一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法技术

本发明专利技术提供一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，属溴化聚苯乙烯领域。所述高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，由以下步骤组成：前处理、预混、溴化、后处理。本发明专利技术的高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，溴化反应过程易于控制，溴化效果稳定，制得的溴化聚苯乙烯色度指标、溴含量、热稳定性好，分子量分布窄，产品质量稳定；用于对高聚物的阻燃改性中，对阻燃高聚物的力学性能影响小，阻燃性能好；以及进一步提高溴化聚苯乙烯的热稳定性。进一步提高溴化聚苯乙烯的热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法


[0001]本专利技术涉及溴化聚苯乙烯领域，尤其是涉及一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法。

技术介绍

[0002]溴化聚苯乙烯(简称BPS)是一种溴系有机阻燃剂，具有阻燃性、热稳定性及光稳定性等良好的机械物理和化学性质，广泛应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯醚（PPO）、尼龙
‑
66等工程塑料领域。
[0003]溴化聚苯乙烯主要应用在PA、PBT、PET等热塑性树脂的阻燃处理中，且在使用过程需要和锑化物配合使用。应用于阻燃聚酯时，添加量在15wt%左右就可以使聚酯材料的阻燃性能达到UL94 V
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0级（0.8mm）；应用于阻燃聚酰胺时，添加量在20wt%左右就可以使聚酰胺材料的阻燃性能达到UL94 V
‑
0级(0.8mm)。同时，溴化聚苯乙烯对材料的机械性能影响不大，可以保留90%及以上的材料原有力学性能。
[0004]溴化聚苯乙烯一般为白色或淡黄色颗粒，溴含量在68%左右，热分解温度约310℃，在高聚物中具有较好的分散性，易于加工，能够对高聚物进行阻燃改性。现有技术中，溴化聚苯乙烯通常是采用聚苯乙烯为原料，将聚苯乙烯溶于二氯甲烷中，与溴素或氯化溴进行溴化反应后，经后处理制得溴化聚苯乙烯。该生产工艺较为简洁，技术要求不高。但是，采用溴素作为溴化试剂进行溴化反应，溴素消耗量大，导致生产成本较高，产品经济效益低。而采用氯化溴作为溴化试剂进行溴化反应，由于氯化溴性质不稳定，溴化反应过程中，温度、压力等工艺参数波动较大，难以保持稳定，过程控制难度较高，溴化效果不稳定；其制得溴化聚苯乙烯的颜色偏深，色度不佳，且溴含量、热稳定性等性能指标波动较大，分子量分布较宽，不同生产批次的溴化聚苯乙烯产品相关指标可能相差较大，产品质量不稳定。也导致制得的溴化聚苯乙烯产品用于对高聚物的阻燃改性过程中，溴化聚苯乙烯的添加量不易控制，最终制得的阻燃高聚物的阻燃性能、力学性能不稳定。同时，溴化聚苯乙烯的热稳定性也有待进一步提高，以适应高端产品市场的要求，并进一步拓展应用空间。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，溴化反应过程易于控制，溴化效果稳定，制得的溴化聚苯乙烯色度指标、溴含量、热稳定性好，分子量分布窄，产品质量稳定；用于对高聚物的阻燃改性中，对阻燃高聚物的力学性能影响小，阻燃性能好；以及进一步提高溴化聚苯乙烯的热稳定性。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，由以下步骤组成：前处理、预混、溴化、后处理。
[0007]所述前处理，将苯乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、无水乙醇投入至反应器内，200
‑
300rpm搅拌20
‑
40min后；400
‑
500rpm搅拌条件下，以0.3
‑
0.5mL/min的滴加速率，同时滴加
第一液体和第二液体，滴加完成后，继续搅拌20
‑
30min；升温至60
‑
70℃，保温并投入2
‑
3倍苯乙烯体积的第三液体，搅拌均匀后，升温至80
‑
85℃，保温搅拌反应6
‑
8h后，搅拌冷却至常温；继续投入0.15
‑
0.2倍第三液体体积的稀盐酸，100
‑
200rpm搅拌40
‑
60min，滤出固体物，采用10
‑
12倍固体物体积的去离子水洗涤固体物2
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3次，干燥制得前处理物。
[0008]所述前处理中，苯乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、无水乙醇、第一液体、第二液体的重量份比值为100
‑
110:7
‑
9:20
‑
25:0.3
‑
0.4:30
‑
35。
[0009]所述前处理中，第一液体为过氧化苯甲酸叔丁酯；第二液体为溶解有月桂醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇硬脂酸酯的无水乙醇溶液；第二液体中月桂醇聚氧乙烯醚浓度为4
‑
5wt%，聚乙二醇硬脂酸酯浓度为3
‑
4wt%；第三液体为硬脂酸钠的去离子水溶液。第三液体中硬脂酸钠浓度为0.4
‑
0.5wt%；稀盐酸的浓度为7
‑
8wt%。
[0010]所述预混，将前处理物投入至盛装有二氯甲烷的密闭反应器内，采用氮气置换3次后，持续通入氮气，控制反应器内压力为0.005
‑
0.008MPa，升温至30
‑
35℃，保温搅拌至前处理物完全溶解；降温至2
‑
6℃，保温并投入反应调节剂，继续搅拌20
‑
40min，制得预混物。
[0011]所述预混中，前处理物、二氯甲烷、反应调节剂的重量份比值为35
‑
40:300
‑
320:1.5
‑
2.5。
[0012]反应调节剂采用以下方法制得：将羟基磷灰石、纳米氧化锌、三氯化铝、四氯化钛投入至混料机内，在氮气气氛保护下，控制混料机转速为85
‑
100rpm，升温至70
‑
80℃，保温混料40
‑
80min，获得固体物；将固体物与田菁粉混合均匀后，造粒、干燥，制得反应调节剂。
[0013]反应调节剂的制备中，羟基磷灰石、纳米氧化锌、三氯化铝、四氯化钛的重量份比值为15
‑
20:8
‑
10:5
‑
7:2
‑
3；羟基磷灰石的粒径为3
‑
6μm，比表面积为20
‑
30m2/g；纳米氧化锌的粒径为50
‑
60nm；固体物与田菁粉的重量份比值为6
‑
8:1。
[0014]所述溴化，在氮气气氛中，搅拌条件下，以3
‑
5mL/min的滴加速率，向温度为2
‑
6℃的预混物中滴加氯化溴；氯化溴滴加过程中，保持反应器内压力为0.005
‑
0.008MPa，物料温度为2
‑
6℃；氯化溴滴加完成后，保温搅拌反应3
‑
5h，制得溴化液。
[0015]所述溴化中，氯化溴的滴加量为前处理物重量的3.2
‑
3.5倍。
[0016]所述后处理，向溴化液中加入0.8
‑
0.9倍体积的亚硫酸钠水溶液，搅拌10
‑
20min后，静置分层，保留第一有机层；采用2
‑
3倍体积的氢氧化钠水溶液洗涤第一有机层后，静置分离，保留第二有机层；搅拌条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法由以下步骤组成：前处理、预混、溴化、后处理；所述前处理，将苯乙烯、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、无水乙醇投入至反应器内，搅拌均匀；400
‑
500rpm搅拌条件下，同时滴加第一液体和第二液体，滴加完成后，继续搅拌；升温至60
‑
70℃，保温并投入第三液体，搅拌均匀后，升温至80
‑
85℃，保温搅拌反应6
‑
8h后，搅拌冷却至常温；继续投入稀盐酸，搅拌，滤出固体物，采用去离子水洗涤固体，干燥制得前处理物；所述前处理中，第一液体为过氧化苯甲酸叔丁酯；第二液体为溶解有月桂醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇硬脂酸酯的无水乙醇溶液；第三液体为硬脂酸钠的去离子水溶液；所述预混，在氮气气氛环境下，将前处理物完全溶解于二氯甲烷后，降温至2
‑
6℃，保温并投入反应调节剂，搅拌均匀，制得预混物；所述反应调节剂的制备方法为，将羟基磷灰石、纳米氧化锌、三氯化铝、四氯化钛投入至混料机内，在氮气气氛保护下，升温至70
‑
80℃，保温混料，获得固体物；将固体物与田菁粉混合均匀，造粒、干燥，制得反应调节剂；所述溴化，在氮气气氛中，搅拌条件下，向温度为2
‑
6℃的预混物中滴加氯化溴；氯化溴滴加过程中，保持反应器内压力为0.005
‑
0.008MPa，物料温度为2
‑
6℃；氯化溴滴加完成后，保温搅拌反应3
‑
5h，制得溴化液。2.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述后处理，向溴化液中加入亚硫酸钠水溶液，搅拌，静置分层，保留第一有机层；采用氢氧化钠水溶液洗涤第一有机层后，静置分离，保留第二有机层；搅拌条件下，向第二有机层中投入还原液，并投入四丁基溴化铵，升温至50
‑
60℃，保温搅拌2
‑
3h后，静置分层，保留第三有机层；采用氢氧化钠水溶液洗涤第三有机层1
‑
2次后，静置分离，保留第四有机层；将第四有机层进料至盛装有无水乙醇的混料机内，混料后滤出固体物；采用无水乙醇洗涤固体物后，滤出并干燥，制得溴化聚苯乙烯。3.根据权利要求1所述的高热稳定性溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，所述前处理中，第一液体的滴加速率为0.3
‑
0.5mL/min；第二液体的滴加速率为0.3
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0.5mL/min；苯乙烯、乙烯
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醋酸乙烯共聚物、无水乙醇、第一液体、第二液体的重量份比值为100
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110:7
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9:20
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25:0.3
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0.4:30
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35；苯乙烯与第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁建龙，张凤华，张凤勇，孙世文，
申请(专利权)人：潍坊双丰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：