CN102388083B - 芳基烯基醚低聚物和聚合物和它们制备阻燃剂的用途 - Google Patents

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Abstract

通过使多卤代烯烃与多羟芳基化合物反应制备芳基烯基醚低聚物。所得低聚物的卤化制备同时含芳族和脂族溴基的阻燃剂。

Description

芳基烯基醚低聚物和聚合物和它们制备阻燃剂的用途
领域
本发明涉及芳基烯基醚低聚物和聚合物,它们的合成和它们制备卤化阻燃剂的用途。
背景
十溴二苯醚(deca)和十溴二苯乙烷(deca-DPE)是广泛用于不同聚合树脂体系的阻燃的市售材料。这些材料的结构如下:
Figure BDA0000097604680000011
在难以阻燃的聚合物树脂,如高抗冲聚苯乙烯(HIPS)和聚烯烃中使用deca和deca-DPE的优点之一是所述材料具有很高的溴含量(82-83%)。这样允许在整体配方中使用较少量,这又使阻燃剂对聚合物机械性能产生的任何消极影响最小化。
虽然deca在商业上很成功,开发是高分子量低聚物或聚合物的替代卤化阻燃材料仍有显著的利益。此类低聚物或聚合物可以提供改进的性能,例如提供不起霜配方,或更好的机械性能。例如,取决于树脂和阻燃剂之间的相容性,这些类型的材料倾向于变得缠绕在基础树脂聚合物基体中,并因此将显示出更少起霜的倾向。这一般将获得更本征″环境友好″的材料,因为它不会那么容易转移到周围环境中。
存在大量可以视为卤化芳基单体的低聚物或聚合物的市售阻燃材料。这些单体的实例包括四溴双酚A(TBBPA)和二溴苯乙烯(DBS),它们具有以下结构:
Figure BDA0000097604680000021
在商业上,TBBPA和DBS通常不以它们的单体形式使用,而是转化为低聚物或聚合物。一类低聚物是基于TBBPA的溴代碳酸盐低聚物。它们可从Chemtura公司商购(实例包括Great Lakes BC-52TM,Greatlakes BC-52HPTM,以及Great Lakes BC-58TM)和通过TeijinChemica l(FireGuard 7500和FireGuard 8500)商购。这些产品主要用作聚碳酸酯和聚酯的阻燃剂。
基于TBBPA和表氯醇的缩合的溴化环氧低聚物是可商购的并由Dainippon Ink and Chemicals以
Figure BDA0000097604680000022
系列出售,此外还由ICLIndustrialProducts(实例是F-2016和F-2100)及其它供应商销售。溴化环氧低聚物可单独或与其它阻燃剂共混用作各种热塑性材料的阻燃剂。
另一类基于TBBPA的溴化聚合物阻燃剂例如是Teijin FG-3000,其是TBBPA和1,2-二溴乙烷的共聚物。这种芳烷基醚用于ABS及其它苯乙烯类聚合物。这种溴代聚合物上的选择性的端基如芳基或甲氧基也已经由US4,258,175和US 5,530,044中描述的材料例示而已知。非反应性的端基据称改进阻燃剂的热稳定性。
TBBPA还通过与其它双官能化环氧树脂化合物的扩链反应,例如,通过与双酚A的二缩水甘油醚反应而转化为许多其它不同类型的环氧树脂共聚低聚物。这些类型的环氧树脂产品的典型实例是DowChemical Company的D.E.R.TM539,或Hexion Corporation的EponTM828。这些产品主要用于印刷电路板的制造。
DBS由Chemtura Corporation制造并垄断使用,且其以几种能生产聚(溴苯乙烯)类型阻燃剂的不同聚合形式(Great Lakes PDBS-80TM,Great Lakes PBS-64HWTM,和Firemaster CP44-HFTM)出售。这些材料代表均聚物或共聚物。另外,类似的溴化聚苯乙烯型阻燃剂可从Albemarle Chemical Corporation购得(HP-3010,
Figure BDA0000097604680000032
HP-7010和PyroChek 68PB)。所有这些聚合物产品都用于阻燃热塑性材料,如聚酰胺和聚酯。
在我们的美国专利申请公开号2008/0269416中,提出了一系列基于卤化芳基醚低聚物的阻燃材料,所述低聚物包含以下重复单体单元:
Figure BDA0000097604680000033
其中R是氢或烷基,特别是C1-C4烷基,Hal是卤素,通常是溴,m是至少1,n是0-3,x是至少2,例如3-100,000。通过使羟基卤芳基材料,例如溴酚低聚,或通过使用醚合成,例如Ullmann醚合成使二卤芳基材料,例如二溴苯与二羟芳基材料,例如间苯二酚反应制备所述低聚物前体。所得的低聚物的溴化产生比其它现有低聚物阻燃剂卤化到更高的水平并当与树脂例如HI PS和聚烯烃以及工程热塑性材料例如聚酰胺和聚酯相结合时提供优异的机械性能的材料。还发现,这些芳基醚低聚物,甚至在低水平卤化下也获得具有可接受机械性能的配方。
上述全部聚合物或低聚物阻燃材料基于芳族溴,其具有比脂族溴材料更高的热稳定性。因此,现有的卤化芳族聚合物阻燃剂的缺点之一是它们仅有效在较高温度下降低主体树脂材料的燃烧性。对于某些主体树脂材料,例如聚烯烃,将希望具有这样的阻燃剂,其显示溴化聚合物的物理性能,但是具有在比常规卤化芳族聚合物更低温度下有效的阻燃机理。
根据本发明,现已发现通过使多卤代烯烃与多羟芳基化合物,或更优选卤化多羟芳基化合物,例如四溴双酚A(TBBPA)反应,可以制备芳基烯基醚低聚物/聚合物。这种低聚物含有烯属不饱和部分并且因此,当卤化,特别是溴化时,它产生同时具有脂族和芳族卤基的卤化芳烷基醚低聚物/聚合物。结果,这种卤化产物结合常规卤化芳族聚合物的有利的物理和高温阻燃性能与卤化脂族分子的更低温度阻燃性能。
美国专利号4,079,034公开了包含芳族二羧酸和卤化双酚的芳族聚酯的阻燃添加剂,该卤化双酚具有以下式:
Figure BDA0000097604680000041
其中E是二价亚烷基、卤代亚烷基、亚环烷基、卤代亚环烷基、亚芳基、卤代亚芳基、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-SO3-、-CO-、
Figure BDA0000097604680000042
或R5N<;R1是烷基、卤代烷基、芳基、卤代芳基、烷芳基、卤代烷芳基、芳烷基、卤代芳烷基、环烷基或卤代环烷基;R4和R5独立地选自氢、R1和OR1;m是从0至E上可置换氢原子的数目的整数;a、b、c和d是0-4;a+b是1-4,c+d是1-4。
概要
在一个方面中,本发明涉及通过使多卤代烯烃与多羟芳基化合物反应制备的芳基烯基醚低聚物。
在另一个方面中,本发明涉及通过卤化多卤代烯烃与多羟芳基化合物的反应产物制备的阻燃卤化芳基醚低聚物。
适宜地,所述多羟芳基化合物是卤化,优选溴化的,并通常是二羟芳基化合物。在一个实施方案中,所述多羟芳基化合物是卤化双酚化合物,例如四溴双酚A。
适宜地,所述多卤代烯烃是1,4-二溴-2-丁烯或1,4-二氯-2-丁烯。
在另一个方面中,本发明涉及具有以下式的芳基烯基醚低聚物:
Figure BDA0000097604680000051
其中如果存在的每个Hal是卤基;
如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基,特别是C1-C4烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-大约100;
n是0-4;和
x是0或1。
在另一个方面中,本发明涉及具有以下式的阻燃卤化芳烷基醚低聚物:
Figure BDA0000097604680000052
其中每个Hal是卤基;
如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基,特别是C1-C4烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-大约100;
n是1-4;和
x是0或1。
适宜地,每个Hal是溴基。
适宜地,x是1,A1是含大约1-大约6个碳原子的烷叉基且通常是异丙叉基。
在一个实施方案中,低聚物是用溴酚基封端的。
在另一个方面中,本发明涉及包含基础树脂和本文描述的阻燃卤化芳烷基醚低聚物的阻燃性树脂组合物。
适宜地,所述基础树脂包括聚烯烃和聚苯乙烯,特别是高抗冲聚苯乙烯中的至少一种。
实施方案的描述
术语″低聚物″和″聚合物″在本文可互换地用来指通过一种或多种单体的低聚形成的化合物以致具有衍生自所述单体的重复单元,不管所述重复单元的数目如何。因为用来制备本发明阻燃剂的芳基烯基醚前体是通过低聚方法制备的,所以所述前体和卤化产物通常将具有分子量分布。特别地,所述低聚物通常具有平均至少3个重复单元,通常至少5个重复单元,所述卤化低聚物的平均分子量最高至100,000道尔顿。
本文描述的是通过使多卤代烯烃与多羟芳基化合物反应制备的芳基烯基醚低聚物。本文还描述的是所得芳基烯基醚低聚物的卤化以制备可用作阻燃剂的卤化芳基醚低聚物。
用于制备芳基烯基醚低聚物前体的适合的多卤代烯烃是含大约2-大约10个碳原子的二卤烯烃,特别是以下式的α,ω-二卤烯烃:
Figure BDA0000097604680000061
其中每个Hal是卤基,例如溴或氯基,和x和y中的每一个是0-6的整数。通常,x和y中的每一个是0-2的整数。在一个实施方案中,二卤代烯烃包括1,4-二溴-2-丁烯或1,4-二氯-2-丁烯。在某些情况下,二卤代烯烃可以含有多个共轭或非共轭双键。这将帮助溴-芳基/溴-烷基之比的选择并因此控制最终卤化芳基醚低聚物的阻燃性能。
用于制备芳基烯基醚低聚物前体的适合的多羟芳基化合物是以下式的取代或未取代的二羟芳基化合物:
其中如果存在的每个Hal是卤基,例如溴或氯基,优选溴基,n是0-4,x是0或1,如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基,通常含大约1-大约6个碳原子,优选是异丙叉基。在一个实施方案中,x是1,多羟芳基化合物是卤素取代的双酚化合物,例如四溴双酚A。
为了制备本发明阻燃剂,初始使用Williamson醚合成使上述多卤代烯烃和多羟芳基化合物一起反应。这通常涉及使酚类材料与碱反应,接着添加二卤烯烃,通常在低于100℃的反应温度下。基于四溴双酚A和1,4-二溴-2-丁烯的这种反应的说明示于流程(I)中,其中随后使所得的低聚物与溴反应。
流程(I)示例性的反应
适宜地,所述反应可以作为使用相转移催化剂,例如四丁基硫酸氢铵在多相体系例如甲苯-水中的水-有机乳液聚合方法进行。或者,所述反应也可以在单相溶剂,例如N,N-二甲基甲酰胺中进行。
用于醚合成反应的碱能够从多羟芳基化合物上的酸性酚基(即羟基)转移质子。该转移的质子可以用来自所述碱的阳离子,尤其是一价阳离子取代而形成盐。适合的碱的实例包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠。通过添加碱将所述多羟芳基化合物转化成盐。所述盐可以是单盐(即含一个端一价阳离子和一个端羟基的化合物)或二-盐(即含两个端一价阳离子且不含端羟基的化合物)或单盐和二-盐的混合物。
醚合成反应的产物是含由多卤代烯烃起始材料中的链烯结构部分产生的烯属不饱和部分的芳基烯基醚低聚物。取决于用于与多卤代烯烃反应的多羟芳基化合物,所述产物还可以含有芳族不饱和部分。通常,产物具有以下式:
其中如果存在的每个Ha l是卤基,优选溴基;
如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基,特别是含大约1-大约6个碳原子的烷叉基,例如异丙叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基,特别是C1-C4烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-大约100;
n是0-4;
x是0或1。
为了制备所需阻燃剂,然后在满足如下情况的条件下将该产物卤化,通常溴化,即所述卤素与烯属基反应产生脂族卤取代基并优选还与任何芳族不饱和基反应产生一些或额外的芳族卤取代基。
芳基烯基醚低聚物的卤化通常通过向所述低聚物中添加溴达到,适宜地将所述低聚物溶解在有机溶剂中,以形成反应组合物,然后在大约20℃-大约80℃的温度下使该反应组合物反应以形成含所需溴化芳基醚低聚物、溶剂和未反应的溴的卤化产物。当溴摄取停止或,在伴随的芳基溴化情况下,当溴化氢从反应组合物的释放停止时,通常在大约2-大约4小时后,反应完成。在洗涤器中除去任何释放的溴化氢。
一般而言,将路易氏酸催化剂,例如氯化铝添加到反应组合物中以促进卤化反应,特别是如果还希望芳基溴化时。这可以如下达到:在添加溴之前将催化剂添加到低聚物前体溶液中,将催化剂与溴结合并将该结合物添加到低聚物前体溶液中或在卤化反应开始时或在经过该反应的这种方法的部分开始时,例如当溴化氢的初始释放开始减慢时,将催化剂添加到反应组合物中。
当卤化反应完成时,从反应产物除去任何未反应的溴,通常通过蒸馏或通过用还原剂中和。适合的还原剂包括肼水溶液和亚硫酸氢钠水溶液。
在除去未反应的溴后,通过沉淀到非溶剂,例如甲醇或异丙醇中离析反应产物以产生卤化芳烷基醚低聚物混合物的淤浆。或者,可以用热水处理反应产物以闪蒸出溶剂并留下作为水性浆料的产物。然后可以通过过滤和干燥从淤浆回收卤化芳基醚低聚物。通常,所得产物具有以下式:
Figure BDA0000097604680000101
其中每个Hal是卤基;
如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基,特别是含大约1-大约6个碳原子的烷叉基,例如异丙叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基,特别是C1-C4烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-大约100;
n 1-4;和
x是0或1。
在一个实施方案中,用酚或更优选溴酚基通过添加单官能化材料,例如酚、一溴酚、二溴酚和/或三溴酚封端低聚物。这种材料终止低聚物链反应并提供一种控制分子量的手段。
所得卤化芳基醚低聚物可以用作任何可燃大分子材料的阻燃剂,但是尤其可用于在较低温度下,例如小于250℃下要求阻燃性能有效的聚合物树脂体系。适合的树脂体系的实例包括聚苯乙烯,例如高抗冲聚苯乙烯、膨胀和挤出聚苯乙烯、聚烯烃、烯烃基共聚物例如ABS树脂和聚丙烯共聚物,及其它本领域技术人员公认要求阻燃性的热塑性材料或热固性材料。尤其优选的树脂体系包括聚烯烃、聚苯乙烯和/或高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。使用此类聚合物,当进行UnderwritersLaboratories的可燃性试验规程时要求达到V-0等级的聚合物配方中的卤化低聚物含量通常在以下范围内:
  聚合物   有用   优选
  聚苯乙烯   5-25重量%   10-20重量%
  聚丙烯   20-50重量%   25-40重量%
  聚乙烯   5-35重量%   20-30重量%
包含本发明卤化芳基醚低聚物作为阻燃剂的聚合物配方典型的应用包括汽车模制元件,粘合剂和密封剂,织物背涂层,电线和电缆护套,和电子和电气产品外壳、元件和连接器。在建筑和结构领域,本发明阻燃剂的典型用途包括聚苯乙烯隔热板、能自行熄灭的复合膜,电线和电缆的线路夹套,地毯和织物包括壁纸的背面涂料,木材及其它天然纤维填充的构件,顶板材料包括顶板膜,顶板复合材料,以及复合材料构造中使用的粘结剂。在一般的消费品中,本发明阻燃剂可以用于家电元件,住宅,以及要求阻燃性的被照看和无人看管的器械物件的配方中。
现将参照以下实施例更具体地描述本发明。
在实施例中,在氮气下用10℃/min的加热速度使用TA仪器TGAQ500仪器对10mg样品进行热重分析(TGA)。通过GPC(凝胶渗透色谱法)对比聚苯乙烯标准样品使用具有Viscotek折射指数检测器的Waters 2690HPLC系统进行分子量测定。报道的结果是重均分子量(Mw)和多分散度(pd)。
实施例1:TBBPA和1,4-二溴-2-丁烯(DBB)的低聚物
向装备有冷凝器、机械搅拌、探温针和暖气罩的12L烧瓶中在氮气下加入1.7L去离子(DI)H2O、201.6g NaOH(5.04mol)和560.0g四溴双酚A(TBBPA,1.03mol)。将所得反应混合物加热到38℃。分开地,将215.6g反式-1,4-二溴-2-丁烯(DBB,1.01mol)溶解在910mL甲苯中,过滤并保持在氮气下。接下来,将980mL甲苯添加到反应混合物中并在加热混合物到50℃后,添加17.4g TBAHS(四丁基硫酸氢铵97%)。然后经由加料漏斗在21分钟期间内将所述DBB/甲苯溶液添加到反应混合物中。将所得的奶油颜色淤浆加热到70℃,在强烈搅拌下维持4小时,然后冷却到环境温度。使反应混合物沉淀到甲醇中并过滤固体并用甲醇洗涤。然后用水将产物固体制浆并添加浓缩HCl以调节pH值到6-7。将该固体溶解在二氯甲烷中并再沉淀到甲醇中,过滤,洗涤并干燥(70℃)而获得563.4g白色固体产物(91.8%产率)。
分析:52.4%有机溴,mp 174℃,5%TGA 235℃(氮气),Tg 71℃(DSC),GPC Mw=12,600,pd=2.24,NMR符合结构。
实施例2.TBBPA-DBB低聚物的溴化
向装备有冷凝器、机械搅拌、探温针和暖气罩的12L烧瓶中在氮气下加入5.6L CH2Cl2和560.0g TBBPA/DBB低聚物。将该混合物加热到35℃并添加73.9g乙醇。经由加料漏斗在6分钟内添加溴(180.2g)并在35℃下搅拌该混合物4小时。允许该混合物稍微冷却20分钟并添加35%肼水溶液以猝灭剩余溴,而获得灰白色混浊混合物,搅拌该混合物30min。使该反应混合物沉淀到甲醇中并过滤所得的淤浆并用额外的甲醇和水洗涤。将固体溶解在二氯甲烷中并在甲醇中再沉淀,过滤,洗涤并干燥而获得699.5g(98.4%产率)白色固体产物。
分析:61.2%有机溴,mp 188℃,5%TGA 290℃(氮气),Tg 125℃(DSC),GPC Mw=9,490,pd=3.06,NMR符合结构。
实施例3.TBBFA-DBB的三溴苯酚封端的低聚物
向装备有冷凝器、机械搅拌、探温针和暖气罩的500mL烧瓶中加入92mL DI H2O、11.0g NaOH、30.0g TBBPA和7.3g 2,4,6-三溴苯酚(TBP)。将所得混合物加热到50℃并添加52mL甲苯和0.936gTBAHS。将DBB(14.2g)溶解在59mL甲苯中,过滤并经由加料漏斗添加到反应混合物中。将该淤浆加热到70℃并在搅拌下维持4小时。将该反应混合物稍微冷却并缓慢地倒入甲醇中以使产物沉淀。过滤该反应混合物并用甲醇洗涤固体。然后用水将产物固体制浆并添加浓缩HCl以调节pH值到6-7。将该固体溶解在二氯甲烷中并再沉淀到甲醇中,过滤,洗涤并干燥(55℃)而获得39.2g白色固体产物。分析:54.7%有机溴,mp 179℃,5%TGA 211℃(氮气),Tg 50℃(DSC),GPCMw=5,010,pd=2.66,NMR符合结构。
实施例4.低分子量TBBPA-DBB低聚物
这种反应不同于实施例1在于,DBB/TBBPA的摩尔比从1∶1改变到1∶1.5(即DBB过量使用)。氢氧化钠的量还从5∶1NaOH∶TBBPA降低到2.9∶1摩尔比。
向装备有冷凝器、机械搅拌、探温针和暖气罩的500mL烧瓶中加入53mL DI H2O、6.4g NaOH和30.0g TBBPA。将该混合物加热到50℃并添加50mL甲苯和0.936g TBAHS。将DBB(17.7g)溶解在75mL甲苯中,过滤并经由加料漏斗添加到反应混合物中。在55℃下在搅拌下保持该淤浆3.5小时。将该反应混合物稍微冷却并在快速搅拌下缓慢地倒入甲醇中以使产物沉淀。按如实施例1所述的相同方式离析产物并在50℃下干燥而获得33.4g白色固体产物。分析:53.4%有机溴,mp 168℃,5%TGA 224℃(氮气),Tg 53.5℃(DSC),GPCMw=3,390,pd=1.87,NMR符合结构。
基于先前实施例和进行的其它相似的反应,影响产物分子量的变量概括在表1中。
表1
  参数   分子量
  增加NaOH   增加MW
  增加DBB   减小MW
  用DCB1取代DBB   减小MW,减小产率
  用CH2Cl2替代甲苯   显著增加MW,增加产率
  替代NaOH w/Na2CO3   减小MW,增加产率
  减小TBAHS   减小MW
  降低反应温度   减小产率
1DCB=1,4-二氯-2-丁烯
在以下实施例中,在单相溶剂体系中运行反应。
实施例5:TBBPA和1,4-二溴-2-甲基-2-丁烯(DBMB)的低聚物
将TBBPA(228.3g,0.419mol)、碳酸钠(132.5g,1.25mol)和1.5L DMF加入反应器。在搅拌下将DBMB(95.7g,0.419mol)加入反应器并在70℃下加热混合物5小时。将反应混合物倒入3L水中。过滤该混合物并用水洗涤滤饼。在100℃下干燥该滤饼3小时而获得259.0g白色粉末。将该粉末溶解在1,380g二氯甲烷中并再沉淀到甲醇中而获得产物。过滤该产物并干燥而获得215.6g白色粉末。分析:51.7%有机溴,5%TGA 240℃(氮气),GPC Mw=46,800,pd 13.5。
实施例6.TBBPA-DBMB低聚物的溴化
将实施例5的低聚物(100g)溶解在1L二氯甲烷中。在室温下在40min内添加溴(26.2g,0.164mol)到该搅拌溶液中。通过添加二氯甲烷反应混合物到3.5L异丙醇中获得产物。过滤产物并在80℃下干燥5小时而获得131.1g黄褐色粉末。分析:有机溴58.9%,5%TGA 185℃(氮气),可水解溴化物:11.0%。
实施例7.实施例2的溴化TBBPA-DBB低聚物在HIPS树脂中的配混
使用在195-205℃料筒温度下运转的25mm双螺杆挤出机将实施例2中所述制备的材料与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂配方配混并将该配混材料在210℃下注塑成试验条。使用标准十溴二苯醚(DE-83R)阻燃配方制备相似的试验条。根据标准ASTM方法试验模塑试样的各种机械性能(如表2所示)。从这些结果可以看出,与DE-83R配方相比较,除冲击强度和拉伸伸长率之外用实施例2的溴化的低聚物获得相当的机械性能。这些数据还证实所述低聚物可以充当阻燃材料。
表2
  配方%   DE-83R   实施例2低聚物
  DE-83R   14
  TBBPA-DBB低聚物   20
  ATO   3.5   3.5
  Kraton D1101   5   5
  Anox PP-18   0.2   0.2
  燃烧性
  UL-94   V-0   V-0
  5(sec)的总燃烧时间设定   6.5   0
  机械性能
  拉伸强度(psi)   3549   3840
  拉伸伸长率(%)   35.2   13.0
  挠曲强度(kpsi)   5.5   6.0
  挠曲模量(kpsi)   292   313
  缺口冲击(ft-lb/in)   2.37   0.68
  热挠曲温度(℃)264psi   67.9   71.1
  Vicat(维卡),10N(℃)   96.0   98.6
虽然已经参考具体的实施方案对本发明进行了描述和举例说明,但是本领域技术人员将意识到本发明适用于不一定在本文中举例说明的变化方案。因此,则应该仅根据所附权利要求书来确定本发明的真实范围。

Claims (9)

1.具有以下式的芳基烯基醚低聚物:
Figure FDA00003137362000011
其中如果存在的每个Hal是卤基;
如果存在的A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-100;
n是0-4;和
x是0或1,
并且其中所述低聚物是用溴酚基封端的。
2.权利要求1的低聚物,其中如果存在的每个Hal是溴基。
3.权利要求1的低聚物,其中n是1-4。
4.权利要求1-3中任一项的低聚物,其中x是1,A1是含1-6个碳原子的烷叉基。
5.权利要求4的低聚物,其中A1是异丙叉基。
6.阻燃卤化芳基醚低聚物,具有下式:
Figure FDA00003137362000021
其中每个Hal是卤基;
A1选自O、S、SO2、单键和烷叉基;
每个A2和A3是C1-C7烷基;
每个R1和R2独立地选自氢和C1-C6烷基;
m是2-100;
n是1-4;和
x是0或1,
并且其中所述低聚物是用溴酚基封端的。
7.权利要求6的阻燃卤化芳基醚低聚物,其中每个Hal是溴基。
8.阻燃性树脂组合物,包含基础树脂和权利要求6或权利要求7的阻燃卤化芳基醚低聚物。
9.权利要求8的树脂组合物,其中所述基础树脂包括聚烯烃和聚苯乙烯中的至少一种。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103923300A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 开美化学科技(南通)有限公司 一种低溴含量溴化环氧树脂的制备方法
EP3650483B1 (en) * 2017-07-07 2023-10-18 Tosoh Corporation Halogen-containing polymer and production method for same
RU2669564C1 (ru) * 2017-12-05 2018-10-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ингушский государственный университет" (ФГБОУ ВО ИнгГУ) Галогенсодержащие ароматические полиэфиры
RU2752626C1 (ru) * 2020-03-10 2021-07-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Ароматические полиэфиры

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4079034A (en) 1975-01-20 1978-03-14 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Non-blooming halogen-containing additives for plastics
JPS5293754A (en) * 1976-02-04 1977-08-06 Dainippon Ink & Chem Inc Preparation of flame-retardant oligomers
DE2905397A1 (de) * 1979-02-13 1980-08-14 Riedel De Haen Ag Verfahren zur herstellung von 2,2-bis-eckige klammer auf 4-(2,3- dibrompropoxy)-3,5-dibromphenyl eckige klammer zu -propan
US4258175A (en) 1979-07-06 1981-03-24 Velsicol Chemical Corporation Process for preparing an aryl ether
US4567218A (en) * 1984-02-01 1986-01-28 Great Lakes Chemical Corporation Halogenated bisphenol A ether flame retardant for ABS polymers
JPS62286943A (ja) * 1986-06-06 1987-12-12 Dainippon Ink & Chem Inc 4′−置換ビフエニルクロチルエ−テル誘導体
US5530044A (en) 1995-05-11 1996-06-25 Great Lakes Chemical Corporation Alkyl end-capped, halogenated polyethers
IL131124A0 (en) * 1999-07-26 2001-01-28 Bromine Compounds Ltd Flame retardants flame-retarded resin composition and processes for making the same
US20060189774A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Agency For Science, Technology And Research Modifiable polyunsaturated polymers and processes for their preparation
US8084511B2 (en) * 2007-03-08 2011-12-27 Chemtura Corporation Flame retardants for use in styrenic foams
US20080269416A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-30 Timberlake Larry D Flame retardant halogenated polymer compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Virgil Percec and Brian C. Auman.Functional polymers and sequential copolymers by phase transfer catalysis, 1, Alternating block copolymers of unsaturated polyethers and aromatic poly(ether su1fone)s.《Die Makromolekulare Chemie》.1984,第185卷(第4期),617-627. *

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