中文名 | 溴系阻燃劑 | 外文名 | Benzene,1,2,4,5-tetrabromo-3,6-bis(bromomethyl)- |
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化學(xué)式 | C8H4Br6 | 分子量 | 579.54136 |
CAS登錄號(hào) | 39568-99-5 | EINECS登錄號(hào) | 254-521-5 |
1,2,4,5-TETRABROMO-3,6-BIS(BROMOMETHYL)BENZENE;
1,4-BIS(BROMOMETHYL)TETRABROMOBENZENE;
2,3,5,6-TETRABROMO-P-XYLENE-A,A'-DIBROMIDE;
A,A'-2,3,5,6-HEXABROMO-P-XYLENE;
溴系阻燃劑(39568-99-5)的制備方法:在AlCl3催化下,對(duì)二甲苯與Br2反應(yīng),得到2,3,5,6-四溴對(duì)二甲苯,繼續(xù)進(jìn)行α-H取代得產(chǎn)品。
1.四溴對(duì)二甲苯的合成:將1000kg溴素,3kg無(wú)水AlBr3依次加入反應(yīng)釜中。用冰鹽水冷卻至0~3℃,在攪拌下緩緩加入80kg二甲苯。當(dāng)反應(yīng)釜中出現(xiàn)塊狀物或粘度太大時(shí),補(bǔ)加450kg溴稀釋,稀釋過(guò)程中可把溫度控制在30~35℃。塊狀物消失后再冷卻至10~15℃,繼續(xù)加入剩余的二甲苯,在20℃下反應(yīng)4~6h。蒸出過(guò)量的溴。將反應(yīng)液放入離心機(jī)過(guò)濾甩干。用甲醇重結(jié)晶,熔點(diǎn)253~254℃。
2.六溴對(duì)二甲苯的合成:將80kg四氯化碳加入反應(yīng)釜中,在攪拌下加入上述制備的四溴對(duì)二甲苯42kg。在N2保護(hù)下,緩緩加入溴的四氯化碳溶液(32kg溴素溶解在50L四氯化碳中),加熱回流15h。然后冷卻至3℃左右。離心過(guò)濾,干燥得α,α',2,3,5,6-六溴對(duì)二甲苯。
產(chǎn)品規(guī)格:指標(biāo)名稱指標(biāo)外觀白色結(jié)晶熔點(diǎn)/℃272.5~273.5溴含量/%≥81
溴系阻燃劑InChI編碼
1S/C8H4Br6/c9-1-3-5(11)7(13)4(2-10)8(14)6(3)12/h1-2H2
結(jié)構(gòu)不一樣阻燃機(jī)理不一樣即使為同系列,也因其結(jié)構(gòu)不同而發(fā)揮的阻燃效果不同,也和具體應(yīng)用在何種材料上有關(guān)系。
阻燃劑又稱難燃劑,耐火劑或防火劑:賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑;依應(yīng)用方式分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。溴系有很多種,有十溴、六溴、八溴等,十溴二苯乙烷是環(huán)保,十溴二苯醚是不環(huán)保的。
溴含量高的話可以濃縮以后提取溴素 也可以直接用于生產(chǎn)無(wú)機(jī)溴化物
是無(wú)公害新型纖維阻燃劑,與常規(guī)產(chǎn)品多溴二苯醚相比,本阻燃劑的加入,在高聚物熱裂或燃燒時(shí),無(wú)有毒的二苯并二嗯烷及多溴二苯并呋喃產(chǎn)生。本類阻燃劑在美國(guó)20世紀(jì)90年代推出的新型阻燃劑中頗受歡迎。
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從地區(qū)分布來(lái)看,美國(guó)、歐洲、日本以及亞洲其它地區(qū)(包括中國(guó)、印度、韓國(guó))為全球最主要的四個(gè)阻燃劑消費(fèi)市場(chǎng)。美國(guó)和歐洲地區(qū)作為阻燃劑的發(fā)源地,行業(yè)發(fā)展較早,亞洲地區(qū)阻燃劑行業(yè)起步較晚。
8010不屬于多溴二苯醚,在燃燒中絕對(duì)不可能產(chǎn)生PBDD或PBDF;8010的相對(duì)分子量為971;溴含量82%,和DBDPO含溴量相當(dāng)(83%),因此阻燃性能基本一致;初熔點(diǎn)345℃,熱穩(wěn)定性較DBDPO(305℃)高;它的耐光性以及不易滲析的特點(diǎn)都優(yōu)于DBDPO,最可貴的是其阻燃的塑料可以回收使用,這是許多溴系阻燃劑所不具備的特點(diǎn)。8010工業(yè)品為平均粒度3μm、自由流動(dòng)、微顆?;陌咨Y(jié)晶粉末,在塑料改性中容易分散,塑料制品顏色自由。而且工業(yè)化成本和DBDPO相當(dāng),是DBDPO最為理想的替代品。
作為添加型溴系阻燃劑,8010在使用過(guò)程也需要和銻化物配合使用,配合比例和DBDPO/銻化物比例相同;和DBDPO相比,8010更適用于高溫高粘特性的工程塑料。
首先對(duì)8010進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的是美國(guó)雅寶公司,并申請(qǐng)了生產(chǎn)和使用專利;這一度使國(guó)內(nèi)阻燃劑研究生產(chǎn)單位遲遲沒(méi)有開(kāi)展這方面的研究,但經(jīng)查詢發(fā)現(xiàn),雅寶公司的專利范圍是在中國(guó)之外的地區(qū),因而可以在中國(guó)生產(chǎn)和使用8010,只是不能出口及申請(qǐng)專利。柳暗花明,國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)單位紛紛投入研究,2002年年底以工業(yè)規(guī)模試驗(yàn)成功。
阻燃劑用溴化環(huán)氧樹(shù)脂又稱為四溴雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂齊聚物,溴含量可達(dá)50%,分子量在1000~45000之間,分為EP型和EC型;EP型和EC型相比,前者的耐光性較好,但溴含量較低,而后者阻燃的ABS和HIPS具有較好的抗沖強(qiáng)度。商業(yè)品溴化環(huán)氧樹(shù)脂是乳黃色半透明晶片和白色粉末的混合物,國(guó)產(chǎn)溴化環(huán)氧樹(shù)脂有刺激性氣味,而以色列死海溴產(chǎn)品則無(wú)氣味。溴化環(huán)氧樹(shù)脂具有令人滿意的熔體流速和較高的阻燃效率,優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性,且能賦予阻燃基材良好的機(jī)械性能,產(chǎn)品不起霜。
低相分子量溴化環(huán)氧樹(shù)脂適用于阻燃ABS和HIPS,高相分子量者適合于阻燃ABS/PC合金和PC,PET,PBT等工程塑料。它在使用過(guò)程需要和銻化物配合使用。
以色列死海溴公司是國(guó)際最為著名的溴化環(huán)氧樹(shù)脂阻燃劑生產(chǎn)商,生產(chǎn)工藝完善,產(chǎn)品質(zhì)量極佳;一度是國(guó)內(nèi)溴化環(huán)氧樹(shù)脂阻燃劑市場(chǎng)的唯一品牌。2002年以來(lái),山東萊玉化工等陸續(xù)將溴化環(huán)氧樹(shù)脂商業(yè)化,但產(chǎn)品質(zhì)量不盡人意。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)代表產(chǎn)品有:以色列死海溴公司F2100F2400,山東萊玉化工,臺(tái)灣長(zhǎng)春BEB系列等。
溴化聚苯乙烯的發(fā)展與溴化環(huán)氧樹(shù)脂相類似,也是近年發(fā)展較快的一個(gè)阻燃劑品種。溴化聚苯乙烯為白色或淡黃色粉末或顆粒,溴含量在60%左右。熱分解溫度大于310℃,具有分子量大,熱穩(wěn)定性好,在高聚物中分散性和混容性好,易于加工,不起霜等優(yōu)點(diǎn)。
溴化聚苯乙烯依據(jù)其合成途徑分別命名為溴化聚苯乙烯和聚溴化苯乙烯,從命名上可以看出溴化聚苯乙烯是通過(guò)對(duì)聚苯乙烯進(jìn)行溴化來(lái)完成的;聚溴化苯乙烯是通過(guò)將苯乙烯首先進(jìn)行烯鍵保護(hù),然后進(jìn)行溴化,再將烯鍵恢復(fù),合成溴化苯乙烯,再次進(jìn)行聚合完成的。從合成過(guò)程是否使用溶劑,又可以分為溶劑法和非溶劑法。由于溶劑法耗溴量少,所以人們通常采用溶劑法進(jìn)行合成。
溴化聚苯乙烯主要應(yīng)用在PA、PBT、PET等熱塑性樹(shù)脂中,使用過(guò)程需要和銻化物配合使用。阻燃聚酯時(shí),添加量在13%(增強(qiáng))~17%(非增強(qiáng))就可以賦于材料UL94V-O級(jí)(0.8mm),阻燃聚酰胺時(shí),加量在21%就可以賦于材料UL94V-O級(jí)(0.8mm)。
美國(guó)大湖公司和雅寶公司是著名的溴化聚苯乙烯生產(chǎn)商,其產(chǎn)品一度在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)遙遙領(lǐng)先,國(guó)內(nèi)一些阻燃劑廠商已經(jīng)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn),如壽光市海洋化工有限公司等。
人類合成了大量含鹵素化合物從某種意義上說(shuō)大大推動(dòng)了工業(yè)發(fā)展,提高了人們的生活水平。例如,從防止火災(zāi)的觀點(diǎn)來(lái)看,使用阻燃劑對(duì)減少火災(zāi)事故和降低傷亡人數(shù)起到至關(guān)重要的作用,尤其是溴系阻燃劑,阻燃效果好,成本低廉,得到了廣泛應(yīng)用。上世紀(jì)80年代人們開(kāi)始關(guān)注因?yàn)榇罅渴褂娩逑底枞紕?dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題。最初是德國(guó)和瑞典的研究機(jī)構(gòu)指出溴素阻燃劑具有危害性,特別是DBDE(十溴二苯醚)。有些溴系阻燃劑在生物體內(nèi)有積蓄性,人類和鳥(niǎo)類的血液以及母乳之中都曾經(jīng)檢測(cè)到溴系阻燃劑的存在。做為有生物積蓄性的物質(zhì),多溴聯(lián)苯(PBB)和多溴聯(lián)苯醚(PBDE)已經(jīng)被歐盟RoHS指令所禁止。除了這些含鹵素化合物具有生物毒性之外,含有這些物質(zhì)的電子電器產(chǎn)品的廢棄物進(jìn)行焚燒處理的時(shí)候還會(huì)產(chǎn)生鹵化氫等酸性腐蝕性氣體,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生微量的二惡英劇毒有害氣體(Dioxins,二惡英,也有稱戴奧辛)。
氯系阻燃劑與溴系阻燃劑并稱鹵素阻燃劑,鹵素的環(huán)境危害主要表現(xiàn)在:對(duì)免疫系統(tǒng)的毒性,對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響,對(duì)生殖和發(fā)育的影響,致癌作用,其他的毒性(精神和心理疾患),多數(shù)鹵化物屬于環(huán)境荷爾蒙物質(zhì)。