一种连续制备可控分子量溴化聚苯乙烯母粒的方法

摘要

本发明涉及一种制备可控分子量溴化聚苯乙烯母粒的方法，包括采用丁基锂引发苯乙烯进行本体阴离子挤出聚合反应，溶解聚苯乙烯并进行溴化制备溴化聚苯乙烯，溴化聚苯乙烯溶液中和、洗涤和分离后，通过双螺杆挤出机脱除和回收溶剂、脱挥和出料切粒得到分子量和溴含量可控的溴化聚苯乙烯母粒。采用上述方法能够以苯乙烯为原料，经过聚合、溴化、后处理和母粒化而连续得到溴化聚苯乙烯母粒，可减少生产流程，降低生产成本，减少污染，是新一代资源节约型制造溴化聚苯乙烯母粒的方法。

主权项

一种连续制备可控分子量的溴化聚苯乙烯母粒的方法，包括下列步骤：1)、苯乙烯本体挤出聚合1)、双螺杆挤出机的预处理苯乙烯本体挤出聚合前，清洗双螺杆挤出机的螺杆和料筒，并在预加热下，抽真空、后通氮气数次；所述螺杆各段的温度为：第一段是苯乙烯的计量输送段，温度为20‑50℃；第二段和第三段是引发剂丁基锂计量加入和聚合反应段，温度为30‑120℃；第四段和第五段主要是熔体输送段，温度为120‑180℃；第六段是口模段，温度为150‑200℃，聚合反应温度分布呈梯形精确控制，物料在双螺杆挤出机内的平均停留时间控制在3‑20分钟之间，螺杆的转动速率为20‑200rpm，得到单体转化率接近100％转化率的聚苯乙烯；在聚苯乙烯的熔体输送段，将终止剂和抗氧剂从双螺杆挤出机的侧向加入，在挤出后，直接进入溴化反应釜中溶解溴化；2)、聚苯乙烯催化溴化(1)、聚苯乙烯溶解将将上述步骤1)、处于本体状态的聚苯乙烯直接溶解在溴化反应釜中的二氯乙烷溶剂中，搅拌使其溶解，形成含聚苯乙烯5‑15wt％的溶液；(2)、催化溴化向上述聚苯乙烯溶液中加入相当于聚苯乙烯重量5‑13wt％的三氯化锑催化剂，搅拌使其溶解，控制溶液温度在10℃‑25℃条件下，向上述加入三氯化锑催化剂的溶液中缓慢加入氯化溴，氯化溴与聚苯乙烯单体摩尔比为3.5∶1‑3.8∶1，加料完毕后，保持温度继续反应3‑4小时；所得溴化聚苯乙烯的溴质量含量60‑69％(3)、中和洗涤、分离和稳定在催化溴化后的聚苯乙烯反应液中加入5wt％亚硫酸钠或亚硫酸氢钠水溶液终止反应，除去过量的氯化溴和生成的盐酸，加入的亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，至反应完成液从红色变为白色或淡黄色不再变色为止，再加入5wt％氢氧化钠溶液，至溶液呈中性，用水洗涤，分离出溴化聚苯乙烯溶液，以溴化聚苯乙烯质量为100，分别向溴化聚苯乙烯溶液中分别加入0.5‑1.5份环氧大豆油、0.1‑1.0份2264稳定剂和0.5‑5.0份混合石蜡；3)、制备溴化聚苯乙烯母粒(1)、溶剂回收将步骤2)、的溴化聚苯乙烯溶液用计量泵注入到双螺杆挤出机的溶剂回收段，所述双螺杆挤出机为直径φ25‑φ100mm，L/D＝20‑55的双螺杆反向挤出机，所述双螺杆挤出机的主机转速50‑500r/min，其夹套具有加热或冷却功能，加热使溴化聚苯乙烯溶液保持较高温度，以便进入脱挥段前，排除回收大部分溶剂，第一排气口压力100KPa‑50KPa，温度为80～120℃，第二排气口压力50KPa‑20KPa，温度为120～150℃，以脱除和回收溶剂；(2)、脱挥从脱挥助剂口加入氮气或二氧化碳惰性气体，氮气或二氧化碳的压力为0.3～1.0MPa，此排气口压力为50‑10KPa，温度为120～180℃，以脱除溴化聚苯乙烯中的低沸物；(3)、造粒将上述脱挥后溴化聚苯乙烯从自清洁双螺杆挤出机中经模头挤出，然后经风冷磨面切粒制成溴化聚苯乙烯母粒，所得产品溴化聚苯乙烯母粒的分子量为2万‑20万，溴化聚苯乙烯中溴质量含量60‑69％。