[發(fā)明專利]噴霧干燥溴化聚苯乙烯制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910070906.X
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN101701047A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚穎;蔡榮華;張雨山;張旖;張慧峰;高書寶;張淑芬;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: C08F12/08
• 分類號: C08F12/08;C08F8/20;C08L25/04
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司 12103
• 代理人: 崔立增

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子溴系阻燃劑制備技術(shù)，具體涉及使用噴霧干燥系統(tǒng)制備溴化聚苯乙烯的方法。

技術(shù)背景

溴化聚苯乙烯作為阻燃劑具有阻燃性高、流動性好的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在PP、PET等各種工程塑料中。

現(xiàn)有技術(shù)中，利用聚苯乙烯和溴化劑反應(yīng)制備溴化聚苯乙烯，聚苯乙烯鹵代烷溶液與氯化溴在催化劑存在下溴化，溴化完成后加入洗滌液終止反應(yīng)，溴化聚苯乙烯需要從洗滌完畢有機(jī)溶液中固化分離出。以往將溴化聚苯乙烯產(chǎn)物從溶液中分出的方法主要采用水蒸餾分離和有機(jī)物分離。由于反應(yīng)溶劑和水不能混溶，受表面張力的影響，水蒸餾固化分離溴化聚苯乙烯的方法會使溴化聚苯乙烯產(chǎn)物在水中團(tuán)聚，產(chǎn)物包裹溶劑形成大塊，不僅雜質(zhì)含量高，處理起來也比較困難，要加入分散劑。加入分散劑后又向固體產(chǎn)物中引入雜質(zhì)，分散效果也不明顯。有機(jī)物分離過程單純依靠溶劑與有機(jī)溶劑混溶脫離固體產(chǎn)物而達(dá)到分離目的。聚苯乙烯的溴化反應(yīng)完成液比較粘稠，在分離劑中的分散性差，分離出的溴化聚苯乙烯固體產(chǎn)物易形成團(tuán)塊，溶劑不能夠得到有效去除，夾帶在產(chǎn)物內(nèi)的溶劑處于封閉狀態(tài)，留在溴化聚苯乙烯的固體產(chǎn)物內(nèi)，影響產(chǎn)品質(zhì)量和顏色。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的溴化聚苯乙烯制備方法中反應(yīng)完成液在分離劑中分散性差、產(chǎn)物夾帶溶劑的缺陷，本發(fā)明提供了一種溴化聚苯乙烯的制備及固化分離方法，借助噴霧干燥系統(tǒng)完成溴化聚苯乙烯固化分離，主要通過物理方法改變分離過程控制方式提高溴化產(chǎn)物溶液的分散性，使產(chǎn)物和溶劑迅速分離，得到均勻細(xì)致的產(chǎn)物粉末，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明所涉及的噴霧干燥溴化聚苯乙烯制備方法包括催化溴化、中和洗滌、干燥分離三個(gè)步驟。

1.催化溴化

將聚苯乙烯溶解在二氯乙烷溶劑中，形成含聚苯乙烯5wt％～15wt％的溶液，向溶液中加入相當(dāng)于聚苯乙烯重量5％～13％的三氯化銻催化劑，攪拌使其溶解。控制溶液溫度在20℃條件下，向上述加入三氯化銻催化劑的溶液中滴加相當(dāng)于聚苯乙烯摩爾量3.5～3.8的氯化溴，滴加完畢后，繼續(xù)保持溫度為20℃攪拌3-4小時(shí)。

2、中和洗滌

向上述催化溴化反應(yīng)液中加入5wt％亞硫酸鈉溶液至溶液變?yōu)榘咨虻S色不再變色為止，再加入5wt％氫氧化鈉溶液直至pH試紙顯示溶液呈中性，然后用水洗滌。

3、干燥分離

將上述中和洗滌后的反應(yīng)完成液以5mL/min～20mL/min的流量泵入噴霧干燥系統(tǒng)，調(diào)節(jié)風(fēng)量1m³/h，進(jìn)口溫度110℃，壓力0.1MPa。反應(yīng)完成液形成的小液滴在噴霧干燥系統(tǒng)內(nèi)瞬間干燥，形成均勻的溴化聚苯乙烯固體粉末落入成品回收器中，取出固體，用乙醇洗滌、烘干，即得到溴化聚苯乙烯產(chǎn)品。

本發(fā)明所涉及的噴霧干燥溴化聚苯乙烯制備方法采用了噴霧干燥方法，可以大大提高固化分離時(shí)反應(yīng)完成液的分散性，使溶液迅速霧化形成小液滴、成倍增加溶液的接觸面積，溶劑在小液滴表面迅速蒸發(fā)，固體產(chǎn)物形成均勻粉末，不會包裹溶劑而結(jié)塊，相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量得到很大的提高。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

取15.6g聚苯乙烯溶解在187mL二氯乙烷溶劑中，溶解完畢后，自然冷卻至室溫。加入催化劑三氯化銻1.5g，催化劑溶解后，滴加62.3g氯化溴，滴加過程中保持溫度在20℃，2小時(shí)滴加完畢。保持反應(yīng)液溫度20℃繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)。然后，加入5wt％亞硫酸鈉125mL，除去多余的氯化溴，再加入70mL5wt％氫氧化鈉溶液中和，水洗兩遍，分離出的有機(jī)相以5mL/min的流量泵入噴霧干燥系統(tǒng)，調(diào)節(jié)風(fēng)量在1m³/min，進(jìn)口壓力0.1MPa，入口溫度110℃，溴化聚苯乙烯溶液被分散干燥，固體粉末在成品回收罐中聚集，溶劑由回收系統(tǒng)回收。將得到的溴化聚苯乙烯固體用乙醇洗滌一遍，過濾烘干，得到溴化聚苯乙烯產(chǎn)品。溴化聚苯乙烯產(chǎn)品溴含量為67.52％，粒度分布在100μm以內(nèi)。