CN105102410B - 含溴芳族化合物的制备及其作为阻燃剂的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式Ar(‑CH2C6Br5)y的化合物，其中Ar表示包含一个或多个六元芳环的结构，并且‑CH2C6Br5表示五溴苄基基团，特征在于，所述六元芳环的至少一个碳原子与所述‑CH2C6Br5基团的苄型碳键合，其中表示所述化合物中的‑CH2C6Br5基团的数目的y不小于1。还公开了用于制备所述化合物的方法及其作为阻燃剂的用途。

Description

含溴芳族化合物的制备及其作为阻燃剂的应用
本发明提供一种新型类别的适合在聚合物(例如，聚酰胺、聚丙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组合物)中作为阻燃剂使用的含五溴苄基部分(moiety)的芳族化合物。
已知溴代化合物作为阻燃剂是高度有效的，并且在很多情形中它们构成了用于降低合成材料着火风险的仅有的可行选项。存在开发新的、高分子量的大分子溴代阻燃剂的需求。先决条件是溴代阻燃剂的分子量越大，其挥发性和其在活组织中生物蓄积的能力就越低。
含五溴苄基部分的低分子量化合物在本领域中是已知的。已经报道了丙烯酸五溴苄酯(EP 481126)、对苯二甲酸五溴苄酯(DE 3320333)和四溴邻苯二甲酸五溴苄酯(EP47866)在阻燃聚合物组合物中是有用的。此外，聚(丙烯酸五溴苄酯)在可燃性材料中作为阻燃剂使用。在下文中，五溴苄基基团有时借助其以下分子结构或其分子式-CH2C6Br5描述：
本发明提供含五溴苄基部分且具有高度令人满意的阻燃性质的新型化合物。这些化合物是利用在弗瑞德-克来福特催化剂的存在下不同的芳族化合物与五溴苄基卤化物特别是溴化物的亲电C-烷基化制备的。本发明的含五溴苄基基团的化合物具有高分子量(>1000)，其溴含量优选地不小于70％，其在水中是不溶的并且对于水解和/或分解也是稳定的。
本发明的化合物具有式Ar(-CH2C6Br5)y，其中Ar表示包含一个或多个六元芳环的结构，特征在于所述六元芳环的至少一个碳原子与-CH2C6Br5基团的苄型碳(benzylicgroup)键合，其中表示在本发明化合物中的-CH2C6Br5基团数目的y不小于1。
优选地，Ar包含一个六元芳环，或两个、优选非稠合的、六元芳环，并且y至少等于Ar中六元芳环的数目的两倍。应该注意，组成Ar的所述六元芳环的每一个可为取代的，例如被烷基所取代。当Ar由两个六元芳环组成时，则这些环可通过选自亚烷基链、-O-或-S-的桥连接，或者所述环可稠合在一起。
更特别地，本发明提供如由式(I)所示的包含多个五溴苄基部分的新型的芳族高分子量的大分子化合物和/或这样的化合物的混合物：
在式(I)中，R为H或者线性的或支化的脂族链，n独立地为从1至3的整数、优选2或3，m为0或1，使得n+m·n等于y，k为从1至3的整数，X＝空白(null)、O、S、线性的或支化的亚烷基例如包含1至10个碳原子的亚烷基基团。
本发明的化合物通过如下制备：使五溴苄基卤化物特别是五溴苄基溴化物(化学命名为1-(溴甲基)-2,3,4,5,6-五溴苯，并且下文中简写为PBBBr)与包含至少一个六元芳环的原料如以上所阐述的那样在合适的弗瑞德-克来福特催化剂(路易斯酸)例如AlCl3、ArBr3、GaCl3、FeCl3、SnCl4、SbCl3、ZnCl2、CuCl2和HF、优选AlCl3存在下反应。因此，本发明的另一方面是包括在弗瑞德-克来福特催化剂存在下五溴苄基卤化物与包含一个或多个六元芳环的反应物的弗瑞德-克来福特烷基化反应的方法。在如此形成的Ar(CH2C6Br5)y产物中，存在至少一个在芳环的碳原子和五溴苄基基团的苄型碳之间的键。
关于五溴苄基溴化物原料，其是能商购得到的并且由ICL-IP制造，或者可通过本领域中已知的方法(例如US 6,028,156和US 7,601,774)，按照涉及如下的合成路线制备：将甲苯例如在卤代溶剂中在路易斯酸催化剂例如AlCl3存在下使用单质溴进行芳族溴化，以形成五溴甲苯(本文简写为5-BT)，然后使用单质溴和自由基源例如偶氮二异丁腈将五溴甲苯在苄型碳处溴化，如以下方案所示(参见US 7,601,774)：
关于经历芳族取代反应即根据本发明的亲电C-烷基化的原料，它包含一个六元芳环，或两个、优选非稠合的、六元芳环。优选地，该反应物由式(II)表示：
在式(II)中，R为H或者线性的或支化的脂族链，m为0或1，k为从1至3的整数，X＝空白、O、S、线性的或支化的亚烷基例如包含1至10个碳原子的亚烷基基团。
式II的示例性原料包括：
甲苯，其中R＝CH3，k＝1，m＝0；
二甲苯，其中R＝CH3，k＝2，m＝0；
乙苯，其中R＝C2H5，k＝1，m＝0；
二苯基醚，其中R＝H，X＝O，m＝1；
二苯基甲烷，其中R＝H，X＝CH2，m＝1；以及
二苯基乙烷，其中R＝H，X＝(CH2)2，m＝1；
根据本发明的弗瑞德-克来福特烷基化反应通常在溶剂或溶剂混合物中、例如在卤代脂族烃中进行，所述卤代脂族烃优选地选自二氯甲烷、二溴甲烷(DBM)、溴氯甲烷和二氯乙烷(DCE)。适当地调节所述两种反应物之间的摩尔比以满足在六元芳环上的期望的取代度。通常，期望将不少于两个、并且优选三个-CH2C6Br5基团连接至所述原料中存在的各个六元芳环。所述催化剂例如AlCl3的量优选在0.5％(重量/重量)和2％(重量/重量)之间，相对于PBBBr的量。所述反应在无水条件下进行。
所述反应通常通过如下进行：将所述两种反应物在溶剂中在加热下组合以便容许PBBBr(和第二反应物，在其在室温下是固体的情形中)完全溶解，然后加入所述催化剂。所述弗瑞德-克来福特烷基化反应伴随着溴化氢的产生。然后，将反应混合物的温度提高至例如40℃～90℃，并且使所述反应达到完成。所述产物在反应介质中实质上不溶解，并且几乎立即沉淀。通常，反应时间为2至8小时。所述反应的结束通过PBBBr的完全消耗(其消失可通过气相色谱分析来确定)或者通过溴化氢放出的终止来指示。
因此，本发明还涉及五溴苄基卤化物在式II的反应物的弗瑞德-克来福特烷基化中作为烷基化试剂的用途。在优选的实施方式中，本发明提供包括在氯化铝存在下五溴苄基卤化物例如溴化物与选自甲苯、二甲苯、乙苯、二苯基醚、二苯基甲烷和二苯基乙烷的反应物的弗瑞德-克来福特烷基化反应的方法，其中所述五溴苄基溴化物和所述反应物之间的摩尔比至少等于所述反应物的六元芳环数目的两倍。
借助常规技术从反应混合物分离产物。将所述反应混合物用亚硫酸氢钠(SBS)溶液和水反复洗涤，从而破坏过量的催化剂。然后，将固体通过过滤从液相分离。然后，可将所述产物在二氯甲烷中在加热下处理(淤浆化)至少1小时，然后将该淤浆冷却并且通过过滤收集固体产物，并且任选地将其洗涤和干燥。
通常，根据本发明的芳族化合物与五溴苄基溴化物的弗瑞德-克来福特烷基化导致由若干种异构体和同系物[同系物是指同系列的Ar(CH2C6Br5)y，其中y＝1、2、3和更大，最大至3+3m，其中m+1为Ar中六元环的数目]组成的产物混合物的形成。可基于溴的百分比粗略地确定所述产物混合物的组成。因此，表示与所述六元芳环键合的五溴苄基基团的数目的变量y可以是非整数的数目，其表示所述产物混合物的五溴苄基取代的平均程度。例如，可控制甲苯与五溴苄基溴化物的弗瑞德-克来福特烷基化以得到具有例如约76％的高溴含量的产物，其对应于可被通过式C6H2.4(CH3)(CH2C6Br5)2.6识别的产物混合物，表明所述混合物中的主要同系物为C6H2(CH3)(CH2C6Br5)2，但是在所述混合物中还存在较低的同系物例如C6H3(CH3)(CH2C6Br5)2并且可能还有C6H4(CH3)(CH2C6Br5)。根据以下更加详细地描述的简化表示法(notation)，将所述化合物C6H2.4(CH3)(CH2C6Br5)2.6命名为三(五溴苄基)甲苯。然而，应该注意，下文报道的实验结果表明所得的产物混合物作为阻燃剂是有用的。鉴于反应得到的产物混合物表现出所述阻燃性质的事实，则不需要将该混合物分离成其单独组分。类似地，不需要控制反应条件来有利于一种单一的期望组分。通过改变反应条件，得到了含有最大限度的五溴苄基基团的产物。
在本发明的一种优选类别的Ar(CH2C6Br5)y化合物中，Ar为甲苯，该类别的化合物由式I表示，其中m＝0，R为CH3且k为1，即五溴苄基取代的甲苯，特别是三(五溴苄基)甲苯。
在本发明的另一种优选类别的Ar(CH2C6Br5)y化合物中，Ar选自二苯基醚、二苯基甲烷和二苯基乙烷；该类别的化合物由式I表示，其中m＝1且R为H。更具体地，该优选的类别在本文中也通过式III识别：
其中X选自-O-、-CH2-和-CH2-CH2-，所述化合物具有在(二苯基醚或二苯基烷烃部分的)芳环的碳原子和-CH2C6Br5基团的苄型碳之间的键，其中n1和n2独立地为1、2或3，并且优选2或3，使得所述化合物的溴含量优选不小于60％，例如在60～78重量％的范围内。更优选的是其中X为-CH2-CH2-、具有不小于70重量％例如在70～78重量％的范围内的溴含量的式III的化合物。本发明的特别优选的化合物在本文中表示为五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷。如上所解释的，式III的产物实际上由各种-CH2C6Br5同系物的混合物组成。在本文所使用的简化表示法中，混合物是根据表示每个分子的-CH2C6Br5基团的平均数目的同系物来命名的。例如，如果平均数目为4.0，则混合物被命名为四(五溴苄基)二苯基乙烷。每个分子的五溴苄基基团的平均数目通常会是带分数，在这种情形下经由余数化整(溢值凑整，excess rounding)将所述平均值取整，即到下一个整数。因此，术语五(五溴苄基)二苯基乙烷表示这样的混合物：其由五溴苄基取代的二苯基乙烷分子组成，在混合物中每个分子具有的五溴苄基基团的在4和5之间的平均数的五溴苄基基团(4<平均数≤5)。同样，术语六(五溴苄基)二苯基乙烷表示这样的混合物：其由五溴苄基取代的二苯基乙烷分子组成，在混合物中每个分子具有在5和6之间的平均数的五溴苄基基团(5<平均数≤6)。在命名本发明的化合物中使用的表示法类似于在命名ar-溴代的二苯基醚和二苯基乙烷中应用的常规表示法。
本发明的化合物作为在可燃性材料中的阻燃剂是有用的。相应地，本发明的另一方面是包括可燃性材料(例如聚合物)和式Ar(CH2C6Br5)y的本发明的新型化合物的阻燃配方(配制物)。特别地，将本发明的化合物在聚酰胺、聚丙烯共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中测试并且发现其表现出良好的活性。
本发明的配方包括阻燃有效量的本发明的新型Ar(CH2C6Br5)y化合物，并且特别是式I和III的化合物。塑料材料的可燃性特性是能根据由美国保险商实验室(Underwriterlaboratories)标准UL 94所规定的方法量化的。所述UL 94等级为V-0、V-1和V-2。被赋值以V-0等级的材料被认为是较不可燃的。包含至少5重量％、且优选10重量％的溴的根据本发明的聚合物组合物通常会满足UL 94垂直燃烧试验(全部溴含量由Ar(CH2C6Br5)y化合物提供)。
该聚合物配方中也可包括其它常规的添加剂。例如，在所述配方中还优选地存在能够与该新型Ar(CH2C6Br5)y阻燃剂协作用于阻碍所述聚合物的可燃性的无机化合物(典型地金属氧化物)。通常被视为“无机增效剂”的合适的无机化合物的优选实例是三氧化二锑。
可用本发明的新型Ar(CH2C6Br5)y化合物阻燃的示例性聚合物包括聚酰胺例如尼龙66[聚(六亚甲基己二酰二胺)]。因此，本发明的另一方面是包括如下的阻燃配方：聚酰胺；和本发明的阻燃剂，特别是式I或III的化合物，并且尤其是选自如下的化合物：五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷。
该基于聚酰胺的配方包含至少30％、例如在40％和70重量％之间的聚酰胺。该聚酰胺配方还包含增强填料，即玻璃纤维，其在它们使用之前典型地通过本领域中已知的方法被预涂覆以便改善它们与聚酰胺基体的相容性。玻璃纤维的这样的改性形式在市场上是可得到的，例如来自PPG的GF Chop Vantage 3660。所述玻璃纤维包括直径在2μ至20μ范围内的长丝，并且以长度在2至10mm、例如3至4.5mm范围内的段(碎片，piece)的形式应用。例如，用于对聚酰胺进行增强的玻璃纤维的主要成分是铝-硼硅酸盐；这样类型的玻璃称为E-玻璃。所述玻璃纤维的浓度为所述聚酰胺组合物的总重量的5％至40％。
除了聚酰胺、增强填料、式Ar(CH2C6Br5)y的含溴化合物和三氧化二锑外，本发明的聚酰胺配方还可以进一步包含润滑剂、抗氧化剂(例如，受阻酚或亚磷酸酯型的)、颜料、UV稳定剂和热稳定剂。以上列出的常规添加剂各自的浓度典型地在0.05～10重量％的范围内。
所述聚酰胺组合物通过将所述组分例如在共捏合机或双螺杆挤出机中熔融混合而制造，其中混合温度在200～300℃的范围内。例如，将聚酰胺、式Ar(CH2C6Br5)y的含溴阻燃剂和常规添加剂(玻璃纤维除外)干混，并且将该共混物进料至挤出机喉部(入口，throat)。所述玻璃纤维是最后添加的，即在下游添加。
下文报道的实验结果表明，本发明的新型Ar(CH2C6Br5)y化合物在降低聚丙烯共聚物的可燃性方面表现出良好的活性。因此，本发明的另一方面是包括如下的阻燃配方：聚丙烯共聚物或抗冲改性聚丙烯；和本发明的阻燃剂，特别是式I或III的化合物，并且尤其是选自如下的化合物：五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷。
所述聚丙烯配方优选以不小于50重量％(相对于所述配方的总重量)、例如50～80重量％的量包括聚丙烯共聚物。能够在本发明中使用的合适的聚丙烯抗冲共聚物可为包括第一嵌段(或相)和第二嵌段(或相)的嵌段共聚物的形式，所述第一嵌段(或相)基本上为聚丙烯均聚物组分，所述第二嵌段(或相)为乙烯-丙烯共聚物组分。聚丙烯抗冲共聚物借助在本领域中已知的条件下的序列聚合反应来制造。第一反应制造均聚物组分，和第二反应制造共聚物组分。因此，共聚物组分被化学地引入到均聚物组分的基体内。以嵌段共聚物形式的不同等级的聚丙烯抗冲共聚物是能商购得到的(以色列的Carmel Olefins，名称为SE 50E、TR50和SL50)。抗冲改性聚丙烯可通过将聚丙烯均聚物和橡胶混合来制备。
本发明的化合物可用于降低不含填料的或含有填料的基于聚丙烯的配方的可燃性。当使用填料例如滑石时，则其浓度优选在10～20重量％的范围内，相对于所述配方的总量。可引入所述聚丙烯配方中的其它添加剂如以上所阐述，例如三氧化二锑。
本发明的新型Ar(CH2C6Br5)y化合物在降低丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的可燃性方面也表现出良好的活性。因此，本发明的另一方面是包括如下的阻燃配方：ABS；和本发明的阻燃剂，特别是式I或III的化合物、尤其是选自如下的化合物：五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷。
本发明的ABS组合物优选包括不少于50重量％的ABS(相对于所述配方的总重量)，例如50～80重量％的ABS。在本发明的上下文中，术语ABS是指包括对应于(任选地取代的)苯乙烯、丙烯腈和丁二烯的结构单元的共聚物和三元共聚物，而不管所述聚合物的组成和制造方法。ABS的特性和组成例如描述于Encyclopedia of Polymer Science andEngineering,Volume 16,page72-74(1985)中。使用具有在1和50g/min之间的MFI(根据ISO1133在220℃/10kg下测得)的ABS。
根据本发明的ABS组合物还包括一种或多种防滴落剂(防滴剂，anti-drippingagent)例如聚四氟乙烯(简写为PTFE)，其优选的量为0.025～0.4重量％、更优选0.025～0.3重量％、并且甚至更优选0.05～0.2重量％。PTFE例如描述于US 6,503,988中。
可引入到所述ABS配方中的其它添加剂如上所阐述，例如三氧化二锑。特别地，本发明的化合物，特别是式III的化合物，并且尤其是五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷即使在少量三氧化二锑、例如相对于所述配方的总重量小于1.8重量％的Sb2O3存在下也在ABS中表现出优异的效用。包括如以上所识别的式III化合物和三氧化二锑并且其中式III化合物和三氧化二锑之间的重量比在5:1以上，并且优选在7:1以上的ABS配方形成本发明的另一方面。
以上所阐述的塑料配方容易通过本领域中已知的方法制备。将所述配方的各种成分根据它们各自的量一起共混。可将所述成分首先使用合适的混合机例如Henschel混合器干混。然后，可将所得的混合物例如通过使用双螺杆挤出机加工和配混以形成均匀的粒料。将所得到的粒料干燥，并且其适合于进料至制品成型过程，例如注塑。也可以应用其它共混和成型技术。由所述聚合物配方模制的制品形成本发明的另一方面。
实施例
实施例1
甲苯与PBBBr的反应
将DBM(200ml)、PBBBr(62.2g,0.11mol)和甲苯(3.7g,0.04mol)置于安装有机械搅拌器、温度计、冷凝器和N2进口的500ml烧瓶中。将混合物加热至70℃直至所述PBBBr已经溶解。添加AlCl3(0.7g,0.005mol)，并且HBr的剧烈形成开始。将所述混合物在80℃下加热6小时直至所述PBBBr消失(通过GC)。将反应混合物用水(3×120ml)和SBS(1.5ml,～28％水溶液)洗涤三次，对于每次洗涤花费20分钟。此后，将固体滤出并且在40℃下用DCM(2×200ml)再淤浆化1小时(每一次再淤浆化)。将反应混合物冷却至20℃，并且滤去固体且在150℃的烘箱中减压干燥24小时，得到42.7g，对应于基于PBBBr的～75％的产率。根据元素分析，溴含量为约76％(parabomb)，对应于每个甲苯分子～2.7个PBBBr分子。该实施例的产物通过式C6H2.3(CH3)(CH2C6Br5)2.7表示并命名为三(五溴苄基)甲苯。
实施例2
甲苯与PBBBr的反应
重复实施例1的程序，但是使用PBBBr(56.6g,0.1mol)、甲苯(4.6g,0.05mol)、AlCl3(2.8g,0.02mol)和作为溶剂的二氯乙烷(200ml)。产物的重量为49.5g，对应于～86％的产率，溴的含量为约75％。
实施例3
二苯基醚与PBBBr的反应
重复实施例1的程序，但是使用PBBBr(169.8g,0.3mol)、代替甲苯的二苯基醚(8.5g,0.05mol)、AlCl3(2.8g,0.02mol)。产物的重量为115.7g，对应于～75％的产率，溴的含量为约78％。
实施例4
二苯基甲烷与PBBBr的反应
重复实施例1的程序，但是使用PBBBr(68g,0.12mol)、代替甲苯的二苯基甲烷(3.3g,0.02mol)、AlCl3(1.4g,0.01mol)。产物的重量为41.8g，对应于～68％的产率，溴的含量为约77.4％。
实施例5
二苯基乙烷与PBBBr的反应
重复实施例1的程序，但是使用二苯基乙烷(3.65g,0.02mol)代替甲苯。产物的重量为35.6g，对应于～63％的产率，溴的含量为约77％。
实施例6
二苯基乙烷与PBBBr的反应
重复实施例5的程序，但是使用二氯乙烷作为溶剂。产物的重量为46.7g，对应于～83％的产率，溴的含量为约77％。所述产物为六(五溴苄基)二苯基乙烷。
实施例7
二苯基乙烷与PBBBr的反应
将DCE(1600ml)、PBBBr(805.6g,1.42mol)和二苯基乙烷(57.70g,0.317mol)置于安装有机械搅拌器、温度计、冷凝器和N2进口的2000ml玻璃反应器中。将混合物加热至70℃，并且在～3小时期间分批添加AlCl3(4.5g,0.17mol)。然后将所述混合物在65～75℃下加热另一小时直至所述PBBBr消失(通过GC)。将反应混合物用～60℃的水(3×1000ml)和SBS(20ml,～28％水溶液)洗涤三次，对于每次洗涤花费20分钟。此后，在40～50℃将固体滤去，用200ml的DCE洗涤，并且在150℃的烘箱中减压干燥20小时，得到738g，对应于～98％的产率。溴的含量为～75％。产物为五(五溴苄基)二苯基乙烷。
实施例8和9(本发明)以及10(对比)
聚酰胺66的V-0等级阻燃配方
将实施例1和7的产物作为尼龙组合物中的阻燃剂(FR)根据下文描述的程序进行测试。出于对照的目的，还测试了市售的聚合物阻燃剂FR-803P。
用于制备组合物的成分
将用于制备尼龙组合物的材料列于表1中：
表1
组合物和试样的制备
在具有L/D＝32的双螺杆同向旋转挤出机ZE25(Berstorff)中进行配混。在Startorius半分析天平上称取PA 66粒料(其在真空烘箱中在80℃下干燥过夜)、阻燃剂、Acrawax C、Irganox B1171和硬脂酸钙，然后在塑料袋中手动混合。然后，将该共混物经由进料器N° 1进料。将玻璃纤维经由进料器N° 3进料，经由侧向(横向，lateral)进料器到达挤出机的第5段。配混条件示于表2中。将挤出的线料(拉条，strand)在水浴中冷却并且造粒。所得到的粒料在80℃下真空干燥过夜。
表2
参数 单位 设定值 读取值
进料区温度(T1) ℃
T2 ℃ 250 234-256
T3 ℃ 270 269-285
T4 ℃ 270 259-287
T5 ℃ 270 267-270
T6 ℃ 270 262-279
T7(排气) ℃ 275 265-286
T8 ℃ 275 268-293
T9 ℃ 280 264-281
熔体温度 ℃ 260-281
螺杆速度 RPM 300
进料速率 Kg/h 12
使用来自Arbrug的Allrounder 500-150将经干燥的粒料注塑成1.6厚的试样。所述注塑的条件列于以下表3中：
表3
参数 单位 设定值
T1(进料区) ℃ 240
T2 ℃ 260
T3 ℃ 285
T4 ℃ 290
T5(喷嘴) ℃ 295
模具温度 ℃ 90
注射压力 巴 1300
保持压力 巴 700-900
背压 巴 10
注射时间 秒 40
保持时间 秒 6
冷却时间 秒 1
注射速度 ccm/秒 50
将所述试样在23℃下调理(条件适应，condition)至少48小时，并且然后使其经历以下概述的测试。
测试
可燃性测试
根据美国保险商实验室标准UL 94，对1.6mm厚的试样施加垂直燃烧而进行可燃性测试。
机械性质
使用根据ASTM D-256的悬臂梁缺口测试、使用摆锤式冲击试验机5102型(Zwick)测量冲击强度；在Zwick/Roell z010材料测试机中根据ASTM D-638(使用2型哑铃，测试速度为5mm/分钟)测量拉伸性能(拉伸强度、拉伸模量、屈服伸长率和断裂伸长率)。
热性质
HDT(热变形温度；这是在特定负荷下聚合物样品变形时的温度)是根据ASTM D-648-72使用18.5kg/cm2的负荷和2℃/分钟的加热速率测得的；MFI(熔体流动指数)是根据ASTM D1238测得的。所测试的组合物和结果在表4中列出。
表4
实施例11-13
聚丙烯抗冲共聚物的V-2和V-0等级阻燃配方
将实施例7的产物五(五溴苄基)二苯基乙烷根据以下描述的程序在聚丙烯抗冲共聚物的组合物中进行测试。
用于制备组合物的成分
用于制备聚丙烯组合物的材料列于表5中：
表5
组合物和试样的制备
将所述成分预混合，并且经由定体积进料器#2进料至来自Berstorff的具有L/D＝32的双螺杆同向旋转挤出机的端口。具体条件示于表6中：
表6
参数 单位 设定值
螺杆 中等剪切A
进料区温度(T1) ℃ 没有加热
T2 ℃ 160
T3 ℃ 180
T4 ℃ 200
T5 ℃ 200
T6 ℃ 210
T7 ℃ 210
T8 ℃ 220
T9 ℃ 230
螺杆速度 RPM 350
进料速率 Kg/h 15
将所制造的线料在来自Accrapak Systems Ltd.的造粒机750/3中进行造粒。将所得到的粒料在80℃循环空气烘箱中干燥3小时。使用来自Arburg的Allrounder 500-150如表7中所列那样将经干燥的粒料注塑成试样。
表7
参数 单位 设定值
T1(进料区) ℃ 50
T2 ℃ 220
T3 ℃ 220
T4 ℃ 220
T5(喷嘴) ℃ 230
模具温度 ℃ 40
注射压力 巴 600
保持压力 巴 450
背压 巴 60
保持时间 秒 5
冷却时间 秒 18
合模力 kN 500
填充体积(份) ccm 38
注射速度 ccm/秒 30
将所述样品在23℃下调理一周，并且然后使其经历如下概述的测试。
测试
可燃性测试
根据美国保险商实验室标准UL 94，对1.6mm厚的样品施加垂直燃烧而进行可燃性测试。
机械性质
使用根据ASTM D-256的悬臂梁缺口测试、使用摆锤式冲击试验机5102型(Zwick)测量冲击强度；在Zwick/Roell z010材料测试机中根据ASTM D-638(使用2型哑铃，测试速度为5mm/分钟)测量拉伸性能(拉伸强度、拉伸模量、屈服伸长率和断裂伸长率)。
热性质
HDT(热变形温度；这是在特定负荷下聚合物样品变形时的温度)是根据ASTM D-648-72使用1820kPa的负荷和120℃/小时的加热速率测得的；仪器为来自Davenport,Lloydinstruments的HDT/Viact-plus。MFI(熔体流动指数)是根据ASTM D1238(230℃/2.16kg)测得的；仪器为来自Thermo Hake的Meltflixer 2000。所测试的组合物和结果在表8中列出。
表8
实施例14
ABS的V-0等级阻燃配方
将实施例7的产物五(五溴苄基)二苯基乙烷根据以下描述的程序在ABS的组合物中进行测试。
用于制备组合物的成分
用于制备ABS组合物的材料列于表9中：
表9
组合物和试样的制备
在来自Berstorff的具有L/D＝32的双螺杆同向旋转挤出机ZE25中进行配混。具体条件示于表10中。
表10
参数 单位 设定值
螺杆 中等剪切A
进料区温度(T1) ℃ 没有加热
T2 ℃ 180
T3 ℃ 200
T4 ℃ 210
T5 ℃ 210
T6 ℃ 210
T7 ℃ 220
T8 ℃ 230
T9 ℃ 240
螺杆速度 RPM 350
进料速率 Kg/h 15
将所制造的线料在来自Accrapak Systems Ltd.的造粒机750/3中进行造粒。将所得到的粒料在80℃循环空气烘箱中干燥3小时。使用来自Arburg的Allrounder 500-150如表11中所列那样将经干燥的粒料注塑成试样。
表11
参数 单位 设定值
T1(进料区) ℃ 210
T2 ℃ 215
T3 ℃ 220
T4 ℃ 230
T5(喷嘴) ℃ 230
模具温度 ℃ 40
注射压力 巴 900
保持压力 巴 800
背压 巴 50
保持时间 秒 7
冷却时间 秒 10
合模力 kN 500
填充体积(份) ccm 38
注射速度 ccm/秒 25
将所述样品在23℃下调理一周，并且然后使其经历如下概述的测试。
测试
可燃性测试
根据美国保险商实验室标准UL 94，对1.6mm厚的样品施加垂直燃烧而进行可燃性测试。
机械性质
根据ASTM D-256-81使用悬臂梁缺口测试测量冲击强度；在Zwick/Roell z010材料测试机中根据ASTM D-638-95(v＝50mm/分钟)测量拉伸性能(拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率)。
热性质
HDT是根据ASTM D-648-72用1820kPa的负荷和120℃/小时的加热速率测得的；仪器为来自Davenport,Lloyd instruments的HDT/Viact-plus。MFI(熔体流动指数)是根据ASTM D1238(200℃/5kg)测得的；仪器为来自Thermo Hake的Meltflixer 2000。所测试的组合物和结果在表12中列出。
表12

Claims (12)

1.式Ar(-CH2C6Br5)y的化合物，其中Ar表示包含一个或两个非稠合的六元芳环的结构，并且-CH2C6Br5表示五溴苄基基团，特征在于，所述六元芳环的至少一个碳原子与所述-CH2C6Br5基团的苄型碳键合，其中表示所述化合物中的-CH2C6Br5基团的数目的y至少等于在Ar中的所述六元芳环的数目的两倍，且其中所述化合物为式(I)的化合物：
其中，R为H或者线性的或支化的脂族链，n独立地为从1至3的整数，m为0或1，使得n+m·n等于y，k为从1至3的整数，X＝空白、包含1至10个碳原子的亚烷基基团、O或S。
2.根据权利要求1的化合物，其中m＝0，R为CH3且k为1，使得所述化合物为五溴苄基取代的甲苯。
3.根据权利要求2的化合物，其为三(五溴苄基)甲苯。
4.根据权利要求1的化合物，其中m为1且R为H，所述化合物由式III表示：
其中X选自-O-、-CH2-和-CH2-CH2-，所述化合物具有在芳环的碳原子和-CH2C6Br5基团的苄型碳之间的键，其中n1和n2独立地为1、2或3。
5.根据权利要求4的化合物，其具有不小于60重量％的溴含量。
6.根据权利要求4的化合物，其中X为-CH2-CH2-，所述化合物具有不小于70重量％的溴含量。
7.根据权利要求6的化合物，其选自五(五溴苄基)二苯基乙烷和六(五溴苄基)二苯基乙烷。
8.包含两种或更多种如在前述权利要求任一项中所定义的化合物的混合物。
9.阻燃组合物，包括可燃性聚合物和根据权利要求1至8中任一项的化合物或所述化合物的混合物。
10.根据权利要求9的阻燃组合物，其中所述可燃性聚合物为聚酰胺。
11.根据权利要求9的阻燃组合物，其中所述可燃性聚合物为聚丙烯共聚物或抗冲改性聚丙烯。
12.根据权利要求9的阻燃组合物，其中所述可燃性聚合物为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。
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