[發(fā)明專利]一種可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113174000B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔文文;徐金偉;袁西強(qiáng);任偉民
• 申請（專利權(quán)）人: 濰坊鑫洋化工有限公司
• 主分類號: C08F120/22
• 分類號: C08F120/22
• 代理公司: 威海恒譽(yù)潤達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37260
• 代理人: 戚笑頤

本發(fā)明提供了一種可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯的制備方法，解決了現(xiàn)有的聚丙烯五溴芐基酯的制備方法的反應(yīng)步驟繁瑣，原材料難得且價高、投入大產(chǎn)率低、分子量分布不均且不適合工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)問題的技術(shù)問題，本發(fā)明是以氯化芐和無水溴素為原料，依次發(fā)生親電取代反應(yīng)、親核取代反應(yīng)和聚合反應(yīng)制得聚丙烯酸五溴芐基酯。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于阻燃劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于阻燃劑制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯酸五溴芐基酯是一種高分子型的溴系阻燃劑，該阻燃劑帶有五溴芐基支鏈，其溴含量高于70％，丙烯酸的部分有諸多優(yōu)點：與被阻燃材料的相容性好、加工性好，起到加工助劑的作用，增強(qiáng)阻燃材料的耐候性和熱穩(wěn)定性，使阻燃材料具有耐疲勞、耐曲撓及抗白化作用且能提高材料的沖擊強(qiáng)度；使材料具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性和電氣性能，使用中不易結(jié)霜。聚丙烯酸五溴芐基酯與高聚物及增強(qiáng)材料能很好相容，在基材中不遷移、不結(jié)霜，因此為軍工、紡織、電子、電氣、建筑等領(lǐng)域的合成材料所必需，特別適合用于制造復(fù)雜電子設(shè)備的工程塑料。同時，聚丙烯酸五溴芐基酯燃燒時不釋放二噁英等致癌物，相對于其他新型阻燃劑擁有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。

目前，聚丙烯酸五溴芐基酯合成主要以甲苯、溴素(或含溴化合物)、丙烯酸為原料，在一定條件下反應(yīng)逐步制得。首先甲苯與溴反應(yīng)制得五溴甲苯，五溴甲苯與溴素(或含溴化合物)反應(yīng)得到五溴芐基溴，五溴芐基溴進(jìn)一步與丙烯酸反應(yīng)制得丙烯酸五溴芐酯單體，最后丙烯酸五溴芐酯在引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚丙烯酸五溴芐基酯。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，聚丙烯酸五溴芐基酯合成過程中由于中間反應(yīng)步驟較多，對其產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響的主要是每步產(chǎn)品的純度及顏色，尤其是五溴甲苯采用高溫反應(yīng)合成，再加上現(xiàn)有提純工藝的不完善，最終產(chǎn)品的收率低、分子量分布不均，耐熱性能也不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為了解決上述背景技術(shù)中不足，提供了一種可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯的制備方法，該制備方法具有分子量可控、反應(yīng)步驟少、產(chǎn)物收率高的特點，并且制備的聚丙烯酸五溴芐基酯具有優(yōu)異的耐熱性能。

為此，本發(fā)明提供了一種可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)親電取代反應(yīng)：在有機(jī)溶劑中加入無水溴素、三氯化鋁，然后滴入氯化芐，控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，發(fā)生取代反應(yīng)，制得五溴芐基氯，反應(yīng)方程式如下：

(2)親核取代反應(yīng)：向步驟(1)制得五溴芐基氯無需分離，直接加入催化劑和丙烯酸鈉溶液，控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，發(fā)生親核取代反應(yīng)，制得丙烯酸五溴芐酯，反應(yīng)方程式如下：

(3)聚合反應(yīng)：向步驟(2)制得丙烯酸五溴芐酯中加入復(fù)合催化劑，通過控制反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間以及復(fù)合催化劑用量，發(fā)生聚合反應(yīng)，制得分子量可控分子量聚丙烯酸五溴芐基酯，其數(shù)均分子量(M_n)為3000-20000，重均分子量(M_W)為20000-50000，反應(yīng)方程式如下：

優(yōu)選地，步驟(1)親電取代反應(yīng)中，所述有機(jī)溶劑為二氯乙烷、四氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳和二氧六環(huán)的一種或幾種。

優(yōu)選地，步驟(1)親電取代反應(yīng)中，所述反應(yīng)溫度為10-30℃，反應(yīng)時間為1-2h。

優(yōu)選地，步驟(2)親核取代反應(yīng)中，所述催化劑為季銨鹽，所述季銨鹽為四丁基溴化銨、四乙基溴化銨一種或幾種。

優(yōu)選的，步驟(2)親核取代反應(yīng)中，丙烯酸鈉溶液是利用丙烯酸和碳酸鈉反應(yīng)制得，所述丙烯酸和碳酸鈉的摩爾比為1：(1-1.05)，丙烯酸鈉溶液的pH值為7-9。

優(yōu)選地，步驟(2)親核取代反應(yīng)中，所述反應(yīng)溫度為50-110℃，反應(yīng)時間為2-6h。