[发明专利]一种合成溴化聚苯乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种合成溴化聚苯乙烯的方法，在氮气保护条件下，聚苯乙烯的二氯乙烷溶液与一定量的催化剂、自由基抑制剂混合均匀，再滴加溴素，控制其滴加时间、滴完后温度，后进行保温反应，保温反应结束后进行后处理得到粗品，粗品干燥至恒重得到产品溴化聚苯乙烯。本发明的合成溴化聚苯乙烯的方法具有工艺简单，易控制，所合成的溴化聚苯乙烯具有高稳定性、高溴含量、低色度，分子量分布窄。

技术领域

本发明属于高分子溴系阻燃剂制备技术领域，具体涉及一种合成溴化聚苯乙烯的方法。

背景技术

国外对溴化聚苯乙烯的研究和应用较早，合成工艺较为成熟，20世纪80年代美国Ferro公司和Great Lake公司率先实现了溴化聚苯乙烯的工业化生产。Great Lake公司是以苯乙烯为原料，将其溴化制得溴化苯乙烯单体，然后将单体聚合得到的是聚溴化苯乙烯（PBS），美国专利5369202提供了其聚溴化苯乙烯商品PDBS-80的合成方法。Great Lake公司的合成路线是先溴化再聚合，这样避免了溴化剂在主链上的卤代反应，因而制得的聚溴化苯乙烯的热稳定性极佳，作为阻燃剂与被阻燃基材熔融共混时，基本不会释放出腐蚀性的卤化氢气体，不会对操作人员和操作设备造成损害；且聚溴化苯乙烯产品色泽优良、白度高，作为一种添加剂，其颜色越浅，则应用范围越广泛；另外可以通过先制得溴化苯乙烯单体，然后与具有其他官能团的单体共聚，以改善共聚物与某些树脂的相容性，提高流动性，并防止材料起泡。

但上述合成路线的缺点在于：（1）合成路线过长，合成工艺复杂，对生产设备的要求较高，导致产品成本上升，生产周期较长，降低了其市场竞争力；（2）三溴苯乙烯单体的反应活性很高，使得聚合反应难以控制，因而一般采用二溴苯乙烯用于聚合，导致聚合后产品溴含量不高，为60%左右，要达到相同的阻燃效果，需要添加更多的量，对被阻燃材料的原有性能有更大影响，也增加了阻燃成本。

另外，现有溴化聚苯乙烯的合成方法中采用聚苯乙烯与溴反应，除苯环上发生的溴取代反应外，还可能与主链上的叔碳原子上的活泼氢发生取代反应，由于键能较低，该副产物在温度稍高的环境下极易发生断链，导致溴化后的聚苯乙烯分子量变小，分布变宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成溴化聚苯乙烯的方法，工艺简单，成本低，易控制，所合成的溴化聚苯乙烯具有高稳定性、高溴含量、低色度、分子量分布窄。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种合成溴化聚苯乙烯的方法，包括以下步骤：

（1）在四口烧瓶中加入聚苯乙烯的二氯乙烷溶液，采用氮气置换四口烧瓶中的空气。

（2）再向四口烧瓶中加入催化剂，降温至-5～20℃，后加入自由基抑制剂。

（3）滴加溴素0.5～2小时，溴素滴加结束后温度调至0~20℃，保温时间0.5~3小时。

（4）保温结束后加入少量的亚硫酸钠溶液破坏残留的溴素，再将有机层进行碱洗、水洗至中性，有机层滴加进入沸水中脱除溶剂，得到粗品，粗品干燥至恒重得到产品。

其中，步骤（1）中所述聚苯乙烯的二氯乙烷溶液的水分低于200ppm，步骤（2）和步骤（3）中均通入干燥氮气保护。

优选的，步骤（1）中所述聚苯乙烯的二氯乙烷溶液中聚苯乙烯的含量为5%。

优选的，步骤（2）中催化剂为三卤化铝、三卤化锑中的一种或两种，催化剂的加入量为以聚苯乙烯重量的1%~10%。

更优选的，所述三卤化铝为三氯化铝或三溴化铝，三卤化锑为三氯化锑。

优选的，步骤（2）中所述自由基抑制剂为二丁基羟基甲苯（BHT）或2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)。

优选的，步骤（2）中所述温度为0℃。