聚丙烯酸五溴芐酯(FR-1025)是一種新型的、添加型、聚合型阻燃劑,具有較多優點。聚丙烯酸五溴芐酯合成關鍵在于以下幾點:一是高純度聚丙烯酸五溴芐酯的合成,其特點是耐熱失重量低、耐熱色變強、分子量穩定且范圍窄,達到這幾點需要每步反應中間體(包括五溴甲苯、五溴芐基溴、丙烯酸五溴芐酯)純度高、雜質少;二是成本的降低,由于制備此產品需要經過四大步反應,反應的步驟較多,所以收率是制約產品成本的主要因素之一,在制備過程中要探索出制備高收率產品的有利的條件.
通過多年的研發努力我們克服了以上瓶頸問題,制備出了高純度適用于工業化生產的聚丙烯酸五溴芐酯,并且發表zhuanli:一種高純度高穩定性聚丙烯酸五溴芐酯工業化制備方法(zhuanli號:201610052388.9)。
聚丙烯酸五溴芐酯合成主要以甲苯、溴素(或含溴化合物)、丙烯酸為原料,在一定條件下反應逐步制得。首先甲苯與溴反應制得五溴甲苯,五溴甲苯與溴素(或含溴化合物)反應得到五溴芐基溴,五溴芐基溴進一步與丙烯酸反應制得丙烯酸五溴芐酯單體,最后丙烯酸五溴芐酯在引發劑作用下發生聚合反應生成聚丙烯酸五溴芐酯。本工藝已于2016年1月26日申請發明zhuanli。
但是現有技術中,聚丙烯酸五溴芐酯合成過程中由于中間反應步驟較多,對其產品質量產生影響的主要是每步產品的純度及顏色,優其是五溴甲苯采用高溫反應合成,再加上現有提純工藝的不完善,導致后續合成的五溴芐基溴顏色較深,使得最終產品的顏色較深、純度較低、分子量分布寬,從而影響產品整體的穩定性。
我們在此基礎上對每步的純度通過一定的優化工藝獲得高純度、高耐熱性的產品。
在制備過程中通過改變投料比例、溶劑、催化劑、反應時間、溫度等條件來使每步收率提高,從而獲得高收率、低成本產品。
首先通過摸索條件,在低溫條件下合成顏色較淺的五溴甲苯,再用有機溶劑在合適條件下進行提純,得到高純度五溴甲苯;其次用五溴甲苯在合適條件下得到五溴芐基溴,對得到的五溴芐基溴在合適條件下通過有機溶劑提純;再次用得到的五溴芐基溴在加入阻聚劑的條件下合成高純度丙烯酸五溴芐酯;然后將單體通過使用組合引發劑分步添加精確控制產品分子量;另外在制備五溴甲苯過程中產生的大量溴化氫氣體用于合成其它需要溴化氫氣體的阻燃劑,如三溴新戊醇、二溴新戊醇等產品,到達聯產的目的,降低生產成本。如此,能夠合成出純度高、成本低的產品。