CN109879991B - 一步法合成溴化sbs的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一步法合成溴化SBS的生产工艺，它属于溴化SBS生产技术领域，包括步骤：将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为三甲基苯基三溴化铵，加入催化剂，所述催化剂为四氯化锡，溴化反应温度为10‑40℃，反应时间为2‑8h；将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。本发明在生产过程中加入溴素与少量三溴化物作为溴化剂，且通过加入适量的催化剂抑制了氢键取代反应，使其以加成反应为主，副反应减少，产品结构更稳定，提高了溴化SBS的热稳定，且此反应为一步法生产工艺，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及溴化SBS生产技术领域，具体涉及一步法合成溴化SBS的生产工艺。
背景技术
溴化SBS作为一种全新环保型溴系阻燃剂，相比六溴环十二烷，在机械加工方面更易定型，且溴化SBS在熔解混合物、注入成模、挤压泡沫工艺条件时，承受力非常小，几乎不热降解，工艺温度可以达到230℃以上，热稳定性较好，此外，其阻燃剂相容性好，不会对添加后的材料的机械性能等有负面影响，进而被美国环境保护署确定为阻燃剂六溴环十二烷的安全替代品。
现有的溴化SBS合成方法可供选择的溴化剂种类很多，但是仍存在一些问题，比如直接采用溴素作为溴化剂，溴素能量高，性质活泼，极易与SBS中的氢键发生取代反应，从而抑制了其与SBS中双键的加成反应，造成副反应增多，因其结构的不完善，进一步造成热失重降低，热稳定性变差；而在仅仅采用溴化剂反应时，其成本高，工艺步骤繁琐，往往反应就需要两步法，影响生产效率。此外，溴化反应迅速，反应程度较难控制，导致反应不完全，所得溴化SBS产品热稳定性差，无法满足使用需求，这些都限制了溴化SBS的大规模生产和普遍应用。
发明内容
对于上述技术问题，本发明提供一步法合成溴化SBS的生产工艺，在生产过程中加入溴素与少量的三溴化物作为溴化剂，且通过加入适量的催化剂抑制了其氢键取代反应，使其以加成反应为主，副反应减少，产品结构更稳定，提高了溴化SBS的热稳定性，且此反应为一步法生产工艺，简化了生产工艺，提高了生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一步法合成溴化SBS的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为三甲基苯基三溴化铵与苄基三甲基三溴化铵中的任意一种，加入催化剂，所述催化剂为四氯化锡、四氯化钛中的任意一种或者二种，溴化反应温度为10-40℃，反应时间为2-8h；
(2)将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。
优选的，所述有机溶剂为异丁醇与氯仿的混合溶剂，所述有机溶剂与所述SBS的质量比为10-1:1。
优选的，所述混合溶剂中异丁醇与氯仿的质量比为0.8-1.0:1。
优选的，所述溴化剂与稀释溴化剂的有机溶剂的体积比为1:1-8。
优选的，所述溴化剂与所述SBS的摩尔比为1-3:1，所述溴素与三溴化物的摩尔比为2：1。
优选的，所述催化剂的用量为所述SBS的0.1-1wt％。
本发明的有益效果表现在：
(1)本发明采用一步法生产工艺，在生产过程中加入溴素与少量的三溴化物，三溴化物起到一个中介的作用，比如三甲基苯基三溴化铵，其先与SBS反应得到溴化SBS和三甲基苯基溴化铵，生成的三甲基苯基溴化铵可以与溴素反应再生成三甲基苯基三溴化铵，在此过程中三甲基苯基溴化铵是循环使用的；
(2)采用溴素与三溴化物为溴化剂，比直接用溴素反应温和，因为溴素能量比较高，与SBS反应会发生取代反应，影响产品热失重，不耐高温，出现熔化、变色的现象；
(3)采用一步法生产工艺，采用一步容器，简化了生产工艺，提高生产效率；本发明选用的催化剂可以抑制取代反应，减少取代反应的发生，促进加成反应，提高产品热稳定性；
(4)本发明改变了之前的低温条件下反应，而采用常温反应，可以提高产品热失重，保证其色度，在高温下不容易熔化，达到使用要求，比如作为一种阻燃剂与高分子材料混合时，可以避免由于熔化太早，分解太快，塑料还没成型就熔化了的问题；
(5)本发明采用氯仿做溶剂，氯仿的沸点相对较低，由于沸点低更易抽滤，便于在后续的分离步骤中将反应完的物料进行抽滤时抽滤干净，分离完全；
(6)本发明是将反应完的物料熟化结束后对料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，避免使用有机溶剂，既保证分离洗涤完全，产品中夹带的会影响熔点的未溴化杂质完全除去，提高产品纯度，使产物熔点升高，又使溶剂消耗成本降低。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：
一步法合成溴化SBS的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为三甲基苯基三溴化铵，加入催化剂，所述催化剂为四氯化锡，溴化反应温度为10-40℃，反应时间为2-8h；
(2)将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。
所述有机溶剂为异丁醇与氯仿的混合溶剂，所述有机溶剂与所述SBS的质量比为10-1:1。所述混合溶剂中异丁醇与氯仿的质量比为0.8-1.0:1。所述溴化剂与稀释溴化剂的有机溶剂的体积比为1:1-8。所述溴化剂与所述SBS的摩尔比为1-3:1，所述溴素与三溴化物的摩尔比为2：1。所述催化剂的用量为所述SBS的0.1-1wt％。
实施例2：
一步法合成溴化SBS的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为苄基三甲基三溴化铵，加入催化剂，所述催化剂为四氯化钛，溴化反应温度为10-40℃，反应时间为2-8h；
(2)将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。
所述有机溶剂为异丁醇与氯仿的混合溶剂，所述有机溶剂与所述SBS的质量比为10-1:1。所述混合溶剂中异丁醇与氯仿的质量比为0.8-1.0:1。所述溴化剂与稀释溴化剂的有机溶剂的体积比为1:1-8。所述溴化剂与所述SBS的摩尔比为1-3:1，所述溴素与三溴化物的摩尔比为2：1。所述催化剂的用量为所述SBS的0.1-1wt％。
实施例3：
一步法合成溴化SBS的生产工艺，包括以下步骤：
(1)将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为三甲基苯基三溴化铵，加入催化剂，所述催化剂为四氯化锡、四氯化钛二种，溴化反应温度为10-40℃，反应时间为2-8h；
(2)将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。
所述有机溶剂为异丁醇与氯仿的混合溶剂，所述有机溶剂与所述SBS的质量比为10-1:1。所述混合溶剂中异丁醇与氯仿的质量比为0.8-1.0:1。所述溴化剂与稀释溴化剂的有机溶剂的体积比为1:1-8。所述溴化剂与所述SBS的摩尔比为1-3:1，所述溴素与三溴化物的摩尔比为2：1。所述催化剂的用量为所述SBS的0.1-1wt％。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将SBS用有机溶剂溶解，加入用有机溶剂稀释的溴化剂，所述溴化剂采用溴素与三溴化物的混合物，所述三溴化物为三甲基苯基三溴化铵与苄基三甲基三溴化铵中的任意一种，加入催化剂，所述催化剂为四氯化锡、四氯化钛中的任意一种或者二种，溴化反应温度为10-40℃，反应时间为2-8h；
(2)将上述反应结束后的料液依次进行脱色、水洗、结晶处理，然后将结晶物料倒入离心机内，离心后再进行水洗，经过滤，干燥后得到溴化SBS产品。
2.根据权利要求1所述的一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，所述有机溶剂为异丁醇与氯仿的混合溶剂，所述有机溶剂与所述SBS的质量比为10-1:1。
3.根据权利要求2所述的一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，所述混合溶剂中异丁醇与氯仿的质量比为0.8-1.0:1。
4.根据权利要求1所述的一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，所述溴化剂与稀释溴化剂的有机溶剂的体积比为1:1-8。
5.根据权利要求1所述的一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，所述溴化剂与所述SBS的摩尔比为1-3:1，所述溴素与三溴化物的摩尔比为2：1。
6.根据权利要求1所述的一步法合成溴化SBS的生产工艺，其特征在于，所述催化剂的用量为所述SBS的0.1-1wt％。
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