非光氣法合成溴代聚碳酸酯系列阻燃劑的研究

楊清波 王新玲 楊凱(山東旭銳新材有限公司， 山東 濰坊 262714)

非光氣法合成溴代聚碳酸酯系列阻燃劑的研究

楊清波 王新玲 楊凱(山東旭銳新材有限公司， 山東 濰坊 262714)

代替劇毒的光氣進行溴代聚碳酸酯類阻燃劑的設計具有很重要的研究意義，然而在目前的研究過程中還存在著一定的問題。文章將重點對這種研究展開討論，介紹其實驗的過程，以及得出的結論，通過對催化劑、堿用量、溫度等的討論來進行結論的得出。希望能夠對其他進行此次研究的人有所指導，更好地利用非光氣法來合成溴代聚碳酸酯系列阻燃劑。

非光氣法；溴代聚碳酸酯系列；阻燃劑；研究

溴代聚碳酸酯系列阻燃劑它并非直接作為一種阻燃材料參與加工而是作為一種聚合物阻燃助劑。其優點十分明顯，溴含量少、熱穩定性高并且抗腐蝕性能強、加工性能上十分優異。基于以上優點，對溴代聚碳酸酯系列阻燃劑的研究是十分有意義的。而利用非光氣法來進行合成更加環保安全，因此文章中的研究希望對相關人員有借鑒意義。

1 實驗研究

(1)牌號 文章中所研究的溴代聚碳酸酯系列阻燃劑是一種四溴雙酚A碳酸酯低聚物，它是以苯酚、異丙基苯酚、叔丁基苯酚以及三溴苯酚封端，牌號分別是BPC-52、BPC-508、BPC-504以及BPC-58。

(2)合成原理 本實驗中進行的反應是一種由界面的縮聚反應，在反應時，首先是分解的過程，將碳酸酯變為光氣條件中需要有催化劑。然后進行一個縮聚反應，是將以上生成的光氣和四溴雙酚A鈉鹽一同進行反應，這樣就可以得到實驗目的產物。

(3)反應原料 工業產品：碳酸雙(三氯甲)酯(簡稱BTC)、四溴雙酚A(簡稱TBBA)、苯酚、三溴苯酚(簡稱TBP)、對-叔丁基苯酚(簡稱PTBP)、對-異丙基苯酚(簡稱PIPP)

分析純：氫氧化鈉、結晶劑C、催化劑BTMA、催化劑TEA、溶劑A、溶劑B。

(4)實驗方法 按照一定的比例將水、TBBA、氫氧化鈉、苯酚、溶液A或者溶液B以及催化劑加入到500ml圓底三口燒瓶中，燒瓶的內部會有一些輔助裝置，例如溫度計。然后在滴加BTC溶液，保證滴加時的溫度控制在10到60℃。滴加完成后，在這個溫度條件下繼續攪拌2到6個小時，然后進行水相的分去，油相的過濾，最后水洗直至呈現出中性，然后進行結晶體C的加入，直到白色晶體的析出，接下來進行過濾，在控制溫度120℃的條件下來進行干燥工作，經過這樣的過程會析出一些白色的產物，且收率很高[2]。

2 結果討論

(1)分子量控制 事實上，根據實際的需求，可以任意調節實驗產物的分子量。一般而言，為了更好地實現其作為添加劑阻燃劑的功能，會將其分子量控制在一定的范圍，這個范圍一般是在2500到6500之間，同時也會控制其聚合的長度，一般在4到10之間。為了實現這種控制過程，可以調節TBBA和BTC配比或者調節分子量調節劑的用量。

(2)溶劑選擇 本實驗中的縮聚反應是在兩相界面的環境下進行的，在這種反應中，水相指的是TBBA鈉鹽溶液，而有機相指的是由溶劑、TBBA縮聚物以及BTC縮聚物所共同構成的溶液。有機相的溶劑選擇上需要有一定標準，溶劑要求能夠充分溶解BTC縮聚物和TBBA縮聚物，否則，一旦溶解效果不好，就容易引起反應達不到很好的效果，導致沒有很大的效益。一般來說，合適的溶劑可以選擇鹵代烴、四氯呋喃以及硝基苯等，在此之中，更加合適的溶劑是溶劑A和溶劑B，這兩種溶劑具有很大的優勢，首先在價格上十分低廉，其次它的溶解性能好，產品的收率很高。

(3)溶劑用量 溶劑的用量對于反應速度有著十分重要的影響，若是溶劑減少，那么會導致在其他條件不變的情況下，界面的面積縮小，反應速度變慢，反應時間上加長。除此以外，還會導致有機相的粘度增大，會造成洗滌過濾等操作上的不便，這樣一來，操作上會引起很大的損失，使得結晶效果不好，這樣會影響到收率。而通過實驗的驗證，在保證溶劑的用量在每摩爾的TBBA為1.5L到2.5L之間的時候，用量的選擇十分合適。

(4)堿用量以及濃度 根據實驗可以發現，在堿的濃度不變的前提下，若是沒有保證堿的用量的合適，就會影響到收率。在堿的用量不變的前提下，若是堿濃度升高，也會導致收率的下降，同時還會出現大量不溶性的沉淀物。

(5)催化劑選擇 本次實驗需要在催化劑條件下進行，適合本實驗的催化劑有很多，考慮到價格、催化效果等多方面的因素，可以得出催化劑BTMA的效果最好。

(6)反應時間和催化劑用量關系 一般，隨著催化劑用量的增加，反應時間會逐漸縮短，然而，在催化劑增加到一定程度之后，時間縮短上就會變得不明顯。

(7)反應溫度選擇 由于本實驗是在堿性條件下進行的，在堿性條件下，BTC和其分解的光氣十分不穩定，尤其是在溫度很高的時候。因此，為了保證BTC和其分解產物不會和堿反應，需要控制好溫度。實驗表明，合適的溫度條件一般是10到60℃。

(8)結晶劑篩選 事實上，有很多結晶劑都符合本實驗要求，然而，考慮到效果價格等多方面的因素，可以得出結晶劑C的綜合價值最高。結晶時需要對用量和溫度進行控制，否則會影響收率。

3 結語

綜上所述，在進行合成時，需要充分考慮到溶劑、催化劑、反應時間、反應溫度等因素，已達到最佳的合成條件，實現更高的收率。我相信，只要相關人員對于文章中的一些細節進行注意，就一定能更有效率地合成溴代聚碳酸酯。

[1]游川北，李發春.非光氣法MDI生產技術及成本比較[J].化肥工業， 2016,(05):44-46.

[2]劉喆，王慶印，王公應.非光氣法制備HDI工藝研究進展[J].天然氣化工(C1化學與化工)， 2016,(04):94-98.