本發(fā)明涉及阻燃劑技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法。
背景技術(shù):
多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物是一種添加型阻燃劑,含溴、氮的耐遷移阻燃劑,熱穩(wěn)定性好,存在著溴、氮協(xié)同效應(yīng),有抑煙作用,具有用量小,對(duì)基材性能影響小,耐老化、耐光性好,克服了原材料不能回收利用的缺點(diǎn),是綠色新型環(huán)保阻燃劑,彌補(bǔ)了十溴聯(lián)苯醚耐光性差、顏色發(fā)黃的特點(diǎn),是十溴聯(lián)苯醚的升級(jí)換代產(chǎn)品。適用于聚苯乙烯、高苯乙烯、ABS、環(huán)氧樹(shù)脂、彈性體等膠黏劑和密封劑,是一種使用范圍廣泛的廣譜添加型阻燃劑,其溴含量高,熱穩(wěn)定性好,抗紫外線性能佳,較其他溴系阻燃劑的滲出性低;特別適用于生產(chǎn)電腦、傳真機(jī)、電話機(jī)、復(fù)印機(jī)、家電等的高檔材料的阻燃。
專(zhuān)利號(hào)為200710049272.0的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物的制備方法,將反應(yīng)原料三聚氯氰、多溴苯酚、相轉(zhuǎn)移催化劑按照1∶2.5~3.1∶0.01~0.1的摩爾配比取量、與適量有機(jī)溶劑一并加入到一個(gè)反應(yīng)器中,攪拌并冷卻到10℃以下;取與多溴苯酚等摩爾量的氫氧化鈉配制成重量百分濃度為5%~30%的氫氧化鈉水溶液、滴加到所述反應(yīng)器中,滴加過(guò)程中維持體系溫度不超過(guò)10℃;滴加完畢,加熱反應(yīng)物料至30℃~60℃再反應(yīng)1H~5H;然后蒸餾除去溶劑,冷卻、過(guò)濾,過(guò)濾得到的固體經(jīng)洗滌、烘干即制得產(chǎn)品。本發(fā)明采用“一鍋合成”方法,操作簡(jiǎn)便,污染減少,溶劑可回收反復(fù)使用,成本降低,適用于工業(yè)化生產(chǎn)。但是,實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),得到的產(chǎn)品結(jié)晶程度較差、收率低,熱穩(wěn)定性不高、分散性不夠穩(wěn)定。
因此,開(kāi)發(fā)一種新多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,不但具有迫切的研究?jī)r(jià)值,也具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)應(yīng)用潛力,這正是本發(fā)明得以完成的動(dòng)力所在和基礎(chǔ)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述所指出的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行了深入研究,在付出了大量創(chuàng)造性勞動(dòng)后,從而完成了本發(fā)明。
具體而言,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,以提高產(chǎn)品的性能。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,加入催化劑,低溫滴加縛酸劑1,滴加完畢后進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,后加入縛酸劑2進(jìn)行保溫反應(yīng);
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S1中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S1中,所述催化劑采用聚醚或者環(huán)狀冠醚類(lèi),其用量為三聚氯氰質(zhì)量的0.5%-5%。所述聚醚或者環(huán)狀冠醚類(lèi)包括聚乙二醇、四聚乙二醇二烷基醚、18冠6、15冠5的一種或者幾種。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S1中,所述有機(jī)溶劑采用二氯乙烷、氯仿、四氯化碳的一種或者幾種。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S1中,所述縛酸劑1為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的一種或者幾種,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為1-2:1。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S1中,低溫滴加溫度為-5℃~0℃,保溫反應(yīng)的溫度為0~25℃。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S2中,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S2中,所述分散劑為OP-10、脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者幾種,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的2%-5%。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S2中,縛酸劑2采用三乙胺、乙二胺的一種或者二種,其用量與三溴苯酚的摩爾比為1-2:1;
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S2中,滴加縛酸劑2的溫度為10~25℃,保溫溫度為60~100℃。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S3中,所述乳化劑為甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、雙甘油聚丙二醇醚、硬脂酸聚氧乙烯酯中的一種或者幾種,其用量為加入水質(zhì)量的2-5%。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S3中,加入水和乳化劑后在75℃下蒸餾。
本發(fā)明中,作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟S3中,升溫至100℃蒸除有機(jī)溶劑。
采用了上述技術(shù)方案后,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用四溴雙酚A、三聚氯氰和三溴苯酚作為原料,在縛酸劑的作用下形成高官能團(tuán)的大分子結(jié)構(gòu)。在第一步反應(yīng)過(guò)程中采用相轉(zhuǎn)移催化劑,提高了反應(yīng)效率,使得產(chǎn)品更有效的進(jìn)行反應(yīng),采用廉價(jià)的堿作為縛酸劑1,促進(jìn)第一步反應(yīng)正常有序的進(jìn)行。在第二步反應(yīng)過(guò)程中,由于不相容的二相進(jìn)行反應(yīng),選擇特定種類(lèi)的分散劑使其混合成一相進(jìn)行反應(yīng),由于在第一步反應(yīng)中,分子結(jié)構(gòu)骨架大,發(fā)明人在大量反復(fù)的試驗(yàn)中選擇堿性更強(qiáng)的胺類(lèi)作為縛酸劑2進(jìn)行快速有序的反應(yīng),保證分子結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。在第三步反應(yīng)過(guò)程中,采用水和乳化劑進(jìn)行蒸餾,使其形成混溶的一相進(jìn)行蒸餾,使得產(chǎn)品的結(jié)晶程度高,熱穩(wěn)定性高,產(chǎn)品分散性更好更穩(wěn)定。
綜上所述,本發(fā)明以四溴雙酚A、三聚氯氰和三溴苯酚為主要原料,采用不同種類(lèi)的縛酸劑和催化劑,以及采用了全新的生產(chǎn)工藝的操作步驟,反應(yīng)收率最高可達(dá)95%以上,成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、反應(yīng)條件溫和、易于控制,產(chǎn)品純度高,熱穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。但這些例舉性實(shí)施方式的用途和目的僅用來(lái)例舉本發(fā)明,并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)際保護(hù)范圍構(gòu)成任何形式的任何限定,更非將本發(fā)明的保護(hù)范圍局限于此。
實(shí)施例一
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8,有機(jī)溶劑采用二氯乙烷,加入催化劑,所述催化劑采用聚醚或者環(huán)狀冠醚類(lèi),本實(shí)施例中選擇為聚乙二醇,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的0.5%,在-5℃下低溫滴加縛酸劑1,所述縛酸劑1為碳酸鈉,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為1:1,滴加完畢后在0℃下進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7,所述分散劑為OP-10,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的2%,后在10℃下滴加縛酸劑2,然后在60℃下進(jìn)行保溫反應(yīng),縛酸劑2采用三乙胺,其用量與三溴苯酚的摩爾比為1:1;
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,所述乳化劑為甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯,其用量為加入水質(zhì)量的2%,在75℃下蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
檢測(cè)表明,產(chǎn)品純度為93.5%,收率為94.7%,起始分解溫度為295℃,產(chǎn)品分解50%的溫度為435℃,成炭量為33.5%、分散性較好。
實(shí)施例二
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8,有機(jī)溶劑采用二氯乙烷、氯仿、四氯化碳混合物,加入催化劑,所述催化劑采用聚乙二醇、四聚乙二醇二烷基醚的混合物,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的5%,在0℃下低溫滴加縛酸劑1,所述縛酸劑1為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的混合物,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為1:2,滴加完畢后在25℃下進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7,所述分散劑為OP-10、脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸鈉的混合物,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的5%,后在25℃下滴加縛酸劑2,然后在100℃下進(jìn)行保溫反應(yīng),縛酸劑2采用三乙胺、乙二胺的混合物,其用量與三溴苯酚的摩爾比為2:1;
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,所述乳化劑為甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯、雙甘油聚丙二醇醚、硬脂酸聚氧乙烯酯的混合物,其用量為加入水質(zhì)量的5%,在75℃下蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
檢測(cè)表明,產(chǎn)品純度為94.1%,收率為94.9%,起始分解溫度為296℃,產(chǎn)品分解50%的溫度為437℃,成炭量為34.1%、分散性較好。
實(shí)施例三
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8,有機(jī)溶劑采用氯仿,加入催化劑,所述催化劑采用四聚乙二醇二烷基醚,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的2.5%,在-3℃下低溫滴加縛酸劑1,所述縛酸劑1為氫氧化鈉,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為1.5:1,滴加完畢后在10℃下進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7,所述分散劑為脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯的混合物,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的3%,后在20℃下滴加縛酸劑2,然后在80℃下進(jìn)行保溫反應(yīng),縛酸劑2采用乙二胺,其用量與三溴苯酚的摩爾比為1.5:1;
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,所述乳化劑為甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯,其用量為加入水質(zhì)量的3%,在75℃下蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
檢測(cè)表明,產(chǎn)品純度為94.6%,收率為95.7%,起始分解溫度為295℃,產(chǎn)品分解50%的溫度為436℃,成炭量為34.3%、分散性較好。
實(shí)施例四
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8,有機(jī)溶劑采用四氯化碳,加入催化劑,所述催化劑采用18冠6醚,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的1.5%,在-2℃下低溫滴加縛酸劑1,所述縛酸劑1為碳酸氫鈉,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為1:1,滴加完畢后在0℃下進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7,所述分散劑為脂肪醇醚磷酸酯、酚醚磷酸酯的混合物,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的4%,后在10℃下滴加縛酸劑2,然后在100℃下進(jìn)行保溫反應(yīng),縛酸劑2采用三乙胺,其用量與三溴苯酚的摩爾比為2:1;
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,所述乳化劑為雙甘油聚丙二醇醚,其用量為加入水質(zhì)量的5%,在75℃下蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
檢測(cè)表明,產(chǎn)品純度為93.4%,收率為94.9%,起始分解溫度為292℃,產(chǎn)品分解50%的溫度為434℃,成炭量為32%、分散性較好。
實(shí)施例五
一種多溴苯氧基取代的均三嗪阻燃性化合物合成方法,包括如下步驟:
S1、將四溴雙酚A與三聚氯氰加入到有機(jī)溶劑中,四溴雙酚A與三聚氯氰的摩爾比為7:8,有機(jī)溶劑采用二氯乙烷、氯仿的混合物,加入催化劑,所述催化劑采用四聚乙二醇二烷基醚,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的5%,在0℃下低溫滴加縛酸劑1,所述縛酸劑1為碳酸氫鈉,縛酸劑1與四溴雙酚A的摩爾比為2:1,滴加完畢后在25℃下進(jìn)行保溫反應(yīng);
S2、保溫反應(yīng)結(jié)束后,加入三溴苯酚與分散劑,所述三溴苯酚加入量與三聚氯氰的摩爾比為10:7,所述分散劑為酚醚磷酸酯、十二烷基苯磺酸鈉的混合物,其用量為三聚氯氰質(zhì)量的5%,后在25℃下滴加縛酸劑2,然后在60℃下進(jìn)行保溫反應(yīng),縛酸劑2采用乙二胺,其用量與三溴苯酚的摩爾比為1:1;
S3、保溫反應(yīng)結(jié)束后,水洗除去鹽分,將有機(jī)層加入水和乳化劑,所述乳化劑為甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯和硬脂酸聚氧乙烯酯的混合物,其用量為加入水質(zhì)量的5%,在75℃下蒸餾,再降溫至室溫,加入晶種,待大量固體析出后,繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑,抽濾、烘干得到產(chǎn)品。
檢測(cè)表明,產(chǎn)品純度為93.1%,收率為95.1%,起始分解溫度為295℃,產(chǎn)品分解50%的溫度為433℃,成炭量為33.4%、分散性較好。
實(shí)施例6
向2000ml的四口瓶中加入800g氯仿,6g聚乙二醇,273.3g四溴雙酚A、105.43g三級(jí)氯氰,控制溫度0℃,滴加55g碳酸鈉與220g水全溶后的水溶液,滴加完畢后保溫2h。
升溫至25℃,加入240g三溴苯酚和3g十二烷基苯磺酸鈉,滴加73.5g三乙胺,滴加完畢后升溫至65℃回流保溫5h,降溫至室溫。
水洗,除去鹽分,有機(jī)層加入到2000ml四口瓶中,加入1000ml水,3g硬脂酸聚氧乙烯酯,攪拌混合均勻成為一相,升溫蒸餾至75℃,降溫到室溫加入10g晶種,等有大量固體析出時(shí),再繼續(xù)升溫至100℃,蒸除有機(jī)溶劑得到產(chǎn)品。
應(yīng)當(dāng)理解,這些實(shí)施例的用途僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非意欲限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外,也應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)、修改和/或變型,所有的這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。