CN101824113A

CN101824113A - 一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法

Info

Publication number: CN101824113A
Application number: CN 201010146108
Authority: CN
Inventors: 杨喜生
Original assignee: Shandong Brother Sci & Tech Co Ltd; WEIFANG BROTHER CHEMICAL CO Ltd; SHANDONG BROTHER INDUSTRIAL GROUP Co Ltd
Current assignee: Shandong Brother Sci. & Tech. Co., Ltd.
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: CN101824113B

Abstract

本发明涉及一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，包括以苯乙烯为原料，采用叔丁基钠作为催化剂通过苯乙烯的可控聚合反应，在溶液状态下制备聚苯乙烯，将处于溶液状态的聚苯乙烯进行溴化制备溴化聚苯乙烯，并通过沉淀或蒸馏溶剂后提取溴化聚苯乙烯，采用上述方法能够以苯乙烯为原料，不经提取聚苯乙烯而连续的进行溴化，可以减少生产流程，降低了生产成本，并且制备特定分子量的聚苯乙烯获得特定分子量的溴化聚苯乙烯产品，生产过程可控。

Description

一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法

技术领域

本发明涉及一种溴系阻燃添加剂的合成制备方法，具体地说，涉及一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

普通的溴化聚苯乙烯采用聚苯乙烯溴化法合成，其聚苯乙烯采用工业的聚苯乙烯来作为原料，该种原料普遍分子量在15-20万，分子量分布宽，使得溴化后得到的溴化聚苯乙烯同样具有高分子量和宽分子量分布，造成产物熔点高，加工困难等问题。但是其中分子量可控且分子量分布窄的溴化聚苯乙烯，具有优异的熔流速率和与高聚物材料良好的相容特性，更适用于作为阻燃助剂使用。

在专利申请号200710037339.9中，采用了ATRP催化技术制备了低分子聚苯乙烯作为原料，在三氯化铝作为催化剂条件下溴化获得了低分子溴化聚苯乙烯。

在专利CN1122046C中，采用了路易斯酸作为催化剂，采用氯化溴或溴素作为溴化剂，采用500-1500000分子量的聚苯乙烯作为原料制备了溴化聚苯乙烯。

在专利CN1275987C中，采用了包括VIII族金属、IIB族金属、金属锡或锑与路易斯酸组成多种过渡金属作为催化剂，制备了高溴含量的溴化聚苯乙烯。

在专利CN100540572C中，对市售的溴化聚苯乙烯进行提纯，制备了高热稳定的溴化聚苯乙烯。

在专利CN101319017A中，是以聚苯乙烯和氯化溴为原料，卤代烷作溶剂，在催化剂、主链烷基保护剂的作用下，经溴化反应制得溴化聚苯乙烯，并在分离溶剂和溴化聚苯乙烯过程中加入一种分散剂，使所得到的溴化聚苯乙烯颗粒均匀。

在专利CN101497673A中，采用硫磺作为聚苯乙烯亲电溴化反应体系中微量水分的清除剂和聚苯乙烯亲电溴化反应中自由基的淬灭剂，制备溴化聚苯乙烯。采用以上方法制备溴化聚苯乙烯，需要先提取聚苯乙烯，然后再进行溴化，生产流程复杂，生产成本高，生产过程不可控。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提出一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，采用该方法可以不经提取聚苯乙烯而连续的进行溴化，减少了生产流程，降低了生产成本，生产过程可控。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

聚合步骤：以苯乙烯为原料，采用叔丁基钠作为催化剂通过苯乙烯的可控聚合反应，在溶液状态下制备聚苯乙烯；

溴化步骤：将处于溶液状态的聚苯乙烯进行溴化制备溴化聚苯乙烯，并通过沉淀或蒸馏溶剂后提取溴化聚苯乙烯。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述聚合步骤中，将苯乙烯与石油醚或者正己烷或者环己烷配置成浓度为2％-50％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的0.000001％-10％叔丁基钠作为催化剂加入，在0-80℃下反应1-20小时，反应完毕后，加入与催化剂等摩尔质量的甲醇或水作为淬灭剂，得到聚苯乙烯的溶液。

所述溴化步骤中，在聚苯乙烯的溶液中加入苯乙烯质量0.1-5％的还原铁粉作为催化剂，滴加苯乙烯2.2-3倍摩尔数量的氯化溴或溴素进行溴化，反应温度-10℃至50℃，反应4-10小时。

所述溶剂为石油醚、正己烷和环己烷中的一种。

所述溴化反应物为氯化溴或溴素中的一种。

经过聚合步骤和溴化步骤后得到的溴化聚苯乙烯化学式如下：

与已有技术方案相比，本实用发明具有以下优点：采用上述方法能够以苯乙烯为原料，不经提取聚苯乙烯而连续的进行溴化，可以减少生产流程，降低了生产成本，并且制备特定分子量的聚苯乙烯获得特定分子量的溴化聚苯乙烯产品，生产过程可控。

具体实施方式：

实施例1，一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，将纯度＞98％的工业级苯乙烯20g与纯度＞99.5％的环己烷80g配置成浓度为20％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的1％叔丁基钠作为催化剂加入，叔丁基钠为纯度＞98％的工业级，在20℃下反应5小时，加入与催化剂等摩尔质量的甲醇作为淬灭剂，甲醇为纯度＞98％的工业级，加入纯度＞99.5％的还原铁粉0.2g，滴加纯度＞98％的氯化溴62g，在温度0℃下反应4小时，加入纯度＞98％的工业级亚硫酸钠至体系呈琥珀色，用

水洗涤至PH值为中性，蒸除溶剂后得产物，分子量22000，溴含量67％。

聚苯乙烯分子量的计算公式为：聚苯乙烯分子量＝82×(苯乙烯的质量÷叔丁基钠的质量)；

溴化聚苯乙烯分子量的计算公式为：溴化聚苯乙烯分子量＝2-4倍的聚苯乙烯分子量。

实施例2，一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，将纯度＞98％的工业级苯乙烯20g与纯度＞99.5％的正己烷180g配置成浓度为10％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的2％叔丁基钠作为催化剂加入，叔丁基钠为纯度＞98％的工业级，在40℃下反应3小时，加入与催化剂等摩尔质量的甲醇作为淬灭剂，甲醇为纯度＞98％的工业级，加入纯度＞99.5％的还原铁粉0.5g，滴加纯度＞98％的氯化溴66g，在温度5℃下反应4小时，加入纯度＞98％的工业级亚硫酸钠至体系呈琥珀色，用水洗涤至PH值为中性，蒸除溶剂后得产物，分子量12000，溴含量69％。

实施例3，一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，将纯度＞98％的工业级苯乙烯20g与纯度＞99.5％的石油醚80g配置成浓度为20％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的0.5％叔丁基钠作为催化剂加入，叔丁基钠为纯度＞98％的工业级，在30℃下反应4小时，加入与催化剂等摩尔质量的甲醇作为淬灭剂，甲醇为纯度＞98％的工业级，加入纯度＞99.5％的还原铁粉0.5g，滴加纯度＞98％的溴素92g，在温度20℃下反应4小时，加入纯度＞98％的工业级亚硫酸钠至体系呈琥珀色，用水洗涤至PH值为中性，蒸除溶剂后得产物，分子量48000，溴含量66％。

实施例4，一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，将纯度＞98％的工业级苯乙烯20g与纯度＞99.5％的环己烷80g配置成浓度为20％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的5％叔丁基钠作为催化剂加入，叔丁基钠为纯度＞98％的工业级，在40℃下反应6小时，加入与催化剂等摩尔质量的水作为淬灭剂，加入纯度＞99.5％的还原铁粉1g，滴加纯度＞98％的氯化溴66g，在温度-5℃下反应4小时，加入纯度＞98％的工业级亚硫酸钠至体系呈琥珀色，用水洗涤至PH值为中性，蒸除溶剂后得产物，分子量5000，溴含量69％。

Claims

1.一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述聚合步骤中，将苯乙烯与溶剂配置成浓度为2％-50％的苯乙烯溶液，加入苯乙烯质量的0.000001％-10％叔丁基钠作为催化剂加入，在0-80℃下反应1-20小时，反应完毕后，加入与催化剂等摩尔质量的甲醇或水作为淬灭剂，得到聚苯乙烯的溶液。

3.根据权利要求1所述的一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述溴化步骤中，在聚苯乙烯的溶液中加入苯乙烯质量0.1-5％的还原铁粉作为催化剂，滴加苯乙烯2.2-3倍摩尔数量的溴化反应物进行溴化，反应温度-10℃至50℃，反应4-10小时。

4.根据权利要求2所述的一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述溶剂为石油醚、正己烷和环己烷中的一种。

5.根据权利要求3所述的一种可控分子量溴化聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述溴化反应物为氯化溴或溴素中的一种。