一种高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法技术

本发明专利技术公开了一种高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法，属于溴化聚苯乙烯技术领域，所述合成方法由以下步骤组成：制备助催化剂，溴化反应，后处理；所述溴化反应，将聚苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法


[0001]本专利技术涉及溴化聚苯乙烯
，具体涉及一种高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法
。

技术介绍

[0002]溴化聚苯乙烯（简称
BPS
）是一种溴系有机阻燃剂，具有高阻燃性
、
热稳定性及光稳定性等良好的机械物理和化学性质，广泛应用于尼龙
‑
66、
聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚对苯二甲酸丁二醇酯
、
聚苯醚等阻燃工程塑料中
。
[0003]目前市场上溴化聚苯乙烯所用工艺分为两种：第一种是全溴法，但是该方法用溴多，原料成本高；第二种是氯化溴法，该方法的原料成本要比全溴法低，产品质量也比较稳定，是目前大多数公司使用的工艺
。
氯化溴法的反应路线如下：针对氯化溴法制备溴化聚苯乙烯，具体的操作过程为：将聚苯乙烯与二氯甲烷混合后，搅拌溶解，得到溶解后的聚苯乙烯；同时通过氯气制备氯化溴，制备过程中将温度始终控制在
‑
20℃
至
‑
15℃
；将溶解后的聚苯乙烯降温至
‑
10℃
至
30℃
后加入催化剂，得到聚苯乙烯料液；然后在
20℃
以下缓慢将氯化溴滴加到聚苯乙烯料液中进行反应，滴加完成进行保温，保温后进行一系列的后处理可得溴化聚苯乙烯产品；该方法制得的溴化聚苯乙烯产品中的氯含量较高，导致产品品质不是很稳定，制备氯化溴时产生的能耗较高，反应设备占地大，并且一旦生产中停电时间过长，制备的氯化溴由于常温无法保存，存在很大的安全隐患
。
[0004]为了解决上述问题，目前常用的方法为在同一个反应设备中，直接向溶解后的聚苯乙烯中加入路易斯酸催化剂
、
溴素，溴素直接将聚苯乙烯溴化，生成溴化氢，通入氯气后，氯气将氢溴酸氧化为溴素，氧化得到的溴素再将剩余的聚苯乙烯溴化，得到溴化聚苯乙烯，该方法虽然能够将原有的两套反应设备改为现在的一套，使操作简单方便，能耗低，危险性小，但是在聚苯乙烯上的苯环进行溴化的同时，溴素易形成溴自由基，取代苯乙烯主链烷基碳上
α
位上的氢，生成
α
‑
烷基溴，
α
‑
烷基溴的存在会导致溴化聚苯乙烯的热稳定性和白度的降低，所以一般会同时加入主链烷基卤代抑制剂，但是主链烷基卤代抑制剂的加入会对路易斯催化剂的催化作用造成影响，导致反应速度的降低，虽然可以通过增加路易斯催化剂用量的方法提高反应速度，但是路易斯催化剂用量的增加会导致前期反应速度过快，造成一定程度的交联从而产生结块现象
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法，克服了能耗高和危险性高的缺点，在合成中不需要专门的设备制备氯化溴，操作简单方便，合成反应速度快且在合成反应中不产生结块现象，合成的溴化聚苯乙烯的热稳定性和白度高
。
[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合成方法，由以下步骤组成：制备助催化剂，溴化反应，后处理；所述制备助催化剂，由以下步骤组成：制备聚苯乙烯微球，制备混合改性液，浸泡改性；所述制备聚苯乙烯微球，将苯乙烯
、
偶氮二异丁腈加入密闭反应釜中，使用氮气置换釜内空气3‑4次，然后将密闭反应釜的温度控制至
30
‑
50℃
，搅拌转速控制至
100
‑
200rpm
，搅拌5‑
10min
，倒出，得到苯乙烯溶液；将聚乙烯吡咯烷酮
、
无水乙醇加入密闭反应釜中，使用氮气置换釜内空气3‑4次，然后将密闭反应釜的温度控制至
65
‑
75℃
，搅拌转速控制至
200
‑
300rpm
，搅拌
10
‑
30min
，滴加苯乙烯溶液，滴加结束后继续搅拌8‑
9h
，过滤，使用无水乙醇洗涤滤渣2‑3次，在
50
‑
60℃
下烘干，得到聚苯乙烯微球；所述制备聚苯乙烯微球中，苯乙烯
、
偶氮二异丁腈
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
无水乙醇的质量比为
100
‑
110:0.4
‑
0.5:6
‑
8:200
‑
230
；所述苯乙烯溶液的滴加速度为3‑
4g/min
；所述制备混合改性液，将四氯化钛
、
第一次无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至
20
‑
40℃
，搅拌速度控制至
100
‑
300rpm
，搅拌
20
‑
40min
，倒出，得到四氯化钛的乙醇溶液；将结晶三氯化铝粉碎至粒径为
100
‑
150
μ
m
，在
180
‑
200℃
下热解活化
1.5
‑
2h
，然后加入反应釜中，向反应釜中加入三氯化铝水溶液，将反应釜的温度控制至
85
‑
95℃
，搅拌速度控制至
100
‑
300rpm
，搅拌
30
‑
50min
，过滤，得到的滤液为铝溶胶；将模板剂
P123
溶于第二次无水乙醇中，得到模板剂溶液；将四氯化钛的乙醇溶液与铝溶胶加入反应釜中，将反应釜的温度控制至
10
‑
30℃
，搅拌速度控制至
100
‑
300rpm
，搅拌
20
‑
50min
，加入模板剂溶液，继续搅拌
30
‑
60min
，得到混合改性液；所述制备混合改性液中，四氯化钛
、
第一次无水乙醇
、
结晶三氯化铝
、
三氯化铝水溶液
、
模板剂
P123、
第二次无水乙醇的质量比为
20
‑
22:28
‑
30:24
‑
26:44
‑
46:7.5
‑
8.5:17
‑
18
；所述三氯化铝水溶液的质量分数为1‑
1.5%
；所述浸泡改性，将聚苯乙烯微球完全浸泡于混合改性液中，在
30
‑
50℃
下完全浸泡1‑
1.5h
，取出，在
60
‑
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【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合成方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备助催化剂，溴化反应，后处理；所述制备助催化剂，由以下步骤组成：制备聚苯乙烯微球，制备混合改性液，浸泡改性；所述制备聚苯乙烯微球，将苯乙烯
、
偶氮二异丁腈加入密闭反应釜中，使用氮气置换釜内空气，然后将密闭反应釜的温度控制至
30
‑
50℃
，搅拌均匀，倒出，得到苯乙烯溶液；将聚乙烯吡咯烷酮
、
无水乙醇加入密闭反应釜中，使用氮气置换釜内空气，然后将密闭反应釜的温度控制至
65
‑
75℃
，搅拌，滴加苯乙烯溶液，滴加结束后继续搅拌，过滤，清洗
、
烘干滤渣，得到聚苯乙烯微球；所述制备混合改性液，将四氯化钛
、
第一次无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至
20
‑
40℃
，搅拌均匀，倒出，得到四氯化钛的乙醇溶液；将结晶三氯化铝粉碎，在
180
‑
200℃
下热解活化，然后加入反应釜中，向反应釜中加入三氯化铝水溶液，将反应釜的温度控制至
85
‑
95℃
，搅拌，过滤，得到的滤液为铝溶胶；将模板剂
P123
溶于第二次无水乙醇中，得到模板剂溶液；将四氯化钛的乙醇溶液与铝溶胶加入反应釜中，将反应釜的温度控制至
10
‑
30℃
，搅拌，加入模板剂溶液，继续搅拌，得到混合改性液；所述浸泡改性，将聚苯乙烯微球完全浸泡于混合改性液中，在
30
‑
50℃
下完全浸泡，取出，烘干，得到助催化剂；所述溴化反应，将聚苯乙烯
、
二氯甲烷加入反应釜中，将反应釜的温度控制至
20
‑
35℃
，搅拌，将反应釜的温度降低至
10
‑
15℃
，加入三氯化锑
、
氯化锌
、
助催化剂，然后加入溴素，加入结束后将反应釜的温度降低至
‑
15℃
至
‑
10℃
，向反应釜的液下通入氯气，通入结束后将反应釜的温度提高至
10
‑
15℃
，继续搅拌，得到反应混合物
。2.
根据权利要求1所述的高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法，其特征在于，所述制备聚苯乙烯微球中，苯乙烯
、
偶氮二异丁腈
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
无水乙醇的质量比为
100
‑
110:0.4
‑
0.5:6
‑
8:200
‑
230
；所述苯乙烯溶液的滴加速度为3‑
4g/min。3.
根据权利要求1所述的高热稳定性溴化聚苯乙烯合成方法，其特征在于，所述制备混合改性液中，四氯化钛
、
第一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红霞，李峻坤，杨振振，李金忠，李洪瑞，
申请(专利权)人：山东旭锐新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：