[发明专利]一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物及制备方法

说明书

本发明涉及一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物及制备方法，解决了现有生产工艺存在的产品分子量低，溴含量不足，产品性能较差，合成工艺复杂，溶剂回收困难，影响阻燃性能且污染环境的技术问题。本发明提供一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物，其依次包括以下步骤：将液溴与季铵盐配制成溴化季铵盐溶液，与苯乙烯丁二烯聚合物进行溴化反应得到脂肪链溴化物；将脂肪链溴化物与溴化剂在催化剂作用下进行溴化反应得到芳香族溴化产物；后处理得芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物。本发明广泛应用于阻燃剂合成技术领域。

技术领域

本发明涉及阻燃剂合成技术领域，具体地说是一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物及制备方法。

背景技术

经过多年使用发现，六溴环十二烷是一种持久性有机污染物(POPs)，已经被欧盟ROHS指令确立为管控物质；UNEP/PCPS/COP.1/26(联合国环境计划署2010三报月告)。其具有很强的生物积累性和生物放大作用，有数据表明对人类内分泌系统和生殖系统具有毒性危害。2013年联合国《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》投票一致通过一项禁令：在全球范围内禁止使用六溴环十二烷(HBCD)，该条例已经在美国、欧盟及日本实施。

2013年9月24日，美国环境保护局(EPA)根据环境设计(DFE)项目颁布了阻燃剂六溴环十二烷(HBCD)替代物的报告草案。明确将溴化苯乙烯丁二烯聚合物作为六溴环十二烷最佳替代品。

就目前而言，现有合成工艺，采用溴素在高温条件下直接一步溴化，存在产品不能精准溴化，仅实现了脂肪链上的溴化，产品性能较差(溴含量为63％左右，5％热失重仅为245℃，软化点110℃左右)，相对分子质量较低，生产能耗高等一系列关键技术难题。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景技术中的不足，提供了一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物及其制备方法。

为此，本发明提供了一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物，高分子聚合物是由苯乙烯丁二烯聚合物二段溴化制得，其分子结构通式表示为：

(C₈H_3+mBr_n)_x.(C₄H₆Br₂)_y.(C₄H₆Br₂)_z.(C₈H_3+mBr_n)_x

分子结构中同时存在脂肪溴及芳香溴，分子结构中x为苯乙烯结构单元数；y为1,4-丁二烯结构单元数；z为1,2-丁二烯结构单元数；m值为0～4；n值为1～5。

本发明同时提供了一种芳香族及脂肪链共同溴化的高分子聚合物的制备方法，具体步骤包括如下：

(1)脂肪链溴化：向有机溶剂中加入苯乙烯丁二烯聚合物，搅拌溶解，将液溴及季铵盐在有机溶剂中配制成溴化季铵盐溶液备用，控制反应温度，将预先配制好的溴化季铵盐溶液倾入苯乙烯丁二烯聚合物溶液中进行一段溴化反应，向反应液中加入水，水洗回收季铵盐，循环使用，有机层经干燥剂除水干燥后备用；

(2)芳香族溴化：向步骤(1)脂肪链溴化完成的有机层中加入复合催化剂和溴化剂，控制反应温度，进行二段溴化反应；

(3)后处理：向步骤(2)制得的高分子聚合物体系中加入还原剂除去残余溴，加入中和剂调节PH至中性，通过水蒸气汽提回收有机溶剂，分离得到粉末状高分子聚合物产品。

优选地，步骤(1)中，有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯苯中的一种或几种，有机溶剂与苯乙烯丁二烯聚合物的质量之比为(5～10):1。