專利名稱：一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃劑的生產(chǎn)方法，確切地說(shuō)公開了一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的
生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
六溴環(huán)十二烷(簡(jiǎn)稱HBCD)阻燃劑是用于生產(chǎn)阻燃發(fā)泡聚苯乙烯的專用阻燃劑， 這種阻燃劑是溴素與1，5，9-順、反、反-環(huán)十二碳三烯(簡(jiǎn)稱CDT)通過(guò)加成反應(yīng)制成的。 傳統(tǒng)工藝配方技術(shù)是將溴素溶解于1 4碳醇或含有1 4碳醇的有機(jī)溶液中，滴入CDT， 使之反應(yīng)，而獲得HBCD。其質(zhì)量主要考核指標(biāo)是溴含量、熔點(diǎn)和揮發(fā)份。
溴含量是HBCD阻燃劑的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它直接影響產(chǎn)品的阻燃性。阻燃的機(jī)理是 延長(zhǎng)時(shí)間，即大火燃燒之前的時(shí)間以及大火蔓延的時(shí)間。阻燃劑在溫度上升時(shí)分解，并放出 活躍原子團(tuán)(R基團(tuán))。這就破壞了高分子材料燃燒過(guò)程中的基本連鎖過(guò)程。由于含有大量 的溴，此時(shí)形成了一個(gè)外殼切斷了氧氣與火焰的通路。根據(jù)HBCD阻燃劑的結(jié)構(gòu)可知它的溴 含量理論值為75%。因此HBCD阻燃劑的實(shí)際溴含量越高它的阻燃性越好。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn) 的產(chǎn)品溴含量在72%左右，而國(guó)際先進(jìn)水平為溴含量> 74%。 HBCD阻燃劑有三種異構(gòu)體分別為a-HBCD、 P-HBCD、 y-HBCD。他們的熔點(diǎn)分別 為184 186°C、168 171°C、196 198°C;5%加熱失重分別為242°C、217°C、245°C;50% 加熱失重分別為255°C、232°C、258°C .由此可見，熱穩(wěn)定性優(yōu)良程度的順序?yàn)閥_HBCD、 a-HBCD、P-HBCD。顯然耐熱型阻燃劑HBCD的結(jié)構(gòu)應(yīng)以y-HBCD為主。因?yàn)楫a(chǎn)品所含的各 異構(gòu)體比例不同，產(chǎn)品的質(zhì)量也大不相同。 當(dāng)熔點(diǎn)低、熱穩(wěn)定性較差的13 -HBCD含量極高時(shí)，HBCD阻燃劑的熔點(diǎn)就低，其阻燃 性就差。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品y-HBCD在70X左右，而先進(jìn)水平為y-HBCD>78%。我 公司目前水平y(tǒng) -HBCD為79% 。經(jīng)查閱最新文獻(xiàn)資料，國(guó)際上已在開發(fā)高y -HBCD六溴環(huán) 十二烷。其y-HBCD含量高達(dá)90X，甚至于高達(dá)90X。 揮發(fā)份是指HBCD阻燃劑在105t:恒溫條件下保持2小時(shí)失重的指標(biāo)。由于各生產(chǎn) 商所采用的工藝配方技術(shù)不盡相同，HBCD阻燃劑除了有三種異構(gòu)體外，還有部分副產(chǎn)品、低 熔點(diǎn)雜質(zhì)同時(shí)存在。這些副產(chǎn)品、低熔點(diǎn)雜質(zhì)產(chǎn)生的主要因素是水份去除不夠；溴素過(guò)量 與溶劑的副反應(yīng)產(chǎn)物；CDT優(yōu)先與溶劑的反應(yīng)產(chǎn)物；溶劑的選擇不當(dāng)而產(chǎn)生的衍生物；洗滌 未盡的殘留物；工藝條件控制不當(dāng)?shù)鹊?。這些副產(chǎn)品、低熔點(diǎn)雜質(zhì)的熔點(diǎn)一般很低，影響了 整個(gè)HBCD的質(zhì)量，同時(shí)還會(huì)影響HBCD的表觀質(zhì)量和使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開的一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的生產(chǎn)方法，主要包 括 (1)、溶劑的選擇 用含有1 4碳醇的混合有機(jī)溶液為溶劑，使y -HBCD選擇性有顯著提高；溴素加成反應(yīng)之外的副反應(yīng)及山此產(chǎn)生的低熔點(diǎn)雜質(zhì)也相應(yīng)大為減少；溴素使用量接近或達(dá)到理論。應(yīng)在這一范圍內(nèi)找一個(gè)價(jià)格低廉而毒性小污染小的醇和鹵代烷。
(2)、工藝條件的控制 溴素與CDT的用量比控制在3. 0 5. 0之間。不足3. 0，溴素相對(duì)不夠，反應(yīng)不能完成；超過(guò)5.0，不經(jīng)濟(jì)。 反應(yīng)溫度范圍控制在10 3(TC之間。溫度高，溴素會(huì)發(fā)生置換反應(yīng)，不純物增加；溫度低，反應(yīng)速度很慢，甚至反應(yīng)不能結(jié)束。 CDT與溴素反應(yīng)的滴加時(shí)間控制在5 15小時(shí)之間，使加成反應(yīng)的過(guò)程充分完備。滴加結(jié)束到反應(yīng)結(jié)束時(shí)間為1 5小時(shí)，使結(jié)晶充分完成。
(3)、穩(wěn)定化處理 反應(yīng)后的HBCD結(jié)晶體經(jīng)特別處理，其異構(gòu)體構(gòu)成比例穩(wěn)定；同時(shí)，可以去除結(jié)晶
體表面粘附的不溶性樹脂狀物，使揮發(fā)份降低。
(4)、溶劑的再生使用 反應(yīng)后的溶劑須經(jīng)除酸脫水處理。定比重添加新溶劑，使之成為可再生使用的溶劑，控制成本。 按照上述思路，依據(jù)溶劑的市場(chǎng)來(lái)源便利，價(jià)格低廉的原則，新的配方技術(shù)中的溶
劑選定為乙醇和二氯乙烷。 其特征在于 乙醇和二氯乙烷重量比為l : 2 ;溴和CDT得反應(yīng)摩爾比為3 : l;反應(yīng)溫度為15士rC;溴素一次加入溶劑中后開始滴加CDT，一般在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢并保溫2小時(shí)。然后出料，90°C水水洗一次，常溫水水洗一次。濾干，70°C烘干2小時(shí)。 按照上述工藝條件獲得的新一代六溴環(huán)十二烷產(chǎn)品，預(yù)計(jì)溴含量>74%，熔點(diǎn)>19(TC，制得率^ 90%，溶劑消耗為原配方的一半。通過(guò)制得率的提高，溶劑消耗成本的降低，新一代六溴環(huán)十二烷產(chǎn)品成本比原來(lái)降低15%，設(shè)備生產(chǎn)能力提高10%。使產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，能夠更好滿足客戶的需求。


參見附圖，是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
參見附圖，根據(jù)該工藝流程將乙醇和二氯乙烷按照重量比為1 : 2混合；溴和CDT
的反應(yīng)摩爾比為3 : l混合加入；將反應(yīng)溫度控制在i5士rc;溴素的加入方式為一次性加
入溶劑中，然后再開始滴加CDT，確保在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢并保溫2小時(shí)，然后出料。出料后用9(TC水水洗一次，常溫水水洗一次，最后濾干，再在7(TC環(huán)境下烘干2小時(shí)，即可裝包成
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權(quán)利要求
一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的生產(chǎn)方法，主要包括溶劑選擇、工藝條件控制、穩(wěn)定化處理、溶劑的再生使用；其特征在于乙醇和二氯乙烷重量比為1∶2；溴和CDT得反應(yīng)摩爾比為3∶1；反應(yīng)溫度為15±1℃；溴素一次加入溶劑中后開始滴加CDT，一般在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢并保溫2小時(shí)，然后出料，90℃水水洗一次，常溫水水洗一次，濾干，70℃烘干2小時(shí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的生產(chǎn)方法，其特征在于溴含量>74%，熔點(diǎn)> 190。C，制得率^ 90%。
全文摘要
一種高品質(zhì)耐熱型阻燃劑的生產(chǎn)方法，主要解決傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的阻燃劑六溴環(huán)十二烷(簡(jiǎn)稱HBCD)熔點(diǎn)低、含雜高、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。主要工藝包括溶劑選擇、工藝條件控制、穩(wěn)定化處理、溶劑的再生使用；其特征在于乙醇和二氯乙烷重量比為1∶2；溴和CDT得反應(yīng)摩爾比為3∶1；反應(yīng)溫度為15±1℃；溴素一次加入溶劑中后開始滴加CDT，一般在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢并保溫2小時(shí)。然后出料，90℃水水洗一次，常溫水水洗一次。濾干，70℃烘干2小時(shí)。本發(fā)明生產(chǎn)的阻燃劑溴含量≥74％，熔點(diǎn)＞190℃，制得率≥90％，溶劑消耗為原配方的一半。
文檔編號(hào)C08K5/02GK101696150SQ20091018524
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月31日
發(fā)明者吳紅 申請(qǐng)人:吳紅;