CN103848983B - 一种溴代聚碳酸酯的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及溴系阻燃剂，公开了一种溴代聚碳酸酯的合成方法，包括以下步骤：在反应器中加入溶剂甲苯及原料四溴双酚A，将四溴双酚A溶解；在另一容器中加入溶剂甲苯、原料三光气及复合催化剂，开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应；向容器中加入有机溶剂及封端剂苯酚,搅拌溶解后将其加入反应器中进行封端；封端时间为1-1.5小时,封端温度为50-70℃；封端反应结束后，整个合成过程结束，析出产物。本发明流程短，操作简单，原料损耗小。因此，可以降低操作人员的工作强度，并明显降低生产成本。

Description

一种溴代聚碳酸酯的合成方法
技术领域
本发明涉及溴系阻燃剂，尤其涉及一种溴代聚碳酸酯的合成方法。
背景技术
溴代聚碳酸酯是溴系阻燃剂主要的品种之一，尤其对聚碳酸酯的阻燃占有极其重要的地位，在有较大需求量,但目前国内尚无工业化生产。
目前，溴代聚碳酸酯阻燃剂生产方法大多采用三光气（BTC）的界面反应法，如图2所示，但该生产方法有以下几点不足：（1）反应主原料之一的四溴双酚A（TBBPA，俗称八溴醚，是目前比较常见的一种溴类阻燃剂，由双酚A溴化制得）首先要在水相中与氢氧化钠反应生成溶于水的酚钠盐,另一原料三光气要溶于有机溶剂中,然后再将有机相加入水相中进行界面反应,由于光气极易水解,故界面反应必然消耗部分原料三光气，导致成本增加。（2）必须采用水洗的方法将反应中生成的氯化钠除去,因而必然产生一定量的含盐废水。（3）封端剂苯酚必须先在水相中与氢氧化钠反应生成酚钠盐，然后再与前面的反应产物进行封端，封端过程仍为非均相反应，传质阻力大，不利于反应的进行。（4）由于最终产品需要加入析出剂甲醇，导致甲醇、有机溶剂1,2-二氯甲烷或1,2-二氯乙烷、水形成较为复杂的混合溶剂，增加了溶剂回收的难度。
综上所述，这些现有工艺中存在的缺点直接导致操作流程繁琐，提高了操作人员的劳动强度，同时也造成产品的生产成本增加，直接影响了产品质量及竞争力。因此，改进溴代聚碳酸酯的生产方法对提高溴代聚碳酸酯的生产具有重要的经济及社会效益。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种溴代聚碳酸酯的合成方法，原料损耗小，操作流程简单，成本较低。
本发明采用以下技术方案：
一种溴代聚碳酸酯的合成方法，包括以下步骤：
步骤一：在反应器中加入溶剂甲苯及原料四溴双酚A，升温至50～70℃，将四溴双酚A溶解，备用，其中四溴双酚A与甲苯的质量比为1：4.3～1：6.0；
步骤二：在另一容器中加入溶剂甲苯、原料三光气及复合催化剂，开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应，反应生成副产物HCl气体,反应温度控制在50～70℃，反应时间为3～6小时；三光气与甲苯的质量比为1:4.0～1：6.0，催化剂的加入量为四溴双酚A质量的1～3%，三光气和四溴双酚A的质量比为1:4.5～1：4.8；
步骤三：将有机溶剂甲苯和封端剂苯酚搅拌溶解后加入反应器中进行封端，封端时间为1～1.5小时,封端温度为50～70℃，苯酚与有机溶剂的质量比为1:5.5～1：7.5，苯酚的加入量为四溴双酚A质量的5.5～6.5%；
步骤四：封端反应结束后，析出产物溴代聚碳酸酯。
作为优选，步骤二的HCl气体由微负压抽出并经水吸收后生成稀盐酸。
作为优选，步骤二的复合催化剂是质量比为2:1的改性丁基氯化铵和三乙胺的混合物。
作为优选，步骤四中加入与甲苯等量的甲醇将产物析出。
技术效果
采取本发明的合成方法与现有技术合成工艺相比有下几个方面的优势：
（1）本发明采用均相法进行生产,反应物处于同一相中,大大降低了传质阻力,有利于反应的进行，反应物三光气消耗量明显下降；另外,反应过程中采用了自制的复合催化剂，有效加速了反应。
（2）反应过程中产生的HCl经微负压抽出并经水吸收变成副产盐酸,避免了传统工艺中洗盐过程,因而不会产生含盐废水，合成过程更加环保。
（3）封端反应仍为均相反应,反应阻力小。
（4）合成过程简化，整个反应过程始终保持为无水系统,避免水洗，简化了产品精制及溶剂回收过程，降低了劳动强度；由于无水，降低了溶剂的分离难度的同时降低了分离成本。
本发明流程短，操作简单，原料损耗小，因此，可以降低操作人员的工作强度，并明显降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的生产流程示意图。
图2是现有技术的生产流程示意图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：在反应器中分别加入溶剂甲苯35kg及原料四溴双酚A（TBBPA）8.15kg,；升温至55℃，将四溴双酚A溶解。
步骤二：在另一容器中加入溶剂甲苯7.1kg、原料三光气（BTC）1.75kg及复合催化剂0.082kg。开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应。反应温度控制在55℃，反应时间为3.5小时。反应生成的HCl气体由微负压抽出并经水吸收后生成副产品稀盐酸。复合催化剂是质量比为2:1的改性丁基氯化铵和三乙胺的混合物。
步骤三：向容器中加入有机溶剂甲苯2.5kg及封端剂苯酚0.45kg，搅拌溶解后将其加入反应器中进行封端。封端时间为1.5小时,封端温度为55℃。
步骤四：封端反应结束后，整个合成过程结束。加入45kg甲醇将产物析出,析出的固体产物经过滤便得目的产品8.5kg。
实施例2
步骤一：在反应器中分别加入溶剂甲苯840kg及原料四溴双酚A（TBBPA）168kg,；升温至65℃，将四溴双酚A溶解。
步骤二：在另一容器中加入溶剂甲苯180kg、原料三光气（BTC）36kg及复合催化剂2kg。开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应。反应温度控制在65℃，反应时间为4.5小时。反应生成的HCl气体由微负压抽出并经水吸收后生成副产品稀盐酸。复合催化剂是质量比为2:1的改性丁基氯化铵和三乙胺的混合物。
步骤三：向容器中加入有机溶剂甲苯50kg及封端剂苯酚10kg，搅拌溶解后将其加入反应器中进行封端。封端时间为1.2小时,封端温度为65℃。
步骤四：封端反应结束后，整个合成过程结束。加入1000kg甲醇将产物析出,析出的固体产物经过滤便得目的产品177kg。
实施例3
步骤一：在反应器中分别加入溶剂甲苯100kg及原料四溴双酚A（TBBPA）18kg,；升温至70℃，将四溴双酚A溶解。
步骤二：在另一容器中加入溶剂甲苯22.5kg、原料三光气（BTC）3.8kg及复合催化剂0.5kg。开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应。反应温度控制在70℃，反应时间为5.5小时。反应生成的HCl气体由微负压抽出并经水吸收后生成副产品稀盐酸。复合催化剂是质量比为2:1的改性丁基氯化铵和三乙胺的混合物。
步骤三：向容器中加入甲苯8kg及封端剂苯酚1.1kg，搅拌溶解后将其加入反应器中进行封端。封端时间为1.5小时,封端温度为70℃。
步骤四：封端反应结束后，整个合成过程结束。加入130kg甲醇将产物析出,析出的固体产物经过滤便得目的产品19.1kg。

Claims (4)

1.一种溴代聚碳酸酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在反应器中加入溶剂甲苯及原料四溴双酚A，升温至50～70℃，将四溴双酚A溶解，备用，其中四溴双酚A与甲苯的质量比为1：4.3～1：6.0；
步骤二：在另一容器中加入溶剂甲苯、原料三光气及复合催化剂，开启搅拌，待上述混合物呈透明溶液后开始向反应器中滴加，进行合成反应，反应生成副产物HCl气体,反应温度控制在50～70℃，反应时间为3～6小时；三光气与甲苯的质量比为1:4.0～1：6.0，催化剂的加入量为四溴双酚A质量的1～3%，三光气和四溴双酚A的质量比为1:4.5～1：4.8；
步骤三：将有机溶剂甲苯和封端剂苯酚搅拌溶解后加入反应器中进行封端，封端时间为1～1.5小时,封端温度为50～70℃，苯酚与有机溶剂的质量比为1:5.5～1：7.5，苯酚的加入量为四溴双酚A质量的5.5～6.5%；
步骤四：封端反应结束后，析出产物溴代聚碳酸酯。
2.根据权利要求1所述的溴代聚碳酸酯的合成方法，其特征在于，步骤二的HCl气体由微负压抽出并经水吸收后生成稀盐酸。
3.根据权利要求1所述的溴代聚碳酸酯的合成方法，其特征在于，步骤二的复合催化剂是质量比为2:1的改性丁基氯化铵和三乙胺的混合物。
4.根据权利要求1所述的溴代聚碳酸酯的合成方法，其特征在于，步骤四中加入与甲苯等量的甲醇将产物析出。
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