溴化聚苯乙烯生產(chǎn)工藝及設(shè)計(jì)

溴化聚苯乙烯為類白色粉末或顆粒，是一種國際上認(rèn)可的環(huán)保阻燃劑，不含多溴聯(lián)苯醚和多溴聯(lián)苯，符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)。

溴化聚苯乙烯，簡稱BPS，是指一類添加型高分子溴系有機(jī)阻燃劑。溴化聚苯乙烯外觀呈白色或淡黃色粉末狀，不溶于水，不含多溴聯(lián)苯醚和多溴聯(lián)苯，是一類具有高環(huán)保性、熱穩(wěn)定性、阻燃性、光穩(wěn)定性以及良好的機(jī)械性能、抗靜電性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、加工性能等特點(diǎn)的溴系阻燃劑。

優(yōu)點(diǎn)：具有較高阻燃性、熱穩(wěn)定性及光穩(wěn)定性等良好的機(jī)械物理和化學(xué)性質(zhì)，廣泛用于聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龍-66等工程塑料。BPS與工程塑料相容性好。對材料的機(jī)械性能影響最小，可保90%以上的力學(xué)性能。BPS屬于大分子型阻燃劑，與基材的相容性好,不析出，不遷移，表面不起霜抗靜電能力強(qiáng)。而且與三氧化二銻和磷酸三苯酯配合使用時(shí)因鹵銻及鹵磷協(xié)同效應(yīng)阻燃性能更好。因此，溴化聚苯乙烯阻燃劑在阻燃高分子材料中具有廣闊的應(yīng)用前景。與十溴聯(lián)苯和十溴聯(lián)苯醚相比，BPS最大的優(yōu)點(diǎn)是低毒、環(huán)保，難以產(chǎn)生多溴代苯并二噁英和多溴代二苯并呋喃，是十溴聯(lián)苯醚的最好替代選擇。

溴化聚苯乙烯主要應(yīng)用于熱塑性樹脂生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，包括聚己二酰己二胺（PA66）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚酰胺（PA）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯醚（PPO）等熱塑性樹脂。其中PA是溴化聚苯乙烯主要應(yīng)用領(lǐng)域。

（1)氯化溴制備

在帶有攪拌以及溫度計(jì)的四口燒瓶中，首先加入一定量的二氯乙烷為溶劑，然后取300g溴素于四口燒瓶中，用冷水浴控制溫度為0℃以下，緩慢通入氯氣合成液氯約140g，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%左右的氯化溴溶液。

(2)催化劑制備

在加有攪拌和溫度計(jì)的四口燒瓶中加入銻粉10g，控制溫度30℃，緩慢滴加液溴100g，然后保溫2h，制得三溴化銻催化劑以備用。

(3)BPS合成

取100g的聚苯乙烯顆粒和500g的二氯乙烷以及三溴化銻催化劑于裝有攪拌、溫度計(jì)和尾氣吸收裝置的四口燒瓶中，待PS全部溶于二氯乙烷之后，控制溫度在5-8℃，緩慢滴加前面制備的氯化溴溶液，滴完后緩慢升溫至25-30℃，保溫3h，使其完全溴化。

(4)后處理

待反應(yīng)完全后進(jìn)行水洗，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的亞硫酸鈉溶液，使其顏色變?yōu)榘咨?。然后在反?yīng)產(chǎn)物中加入水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，控制溫度為110℃，蒸出二氯乙烷，溴化聚苯乙烯析出，然后再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)PH為8左右，然后再經(jīng)過三次沸水水洗、抽濾、粉碎、烘干等工序就可以制得白色或淡黃色的溴化聚苯乙烯。

溴化聚苯乙烯是一類重要溴系阻燃劑，在PA、PET、PBT等熱塑性樹脂生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，當(dāng)前在終端汽車、電子等領(lǐng)域快速發(fā)展帶動下，其市場需求不斷增加，行業(yè)發(fā)展前景較好。但目前全球溴化聚苯乙烯市場仍被海外發(fā)達(dá)國家主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)缺乏競爭優(yōu)勢及話語權(quán)，未來國內(nèi)企業(yè)還需不斷提升技術(shù)水平，加快提升企業(yè)競爭實(shí)力。

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