專利名稱：一種溴化聚丙烯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溴化聚丙烯的制備方法，屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)屬熱塑性塑料，分子結(jié)構(gòu)中為碳-碳及碳-氫飽和鍵，因此它具有優(yōu)異的電絕緣性與化學(xué)穩(wěn)定性。但是，它的力學(xué)性能較差，尤其是低溫沖擊強(qiáng)度，同吋，因?yàn)榉肿又腥翘細(xì)湓咏M成，沒有極性基團(tuán)，使得其染色性、阻燃性、耐熱性，以及與其他材料的粘結(jié)性很差，因此，限制了 PP應(yīng)用范圍。PP可以通過接枝方法在其主鏈上引入極性基團(tuán)，或者用氯氣與PP反應(yīng)制備氯化聚丙烯。前者反應(yīng)復(fù)雜，成本較高，且引入的極性基團(tuán)較少；后者可采用溶液法、水懸浮發(fā)和固相法，是ー種有效的PP改性方法，但反應(yīng)設(shè)備龐大，后處理復(fù)雜。溴化聚丙烯除具有氯化聚丙烯的性質(zhì)外，在反應(yīng)性和阻燃性方面優(yōu)于氯化聚丙烯。溴化聚丙烯更容易進(jìn)行溴的取代反應(yīng)，如在三氯化鋁存在下可與芳烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)，與醇鈉進(jìn)行醚化反應(yīng)，與各種胺進(jìn)行胺化反應(yīng)等；此外，在三氧化ニ銻的存在下具有較高的阻燃性。一般溴化聚丙烯是采用聚丙烯與溴氣和引發(fā)劑在加壓條件反應(yīng)制成，但是該方法需要帶壓設(shè)備，而且溴化程度不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡單、成本低的溴化聚丙烯制備方法，適合進(jìn)行エ業(yè)化的推廣應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種溴化聚丙烯的制備方法，其步驟如下I)將聚丙烯與水和過量的溴素混合，攪拌均勻，所述聚丙烯與水的重量比為I : 9 3 : 7 ;2)在紫外光照射和/或加入引發(fā)劑條件下于30_60°C攪拌反應(yīng)60-360分鐘；3)反應(yīng)后分離出溴化聚丙烯。所述紫外光的波長為280_460nm。所述每I千克聚丙烯所采用的光照功率為200-7000W。所述聚丙烯的分子量為10-30萬。所述聚丙烯為等規(guī)聚丙烯或無規(guī)聚丙烯，若是等規(guī)聚丙烯其平均粒度為80-180目顆粒，若是無規(guī)聚丙烯其平均粒度為O. 5-lmm的顆粒。所述弓I發(fā)劑為偶氮ニ異丁腈。所述引發(fā)劑的用量為聚丙烯的l_3wt%。步驟3)所述分離采用對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物過濾，用水淋洗至無溴離子，干燥。所述步驟2)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的溴化氫采用こ酸吸收。本發(fā)明的采用聚丙烯在水中與溴素于光照下反應(yīng)，并且對(duì)反應(yīng)的條件進(jìn)行優(yōu)化，采用280-460nm的紫外光照作為引發(fā)，采用30_50°C的反應(yīng)溫度，采用聚丙烯與水的混合配比等參數(shù)，使聚丙烯能夠順利的與溴素反應(yīng)從而得到溴化聚丙烯，并且可以在反應(yīng)時(shí)間60-360分鐘內(nèi)，隨著反應(yīng)時(shí)間的増加溴化聚丙烯的溴含量也相應(yīng)的提高，可以控制溴化聚丙烯的溴化程度。本發(fā)明制備得到的溴化聚丙烯可便于聚丙烯的烷基化取代反應(yīng)，利于對(duì)聚丙烯進(jìn)行極性基團(tuán)的引入；而且本發(fā)明的溴化聚丙烯制備方法簡單易行，適合進(jìn)行エ業(yè)化推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)，反應(yīng)瓶加熱 至60°C，待溫度恒定后加入粒徑為120目的等規(guī)聚丙烯50g (分子量15萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)80min。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為32% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。實(shí)施例2將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)，反應(yīng)瓶加熱至60°C，待溫度恒定后加入粒徑為120目的等規(guī)聚丙烯50g (分子量15萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)lOOmin。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為56% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。實(shí)施例3將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)，反應(yīng)瓶加熱至40°C，待溫度恒定后加入粒徑為180目的等規(guī)聚丙烯50g (分子量25萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)60min。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為22% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。實(shí)施例4將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)，反應(yīng)瓶加熱至30°C，待溫度恒定后加入粒徑為140目的等規(guī)聚丙烯50g (分子量30萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)150min。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為65% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。實(shí)施例5將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)，反應(yīng)瓶加熱至60°C，待溫度恒定后加入粒徑為Imm的無規(guī)聚丙烯50g (分子量20萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)200min。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為81% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。實(shí)施例6將800ml純水和200ml溴素一同加入帶有攪拌和冷凝管的反應(yīng)瓶內(nèi)， 反應(yīng)瓶加熱至60°C，待溫度恒定后加入粒徑為O. 5mm的無規(guī)聚丙烯50g(分子量15萬)，同時(shí)開啟紫外光燈(700W)，保持溫度攪拌反應(yīng)360min。反應(yīng)過程中將生成的溴化氫通過冷凝管導(dǎo)入裝有こ酸的吸收瓶中進(jìn)行吸收。反應(yīng)結(jié)束后，過濾出產(chǎn)物，產(chǎn)物水洗至無溴離子且洗液的PH值為7后在70°C下烘干至恒重，即得溴含量為85% (Wt%)的溴化聚丙烯成品。過濾的濾液在60°C下蒸餾回收溴素。
權(quán)利要求
1.一種溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于其步驟如下 1)將聚丙烯與水和過量的溴素混合，攪拌均勻，所述聚丙烯與水的重量比為I: 9 3:7; 2)在紫外光照射和/或加入引發(fā)劑條件下于30-60°C攪拌反應(yīng)60-360分鐘； 3)反應(yīng)后分離出溴化聚丙烯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述紫外光的波長為280_460nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述每I千克聚丙烯所< 采用的光照功率為200-7000W。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述聚丙烯的分子量為10-30萬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述聚丙烯為等規(guī)聚丙烯或無規(guī)聚丙烯，若是等規(guī)聚丙烯其平均粒度為80-180目顆粒，若是無規(guī)聚丙烯其平均粒度為0. 5-lmm的顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述引發(fā)劑的用量為聚丙烯的l_3wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于步驟3)所述分離采用對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物過濾,用水淋洗至無溴離子,干燥。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溴化聚丙烯的制備方法，其特征在于所述步驟2)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的溴化氫采用乙酸吸收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溴化聚丙烯的制備方法，1)將聚丙烯與水和過量的溴素混合，攪拌均勻，所述聚丙烯與水的重量比為19～37；2)在紫外光照射和/或加入引發(fā)劑條件下于30-60℃攪拌反應(yīng)60-360分鐘；3)反應(yīng)后分離出溴化聚丙烯。本發(fā)明的采用聚丙烯在水中與溴素于光照下反應(yīng)，并且對(duì)反應(yīng)的條件進(jìn)行優(yōu)化，采用280-460nm的紫外光照作為引發(fā)，采用30-50℃的反應(yīng)溫度，采用聚丙烯與水的混合配比等參數(shù)，使聚丙烯能夠順利的與溴素反應(yīng)從而得到溴化聚丙烯，并且可以在反應(yīng)時(shí)間60-360分鐘內(nèi)，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加溴化聚丙烯的溴含量也相應(yīng)的提高，可以控制溴化聚丙烯的溴化程度。
文檔編號(hào)C08F10/06GK102675497SQ20111041245
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者劉澤民, 劉秋菊, 盧敏, 姚大虎, 張玉清, 赫玉欣 申請人:河南科技大學(xué)