[發明專利]一種合成溴化聚苯乙烯的方法

有效

• 申請號: 201911041247.7
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110615862B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 汪靜莉;潘兵波;謝滋東;袁東華;耿飛;陳健;夏震宇
• 申請（專利權）人: 泰州百力化學股份有限公司
• 主分類號: C08F12/08
• 分類號: C08F12/08;C08F8/22
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 隋玲玲

本發明涉及一種合成溴化聚苯乙烯的方法，在氮氣保護條件下，聚苯乙烯的二氯乙烷溶液與一定量的催化劑、自由基抑制劑混合均勻，再滴加溴素，控制其滴加時間、滴完后溫度，后進行保溫反應，保溫反應結束后進行后處理得到粗品，粗品干燥至恒重得到產品溴化聚苯乙烯。本發明的合成溴化聚苯乙烯的方法具有工藝簡單，易控制，所合成的溴化聚苯乙烯具有高穩定性、高溴含量、低色度，分子量分布窄。

技術領域

本發明屬于高分子溴系阻燃劑制備技術領域，具體涉及一種合成溴化聚苯乙烯的方法。

背景技術

國外對溴化聚苯乙烯的研究和應用較早，合成工藝較為成熟，20世紀80年代美國Ferro公司和Great Lake公司率先實現了溴化聚苯乙烯的工業化生產。Great Lake公司是以苯乙烯為原料，將其溴化制得溴化苯乙烯單體，然后將單體聚合得到的是聚溴化苯乙烯（PBS），美國專利5369202提供了其聚溴化苯乙烯商品PDBS-80的合成方法。Great Lake公司的合成路線是先溴化再聚合，這樣避免了溴化劑在主鏈上的鹵代反應，因而制得的聚溴化苯乙烯的熱穩定性極佳，作為阻燃劑與被阻燃基材熔融共混時，基本不會釋放出腐蝕性的鹵化氫氣體，不會對操作人員和操作設備造成損害；且聚溴化苯乙烯產品色澤優良、白度高，作為一種添加劑，其顏色越淺，則應用范圍越廣泛；另外可以通過先制得溴化苯乙烯單體，然后與具有其他官能團的單體共聚，以改善共聚物與某些樹脂的相容性，提高流動性，并防止材料起泡。

但上述合成路線的缺點在于：（1）合成路線過長，合成工藝復雜，對生產設備的要求較高，導致產品成本上升，生產周期較長，降低了其市場競爭力；（2）三溴苯乙烯單體的反應活性很高，使得聚合反應難以控制，因而一般采用二溴苯乙烯用于聚合，導致聚合后產品溴含量不高，為60%左右，要達到相同的阻燃效果，需要添加更多的量，對被阻燃材料的原有性能有更大影響，也增加了阻燃成本。

另外，現有溴化聚苯乙烯的合成方法中采用聚苯乙烯與溴反應，除苯環上發生的溴取代反應外，還可能與主鏈上的叔碳原子上的活潑氫發生取代反應，由于鍵能較低，該副產物在溫度稍高的環境下極易發生斷鏈，導致溴化后的聚苯乙烯分子量變小，分布變寬。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成溴化聚苯乙烯的方法，工藝簡單，成本低，易控制，所合成的溴化聚苯乙烯具有高穩定性、高溴含量、低色度、分子量分布窄。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種合成溴化聚苯乙烯的方法，包括以下步驟：

（1）在四口燒瓶中加入聚苯乙烯的二氯乙烷溶液，采用氮氣置換四口燒瓶中的空氣。

（2）再向四口燒瓶中加入催化劑，降溫至-5～20℃，后加入自由基抑制劑。

（3）滴加溴素0.5～2小時，溴素滴加結束后溫度調至0~20℃，保溫時間0.5~3小時。

（4）保溫結束后加入少量的亞硫酸鈉溶液破壞殘留的溴素，再將有機層進行堿洗、水洗至中性，有機層滴加進入沸水中脫除溶劑，得到粗品，粗品干燥至恒重得到產品。

其中，步驟（1）中所述聚苯乙烯的二氯乙烷溶液的水分低于200ppm，步驟（2）和步驟（3）中均通入干燥氮氣保護。

優選的，步驟（1）中所述聚苯乙烯的二氯乙烷溶液中聚苯乙烯的含量為5%。

優選的，步驟（2）中催化劑為三鹵化鋁、三鹵化銻中的一種或兩種，催化劑的加入量為以聚苯乙烯重量的1%~10%。

更優選的，所述三鹵化鋁為三氯化鋁或三溴化鋁，三鹵化銻為三氯化銻。

優選的，步驟（2）中所述自由基抑制劑為二丁基羥基甲苯（BHT）或2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)。

優選的，步驟（2）中所述溫度為0℃。