[发明专利]含溴聚合物的制备及其作为阻燃剂的应用

说明书

本发明提供了一种制备含溴聚合物的方法，其包括五溴苄基卤化物与在其重复单元中含有一个或多个六元芳族环的聚合物反应物在至少一种Friedel‑Crafts催化剂存在下的Friedel‑Crafts烷基化反应。本发明还提供了由此形成的含溴聚合物，其具有附接到所述聚合物的六元芳族环的至少一部分上的‑CH₂C₆Br₅侧基，所述六元芳族环的碳环原子与所述‑CH₂C₆Br₅侧基的脂族碳键合。这些含溴聚合物可用作阻燃剂。

本发明提供了一类新颖的具有五溴苄基侧基的高分子量聚合物，其适合用作可燃材料(例如聚酰胺、聚丙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组合物)中的阻燃剂。

已知溴化化合物作为阻燃剂是高度有效的，并且在许多情况下它们构成降低合成材料的火灾风险的唯一切实可行的选择。需要开发新型聚合的高分子量溴化阻燃剂。据推测，溴化阻燃剂的分子量越高，其挥发性及其在活组织中生物累积的能力越低。

含有五溴苄基部分的低分子量化合物是本领域已知的。已报道丙烯酸五溴苄酯(EP 481126)、对苯二甲酸五溴苄酯(DE 33 20 333)和四溴邻苯二甲酸五溴苄酯(EP47866)可用于阻燃聚合物组合物中。此外，聚(丙烯酸五溴苄酯)用作可燃材料中的阻燃剂。在下文中，五溴苄基有时通过其分子结构描述：

或通过其分子式-CH₂C₆Br₅描述。

在共同转让的国际专利申请PCT/IL2014/000002(≡WO 2014/106841)中，使用五溴苄基卤化物作为低分子量芳族化合物诸如烷基取代的苯(例如，甲苯、二甲苯、乙基苯)和二苯基烷烃的Friedel-Crafts烷基化反应中的烷基化试剂。

我们现已发现，-CH₂C₆Br₅基团可通过基于亲电芳族C-烷基化(也称为Friedel-Crafts烷基化)的合成途径掺入含芳族环的聚合物中，以产生用作阻燃剂的溴富集聚合物。因此，本发明提供了包含呈侧链的形式(如在聚苯乙烯中)或作为其骨架链的部分(如在聚(苯基醚)中)的六元芳族环的聚合物，其特征在于-CH₂C₆Br₅侧基附接到该聚合物的所述六元芳族环的至少一部分上，其中碳环原子与所述-CH₂C₆Br₅侧基的脂族(苄基的)碳键合。本发明的含五溴苄基的聚合物具有高分子量，优选不小于1,800，例如不小于3,500(例如>6,000)，其溴含量优选不小于60％，它们不溶于水且它们对水解和/或分解也相当稳定。

应当注意，本发明还涉及具有两种或更多种不同类型的重复单元的共聚物，当然，前提条件是所述重复单元中的至少一个含有具有通过其苄基碳与所述至少一个重复单元中的芳族环的碳原子键合的-CH₂C₆Br₅侧基的芳族环。

本发明的聚合物分为两大类：(I)其中芳族环(带有-CH₂C₆Br₅部分)构成侧基的聚合物，和(II)其中芳族环(带有-CH₂C₆Br₅基团)构成部分聚合物骨架链的聚合物，分别由式I和II更具体地说明：