用しうる。
【００６８】
増粘剤は、火災の間に形成した泡がよりしっかりとなるように、組成物に加えることができる。U.S. Pat. No. 5,766,770 は、発泡時にその粘度を増大させるために、シリコン、アルミニウム、チタン、またはジルコニウムの無機化合物または有機金属化合物の最低５重量％の超顕微鏡的粒子を膨張層に導入することが有利であるということを教示する。ヒュームドシリカはこの発明に機能することが示されている。
【００６９】
この発明の有利な特性は、以下の実施例の参照により述べることができ、それは本発明を例証するが、限定しない。
【００７０】
［実施例］
材料供給源：
メラミンは、ＤＳＭ社（ニュージャージー州サドルブルック）から入手した。８５％濃度リン酸についてはＰＣＳ社（ニュージャージー州ニューアーク）から入手した。ポリリン酸、ナトリウム酸ピロホスフェート、ナトリウムポリリン酸は、Aldrich Chemical（ウイスコンシン州ミルウォーキ）から入手した。ポリリン酸はまた、Rhodia社（ミズーリー州セントルイス）から入手した。ＤＥＴＡ、ＴＥＴＡ、ＴＥＰＡ、およびＥＤＡはHuntsman（テキサス州ヒューストン）から入手した。FR150滴下防止剤は、Shamrock Technology（ニュージャージー州ニューアーク）から入手した。非常に目の細かいイオン交換樹脂はPurolite（ペンシルベニア州フィラデルフィア）から入手した。BOND AID（登録商標）は、W. M. Barr&Co（テネシー州メンフィス）、Littleford Day社（ケンタッキー州フローレンス）から得られた。PUROLITE（登録商標）イオン交換樹脂は、Purolite（ペンシルベニア州フィラデルフィア）から入手した。
【００７１】
［実施例１］
この実施例は、防炎性組成物の調製を説明する。
【００７２】
ポリリン酸は、ナトリウムポリホスフェートと比較してはかなり高価であり、Tilley Chemical社（米国メリーランド州ボルティモア）から入手可能である。ポリリン酸は水にナトリウムポリホスフェートを溶解し、次いで、ポリリン酸を形成するためにイオン交換樹脂（Aldrich Chemical製AMBERLITE（登録商標）120）を用いてナトリウムイオンを抽出することにより製造することができる。
【００７３】
防炎性組成物は、防護物構造についての実現可能性を実証する。まず、２６４０ｇのナトリウムポリホスフェートを１５．４Ｌの水に溶解した。その溶液をポリリン酸を得るためにイオン交換カラムを通して処理した。ＤＥＴＡ／ポリリン酸防炎性組成物を、ｐＨが約３．２５になるまでポリリン酸溶液にジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）を加えることにより調製した。底部に分離するシロップを反応混合物の残部から分離した。シロップは約３５％の水および６５％の難燃性組成物であった。プロパントーチで加熱された際、シロップは本質的に膨張を示す。
【００７４】
直径１ｃｍ（３／８インチ）および長さ４６ｃｍ（１８インチ）の木製のロッドを得た。片方の末端をシロップで約１０．１ｃｍ（４インチ）コーティングした。コーティングは、単に指をシロップに漬けて、片方の末端を約１０．１ｃｍ（４インチ）コーティングするために、末端に広げることにより行った。ロッドは、過剰分が滴下するように、３０分間地面の上に水平に置いた。コーティングの厚さはほぼ０．１６ｃｍ未満（１／１６インチ）であった。銅管をはんだ付けするために使用されるプロパントーチは、２．５４ｃｍ（１インチ）の炎を有するAce Hardware製であり、ここでは難燃性の試験に用いた。トーチを、１分間、末端の約６．４ｃｍ（２．５インチ）にわたり前後に広範囲に動かして、ロッドのコーティングしていない末端に適用した。ロッドのコーティングしていない末端は火がつき燃えて、適用の間燃焼する。トーチを離した後、炎はしばらくの間継続し、次いで消えるが、ロッドはくすぶり続け、また、末端は約２０分後に崩壊する。同じ方法を、変えられていなかった同一のプロパントーチを使用して、コーティングされた末端に適用した。１分後、少し燃焼しただけで、トーチを離した後直ちに消えた。黒色木炭が、炎が適用されたロッドの表面で形成された。ロッドの裏側は実質的に防御されたように見えて黒くならなかった。背面のコーティングは少し黄色だったが、それでもなお透明だった。コーティングが、このような激しく集中させた熱源から発火させることからロッドを防御したことは明らかだった。この実施例は、防炎性組成物が防護物を形成することを実証する。
【００７５】
［実施例１ａ］
この実施例は、防炎性ポリマーの調製を示す。
【００７６】
実施例１のシロップをLittlefordの回転式真空機で乾燥させた。メラミンピロホスフェート（ＭＰＰ）に加えた乾燥シロップ（ＰＮＳ）を、次いで、ポリマー中に、Banbary混合機を用いて組成物の重量と比較してある重量パーセント充填量で混合した。棒材を０．１６ｃｍ（１／１６インチ）の厚さで成型した。すべてのサンプルは０．５％のFR150滴下防止剤を含んでいた。棒材を、サンプルをエージングさせなかったこと以外はUL94試験に類似する方法で燃焼させた。棒材は、全てフレキシブルで、良好な伸び、すなわち成型品に重要な機械的性質を示していた。表Ｉにその結果を概説する。
【００７７】
【表１】
2007514811.tif 000002
【００７８】
［実施例２］
この実施例は防炎性組成物を説明する。
【００７９】
溶液のｐＨが約３．４となるように、エチレンジアミン（ＥＤＡ）を加えたこと以外は、実施例１の方法を繰り返して行った。シロップを１．０ｃｍ（３／８インチ）の厚さの木製のロッドの末端に適用させた場合、同様の結果が得られた。プロパンは、１分間プロパントーチにさらされた場合、片方の末端を急速に燃焼させた。この実施例のシロップでコーティングされた末端は、燃焼しなかった。木炭が形成され、それがスティック内部を保護していた。
【００８０】
［実施例３〜４］
この実施例は、市販のポリリン酸を使用して調製した防炎性組成物を説明する。
【００８１】
これらの実施例は、ＤＥＴＡとRhodia製（米国ミズーリー州セントルイス）の市販のポリリン酸で調製された。まず、２５０ｇのポリリン酸を２個のアルミニウム鍋にそれぞれ入れた。次いで、１７０ｇのＤＥＴＡと１４５ｇの水を一緒に混合し、第一の鍋に加えた。第二の鍋に、１３０ｇのＤＥＴＡと１３０ｇの水を加えた。反応が両方の鍋中で完全に終わらせることを可能にするために、それぞれの鍋を木製のロッドでゆっくり混ぜた。一部のＤＥＴＡは本質的な発熱により揮散した。樹脂質の２製品が得られた。この樹脂質の２製品は、３／８インチの厚さ木製のロッドに適用されて１分間プロパントーチにさらされた場合、防護性質を示した。
【００８２】
［実施例５］
この実施例は、メラミンと市販のポリリン酸を用いた防炎性組成物を説明する。
【００８３】
この実施例において、メラミンポリホスフェートとポリリン酸のＴＥＴＡ塩との混合物を調製した。まず、３ｇのメラミンを１５ｇの水に加え、約８０℃に加熱した。約１８ｇのポリリン酸を加え、約１５分間反応させ、その際白色微粒子として見えるいくらかのメラミンポリホスフェートが生成した。次いで、混合物をｐＨ約３．５にするために、ＴＥＴＡを添加した。組成物のメラミン部分はシロップ中に沈殿し、シロップと共に集められる。優れた膨張性がこのような組合わせで観察される。
【００８４】
［実施例６］
この実施例は、エチレンアミンでないアミンで調製された防炎性組成物を説明する。
【００８５】
この実施例において、ポリリン酸のジアミノシクロヘキサン塩を調製した。約１８ｇのポリリン酸（イオン交換によって調製した）をガラス容器中に入れた。次いで、ｐＨを約３．５にするために、ジアミノシクロヘキサンを添加した。次いで、その混合物を真空オーブン中で部分的に乾燥させた。
【００８６】
［実施例７］
この実施例は、市販のポリリン酸を用いた防炎性組成物の調製を説明する。
【００８７】
まず、Rhodia製２６０ｇの市販のポリリン酸を、およそ５００ｍｌの水に溶解する。次いで、およそ１３０ｇのＤＥＴＡを添加する。反応が非常に激しいことによる泡立ちのため、一部のＤＥＴＡは失われる。１．０ｃｍ（３／８インチ）のスティックを、防炎性組成物に浸漬させた。浸漬された末端は、実施例１のようにプロパントーチを受けた。スティックの内部を防御する多くの黒炭と膨張が発生する。スティックは燃焼しない。また、結果は実施例１に類似する。２番目のバッチは、３９０ｇのポリリン酸、７５０ｇの水および１９５ｇのＤＥＴＡを使用して製造された。燃焼結果は、１．０ｃｍ（３／８インチ）のロッドの場合に非常に類似していた。
【００８８】
［実施例８〜１２］
この実施例は、シロップの特性検査を説明する。
【００８９】
ナトリウムポリホスフェート（３３ｇ）を１４１ｇの水に溶解した。イオン交換カラムは水素形で非常に細かいPUROLITE（登録商標）イオン交換樹脂を含んでいた。ポリリン酸を得るために、ナトリウムポリホスフェート溶液をＩＸカラムに流した。酸をカラム中に置いた。様々なエチレンアミン類を加え混合した。次いで様々なエチレンアミン類を加え混合した。結果を表ＩＩに示す。エチレンアミンの量をEA量とラベルする。抽出されたシロップ量（約３０ｍｌ）は同様であるが、ＥＤＡを用いた場合のシロップ量は最小であった。故意に、ｐＨを変化させた。少なくともｐＨ２が、最大量のシロップを得るために必要である。溶液を非常によく混合することが重要であり、さもなければ、EAは、シロップではなく溶液でほとんど残存する。シロップの収率は２９〜３０ｍｌである。溶液の量は、ポリリン酸の収集がイオン交換カラムからいつ始まったかまたは終了したかによって変化する。シロップの粘度はＥＤＡについては最低で、ＴＥＰＡについては最高である。
【００９０】
【表２】
2007514811.tif 000003
【００９１】
［実施例１３］
この実施例は、難燃性組成物の熱安定性を説明する。
【００９２】
実施例８からのシロップと実施例７からの化合物を、２００℃で３０分間真空オーブン中で乾燥させた。実施例８からのシロップについての重量減少は、実施例７からの化合物のそれよりも少ないことが分かり、実施例８からのシロップが防炎性ポリマーを製造するためさらに実用性を有することを示した。
【００９３】
［実施例１４］
この実施例は、難燃性組成物の熱安定性を説明する。
【００９４】
実施例８からのシロップとアンモニウムホスフェートのサンプルを各々、２６０℃で３０分間従来式オーブンで乾燥させた。実施例８からのシロップについての重量減少は、アンモニウムホスフェートよりはるかに少ないことが分かり、実施例８からのシロップがさらにより高い熱安定性を有することを示した。実施例８からのシロップでコーティングされた葉および枝は、火災において十分に防御されるであろう。
【００９５】
［実施例１５］
この実施例は防護性組成物を説明する。
【００９６】
２枚のレギュラー窓ガラス（Ace Hardware）は、一辺が７．６ｃｍ（３インチ）の正方形に切断された。１枚を実施例８からのシロップでコーティングした。コーティングしていないガラス片に適用されたプロパントーチは、約３〜５秒でガラスの割れを引き起こす。トーチにさらしたシロップ付きガラスに同様に適用した同一のプロパントーチは１０分間ガラスを割らない。したがって、シロップは非常に有効な防炎性組成物であり、窓ガラス工事に役立つであろう。
【００９７】
［実施例１６］
エチレンアミン、例えばＥＤＡ、ＤＥＴＡ、ＴＥＴＡおよびＰＥＨＡを、イオン交換されたポリリン酸で反応させた場合にのみ、シロップが形成された。市販のポリリン酸をエチレンアミンと反応させた場合、シロップは形成されなかった。シロップはまた、再形成しない。例えば、難燃性組成物を形成するためにシロップを乾燥させる。水中でその難燃性組成物を再溶解しても、シロップ相は分離しない。
【００９８】
難燃性組成物の濃度が４５重量%の以上シロップは、基材上に噴霧された時滴下しないので、特に有用である。シロップは、ロッドが２週間の間垂直に立てて置かされた後でさえ、トーチで燃焼することからなお木製のロッドを防御すると分かった。低粘性を有するシロップは容易に滴下する。したがって、少なくとも４５％のシロップ濃度を有することが好ましい。また、シロップが適用される基材にダメージを与えないように、あまりに酸性またはあまりに塩基性でないことが、特に有用である。好ましいｐＨは１．７５〜７．０である。また、ポリリン酸が、分子量の高いナトリウムポリホスフェートから製造されることが、特に有用である。分子量が高いと、シロップの高収率をもたらす。ナトリウムポリホスフェートは少なくとも１０の平均鎖長を有することが好ましい。
【００９９】
［実施例１７］
実施例１の反応混合物中に形成されたシロップおよび溶液を各々乾燥させる。熱重量分析（ＴＧＡ）は、乾燥した希釈溶液については３００℃で少なくとも１０％の重量減少を示し、乾燥したシロップについては１％未満の重量減少を示す。安定性の大きな違いは、低い分子量製品を含む希釈溶液に起因する。乾燥シロップは樹脂質に見える。乾燥希釈溶液は、粒子および樹脂の混合物であるように見える。粒子は低分子量物質である。
【０１００】
［実施例１８］
二軸スクリュー押出機のシリンダとダイの温度は、ナイロン（登録商標）６を加工するのに適するように、２５０℃に調節する。第１のサンプルは、７０％のナイロン（登録商標）ペレット、１０％のＭＰＰ、および２０％の実施例１ａの乾燥したシロップからなる。組成物は押出機中で問題なくコンパウンディングされる。第２のサンプルは、７０％のナイロン（登録商標）ペレット、１０％のメラミンピロホスフェート（ＭＰＰ）、および２０％の実施例１の乾燥希釈溶液からなる。サンプルは、押出機で非常に不十分にしかコンパウンディングされない。ポリマーはより脆いので分解されたように見える。第３の試験は、シロップおよび希釈溶液を共に乾燥させることにより得られた物質で行う。ポリマーは中間の品質であり、乾燥シロップの優位性をさらに示している。この結果は、実施例１７において示されるような、シロップと比較した乾燥希釈溶液のより低い熱安定性と一致している。
【０１０１】
［実施例１９］
イオン交換法ポリリン酸は、ｐＨ３．７および４．５を有するシロップを調製するために使用される。シロップを回転式真空乾燥装置で乾燥させる。エチレンアミンの一部が乾燥で除去されるので、乾燥シロップの１０％溶液のｐＨは、各サンプルで約３である。回転式真空乾燥装置で第３の試験がなされる。乾燥が終わった後、ＤＥＴＡを溶融物に加え、真空を伴わないで５分間混合する。次いで、製品を抽出し冷却する。ｐＨは開始のｐＨ４．５に近い。この方法は、回転式真空乾燥装置の長い乾燥条件下で安定でない組成物の形成を可能にする。
【０１０２】
本発明を記載して、我々はここでは請求項およびそれらの等価な範囲を権利主張する。
【国際調査報告】
2007514811.tif 000004
2007514811.tif 000005
2007514811.tif 000006