[发明专利]一种可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯的制备方法

说明书

本发明提供了一种可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯的制备方法，解决了现有的聚丙烯五溴苄基酯的制备方法的反应步骤繁琐，原材料难得且价高、投入大产率低、分子量分布不均且不适合工业化生产的技术问题的技术问题，本发明是以氯化苄和无水溴素为原料，依次发生亲电取代反应、亲核取代反应和聚合反应制得聚丙烯酸五溴苄基酯。本发明可广泛应用于阻燃剂制备技术领域。

技术领域

本申请属于阻燃剂制备技术领域，更具体地说，是涉及一种可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯的制备方法。

背景技术

聚丙烯酸五溴苄基酯是一种高分子型的溴系阻燃剂，该阻燃剂带有五溴苄基支链，其溴含量高于70％，丙烯酸的部分有诸多优点：与被阻燃材料的相容性好、加工性好，起到加工助剂的作用，增强阻燃材料的耐候性和热稳定性，使阻燃材料具有耐疲劳、耐曲挠及抗白化作用且能提高材料的冲击强度；使材料具有优良的耐化学品性和电气性能，使用中不易结霜。聚丙烯酸五溴苄基酯与高聚物及增强材料能很好相容，在基材中不迁移、不结霜，因此为军工、纺织、电子、电气、建筑等领域的合成材料所必需，特别适合用于制造复杂电子设备的工程塑料。同时，聚丙烯酸五溴苄基酯燃烧时不释放二噁英等致癌物，相对于其他新型阻燃剂拥有更强的竞争优势。

目前，聚丙烯酸五溴苄基酯合成主要以甲苯、溴素(或含溴化合物)、丙烯酸为原料，在一定条件下反应逐步制得。首先甲苯与溴反应制得五溴甲苯，五溴甲苯与溴素(或含溴化合物)反应得到五溴苄基溴，五溴苄基溴进一步与丙烯酸反应制得丙烯酸五溴苄酯单体，最后丙烯酸五溴苄酯在引发剂作用下发生聚合反应生成聚丙烯酸五溴苄基酯。但是，现有技术中，聚丙烯酸五溴苄基酯合成过程中由于中间反应步骤较多，对其产品质量产生影响的主要是每步产品的纯度及颜色，尤其是五溴甲苯采用高温反应合成，再加上现有提纯工艺的不完善，最终产品的收率低、分子量分布不均，耐热性能也不高。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景技术中不足，提供了一种可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯的制备方法，该制备方法具有分子量可控、反应步骤少、产物收率高的特点，并且制备的聚丙烯酸五溴苄基酯具有优异的耐热性能。

为此，本发明提供了一种可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)亲电取代反应：在有机溶剂中加入无水溴素、三氯化铝，然后滴入氯化苄，控制反应温度和反应时间，发生取代反应，制得五溴苄基氯，反应方程式如下：

(2)亲核取代反应：向步骤(1)制得五溴苄基氯无需分离，直接加入催化剂和丙烯酸钠溶液，控制反应温度和反应时间，发生亲核取代反应，制得丙烯酸五溴苄酯，反应方程式如下：

(3)聚合反应：向步骤(2)制得丙烯酸五溴苄酯中加入复合催化剂，通过控制反应温度和反应时间以及复合催化剂用量，发生聚合反应，制得分子量可控分子量聚丙烯酸五溴苄基酯，其数均分子量(M_n)为3000-20000，重均分子量(M_W)为20000-50000，反应方程式如下：

优选地，步骤(1)亲电取代反应中，所述有机溶剂为二氯乙烷、四氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳和二氧六环的一种或几种。

优选地，步骤(1)亲电取代反应中，所述反应温度为10-30℃，反应时间为1-2h。

优选地，步骤(2)亲核取代反应中，所述催化剂为季铵盐，所述季铵盐为四丁基溴化铵、四乙基溴化铵一种或几种。

优选的，步骤(2)亲核取代反应中，丙烯酸钠溶液是利用丙烯酸和碳酸钠反应制得，所述丙烯酸和碳酸钠的摩尔比为1：(1-1.05)，丙烯酸钠溶液的pH值为7-9。

优选地，步骤(2)亲核取代反应中，所述反应温度为50-110℃，反应时间为2-6h。