阻燃剂双酚-A双(磷酸二苯酯)的合成
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第48卷第7期2020年4月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.48No.7Apr.2020高性能PC /PBT 合金材料的制备廖永江,何晓东,蔡灯亮,翁 伟(中广核高新核材科技(苏州)有限公司,江苏 太仓 215400)摘 要:实验中选择7/3的PC /PBT 配比,无水磷酸二氢钠做为酯交换抑制剂,MBS 和功能树脂作为抗冲改性剂,双酚A双(二苯基磷酸酯)作为阻燃剂,PC-PBT 共聚物作为相容剂的玻璃纤维增强PC /PBT 材料㊂结果显示材料悬臂梁缺口冲击强度达到125J /m,拉伸强度达到135MPa,弯曲强度达到210MPa㊂耐高温性能优异,本实验样品热变形温度(HDT)可以达到126℃,能够满足需求㊂阻燃性能达到UL94V-0阻燃等级㊂关键词:PC;PBT;酯交换抑制剂;相容剂;玻璃纤维;抗冲改性剂 中图分类号:TB332 文献标志码:B文章编号:1001-9677(2020)07-0055-04第一作者:廖永江(1985-),男,工程师,主要从事复合高分子材料㊁功能高分子材料的开发㊂Preparation of PC /PBT Alloy with High PerformanceLIAO Yong -jiang ,HE Xiao -dong ,CAI Deng -liang ,WENG Wei(CGN-DELTA(Suzhou)New Materials R &D Co.,Ltd.,Jiangsu Taicang 215400,China)Abstract :7/3ratio of PC /PBT,anhydrous sodium dihydrogen phosphate as transesterification inhibitor,MBS and functional resin as impact modifier,bisphenol -A bis (diphenylphosphate)as flame retardant,PC -PBT copolymer as compatibilizer were selected as glass fiber reinforced PC /PBT materials.The results showed that the notched impact strength and tensile strength of material were 125J /m and 135MPa,respectively,high bending strength reached 210MPa,the heat deflection temperature (HDT)was 126℃,which can meet the demand.The flame retardant property achieved UL94V-0flame retardant grade.Key words :PC;PBT;transesterification inhibitor;compatibilizer;glass fiber;impact modifier聚碳酸酯/聚对苯二甲酸二丁酯(PC /PBT)合金材料广泛应用在保险杠,车门把手㊁防撞钢梁[1]等汽车部件以及电气电子和运动器材等领域㊂PC /PBT 是PC 与PBT 的共混材料,通常共混造料后,以粒料形状供应㊂PC 的优点是室温刚而韧,但高温的情况下,热变形严重,缺点是应力开裂,粘度大,耐化学性差㊂PBT 的优点是它的刚性不受温度的影响,变形小,具有极佳的耐化学性,缺点是热变形温度(HDT)低,只有60℃左右[2]㊂共混后的材料PC /PBT 合金保留了两者的优点,具有结晶材料PBT 的耐化学性及易于成型等特点,又兼备了非结晶材料PC 的韧性和尺寸稳定性,PC /PBT 具有PC 和PBT 二者的综合特性[3]㊂它的机械性能介于两者之间,抗高温变形对于大型外壳类材料具有重要的意义㊂PC /PBT 在低温-30℃时会变脆,为了使材料在低温下也具有较好的韧性,就要加入大量的增韧剂,此时材料的弯曲强度和HDT 都会下降明显㊂针对以上缺点,开发综合性能高的PC /PBT 合金主要技术路线是选用合适的树脂基材㊁酯交换抑制剂㊁相容剂和抗冲改性剂体系,加入玻璃纤维㊁抗氧剂㊁阻燃剂等其他加工助剂㊂1 实 验1.1 主要原料双酚A 型聚碳酸酯(PC ):L -1250Y,熔体流动速率(MFR)为12g /10min(300℃,1.2kg),Teijin;聚对笨二甲酸二丁酯(PBT):L2100,MFR 为20g /10min(235℃,21.6kg),仪征化纤;亚磷酸酯三本酯(TPPi)㊁无水磷酸二氢钠(AMSP)㊁焦磷酸二氢二钠(DSDP)和酸式焦磷酸钠(SAPP),中国医药集团上海化学试剂公司;受阻酚抗氧剂1010和亚磷酸酯抗氧剂168,IRGANOX,BASF;短切玻璃纤维(长度3mm,直径9~13μm,其表面经过硅烷偶联剂处理,303A),重庆国际复合㊂1.2 主要设备及仪器STS35MC 11同向双螺杆挤出机,科倍隆(南京)机械有限公司;SHR-10高速混合机,张家港白熊科美机械公司;UN90SM 注塑机,广东伊之密精密注压科技有限公司;TTDJ-50悬臂梁冲击试验机,苏州卓旭精密工业有限公司;TTDJ-400HB 维卡热变形测定机,苏州卓旭精密工业有限公司;CMT6104微机控制电子万能试验机,美特斯工业系统(中国)有限公司;RL -11B1熔融指数仪,上海思尔达科学仪器有限公司;RH-6033A UL94水平&垂直燃烧实验箱,深圳市思特科技有限公司㊂1.3 样品制备将一定量的PC 放在120℃烘箱中干燥4~6h,将一定量PBT 和玻璃纤维放置80℃进行干燥4~6h㊂将PC,PBT 等粒料和抗氧剂等粉料加入高速混合机混合均匀㊂双螺杆挤出造粒,各区加热温度分别为210℃㊁220℃㊁230℃㊁240℃㊁56 广 州 化 工2020年4月250℃㊁270℃㊁270℃㊁270℃㊁265℃㊁260℃㊂从主喂料斗加入预混合均匀的粒料和粉料,从侧喂料斗加入纤维㊂调控主㊁侧喂料速率以实现控制纤维在复合材料中的含量(挤出速率为400rpm,喂料速度280rpm)㊂将造出的粒料在110℃烘箱烘4~6h,随后进行注塑,制备所需要的样条(注塑温度240~260℃,注塑压力70~80MPa,模温为70℃)㊂1.4 性能测试拉伸性能㊁常温(23℃)低温(-30℃)悬臂梁冲击性能和弯曲性能的测定分别按ASTM D638㊁ASTM D256和ASTM D790执行,其中HDT按照ASTM D648,负荷为1.82MPa㊂燃烧性能按照UL94标准执行,厚度为1.5mm㊂MFR按ASTM D1238测试,温度250℃,负荷为5kg㊂2 结构与讨论2.1 PC/PBT配比对材料性能的影响PC具有突出的冲击性能㊁透明性和尺寸稳定性,优良力学性能㊁电绝缘性等优异性能[4],已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料㊂PC的分子量及其分布是影响PC热稳定性的主要因素,分子量越大,分布指数越小,低分子含量越低,则PC热稳定性越好[5]㊂PBT具有强度高㊁耐疲劳性㊁尺寸稳定㊁蠕变也小,耐热老化性,耐溶剂性等性能,是制造电子㊁电器零件的理想材料㊂根据注塑件的大小选择不同流动性的基础树脂,本实验选择MFR为12g/10min(300℃,1.2kg)的PC树脂和MFR为20g/10min(235℃,21.6kg)的PBT树脂㊂配方中控制PC/PBT配比,加入0.3phr抗氧剂1010㊁0.2phr抗氧剂168和0.5phr润滑剂,制成样条测试MFR,拉伸强度,缺口冲击强度和HDT,所得数据如表1所示㊂从表1中可以看出,随着PBT含量的增加,材料的MFR呈逐渐升高趋势,流动性能越来越好,拉伸强度㊁弯曲强度总体表现先下降后上升趋势但变化不大,缺口冲击强度和HDT呈下降趋势㊂对于常温冲击,PBT含量小于40phr时材料的冲击强度变化不大,但PBT含量超过40phr后冲击强度下降明显㊂混合体系更多地体现PC的特性,材料的力学性能就越好,这与李文强[6]研究工作相吻合㊂从而确定PC/PBT比例范围为6/4~8/2,以7/3进行进一步配方研究㊂表1 PC/PBT配比对材料性能影响Table1 Effect of PC/PBT ratio on material propertiesPC/PBT MFR/(g/10min)拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa缺口冲击度(23℃)/(J/m)HDT(1.82MPa)/℃9/1956904001308/21554882001207/32450831401006/429438290855/538458050824/648428148753/756488249682/8685283.545661/98055854065 2.2 酯交换抑制剂的选择对材料性能的影响PC/PBT含有大量的反应性酯基基团,在通过熔融共混法制备共混物的过程中,不同酯基之间容易发生酯交换反应,导致共混物从物理共混状态向嵌段共聚物转变,最终生成单相无规共聚物,每一次热历史都会导致产品性能劣化,酯交换反应严重影响材料性能㊂聚合物中残留的钛催化剂同样催化酯交换反应,在实验中,通常选用亚磷酸盐和磷酸等来与残留钛发生络合反应来抑制酯交换反应㊂本实验室中选用亚磷酸酯三本酯(TPPi)㊁无水磷酸二氢钠(AMSP)㊁焦磷酸二氢二钠(DSDP)和酸式焦磷酸钠(SAPP)作为抑制剂对PC/PBT共混物进行研究㊂表2 不同酯交换抑制剂对材料性能的影响Table2 Effect of different transesterification inhibitorson material properties酯交换抑制剂MFR/(g/10min)拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa缺口冲击强度(23℃)/(J/m)HDT(1.82MPa)/℃无245083140100 TPPi26528415598 AMSP165688190110 SAPP215587185109 DSDP185485170108配方中PC/PBT/酯交换抑制剂/抗氧剂/润滑剂=70/30/ 0.2/0.5/0.5phr,样品的性能测试结果如表2所示㊂分析表2中数据,除了TPPi,配方中加入酯交换抑制剂,拉伸强度㊁弯曲强度变化不大,但HDT和缺口冲击强度明显升高,其中加入AMSP常温缺口冲击强度和HDT最高,分别为190J/m和110℃,MFR值下降明显㊂主要是酯交换发生使得聚合物结构重排[7],使得分子不稳定,热稳定性能下降,同时破坏PBT结晶,也使得体系中PC相的玻璃化转变温度下降[8],所以酯交换抑制剂加入表现低的MFR值以及导致拉伸强度㊁弯曲强度㊁HDT和缺口冲击强度不同程度升高㊂酯交换抑制剂TPPi使得HDT降低,可能是其增塑作用[9],增大高聚物分子链的距离,降低分子链间相互作用使得分子链更容易活动,这一点也从MFR值的升高得到证明㊂综合性能AMSP表现最佳,以下选用AMSP继续进一步研究㊂2.3 抗冲改性剂的选择对材料性能的影响PC属于半韧性材料,PBT由于半结晶属于脆性材料,两者都对缺口敏感,若提高合金材料的韧性,抗冲改性剂选择至关重要,单一抗冲改性剂往往达不到全性能要求㊂本实验也旨在于探究出的PC/PBT合金材料既要有极好的常温及低温悬臂梁缺口冲击强度,又要不失纯PC/PBT材料的刚性及耐热性,典型的测试指标是弯曲强度和HDT㊂传统的抗冲改性是在配方中加入玻璃化转变温度较低的弹性体材料,如EVA㊁EPDM㊁POE或其马来酸酐接枝物,然而该类材料的加入会大大降低材料的刚性及耐热性㊂为了寻找到一种既能改善悬臂梁缺口冲击强度,又不会大幅降低拉伸强度㊁弯曲强度和HDT的抗冲改性剂体系,我们在上面结果上继续添加12phr抗冲改性剂,选用了苯乙烯共聚物ABS(A)㊁甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯MBS(B)㊁丙烯酸类ACR(C)和功能树脂(D),以及MBS和功能树脂复配(6phr B+6phr D)㊁ACR和功能树脂复配(6phr C+ 6phr D)进行比较㊂在图1a中,加了抗冲改性剂,HDT整体下降,这由于抗冲改性剂耐热性较差,从而使共混体系HDT下降[10],其中添加功能树脂以及MBS和功能树脂复配表现弯曲强度显著升高,HDT轻微下降,在6种抗冲剂体系显示高的弯曲强度和HDT㊂从图1b中看出,材料中添加不同抗冲改性剂,拉伸强度变化不大,但常温和低温缺口冲击强度变化很大,其第48卷第7期廖永江,等:高性能PC /PBT 合金材料的制备57 中两种复配抗冲改性剂表现高的冲击韧性,故选用复配的功能树脂和MBS 复配(B+D)进行下一步研究㊂图1 不同抗冲改性剂对材料弯曲强度和HDT(a)以及冲击强度和拉伸强度(b)的影响Fig.1 Effect of different impact modifiers on bending strength andHDT (a)and impact strength and tensile strength (b)2.4 玻璃纤维㊁阻燃剂添加及相容剂选择对材料性能的影响图2 不同相容剂对材料HDT㊁拉伸强度和弯曲强度(a)以及常温(23℃)㊁低温(-30℃)冲击强度(b)的影响Fig.2 Effect of different compatibilizers on HDT,tensile strengthand bending strength (a)and impact strength (b)at room temperature (23℃)and low temperature (-30℃)PC /PBT 合金材料的性能优劣与基体相容性有很大相关性,PC 与PBT 相容性不是很好,简单共混会发生相分离,评价这种相容性可以从相互作用参数解释,其值越小,表明相容性越好[6]㊂PC 和PBT 临界相互作用参数为0.025,不同配比的PC /PBT 相互作用参数都大于临界值,故PC 和PBT 部分相容,选择合适相容剂尤为重要㊂我们进一步添加3phr 相容剂,选择EMA-G -MAH(A)㊁POE -G -MAH(B)㊁EVA -G -MAH (C)㊁EBA-G-MAH(D)和PC /PBT 酯交换产物PC-PBT 共聚物(E)进行了性能比较㊂为了继续提高材料的拉伸强度㊁弯曲强度和HDT [11-12]以及阻燃性能,在实验中添加质量分数30%的玻璃纤维和10phr 双酚A 双(二苯基磷酸酯)(BDP)[13]㊂经测试,添加阻燃剂BDP,材料从UL94V-2达到V-0等级㊂从图2a 看出,拉伸强度㊁弯曲强度和HDT 都明显升高,这是由于玻璃纤维的添加增强了材料,也提高了材料的高温尺寸稳定性㊂其中添加PC -PBT 共聚物表现最大的HDT (126℃)㊁拉伸强度(137MPa)和弯曲强度(210MPa)㊂同时玻璃纤维的加入导致冲击强度下降(图2b),其中添加PC-PBT 共聚物表现最大常温和低温冲击强度,分别为129和100J /m㊂从试验可以确定,运用少量PC-PBT 共聚物作为相容剂,能高效的改善PC /PBT 的相容性㊂3 结 论(1)文章探究了PC /PBT 配比㊁不同酯交换抑制剂(TPPi㊁AMSP㊁DSDP㊁SAPP)㊁不同抗冲改性剂(ABS㊁MBS㊁ACR㊁功能树脂)和阻燃剂的添加㊁玻璃纤维的添加和不同相容剂(EMA-G -MAH㊁POE -G -MAH㊁EVA -G -MAH㊁EBA -G -MAH㊁PC-PBT 共聚物)对材料性能影响㊂其中PC /PBT =7/3,选用AMSP 酯交换抑制剂㊁MBS 和功能树脂的复配㊁PC-PBT 共聚物相容剂,材料综合性能最佳㊂(2)添加双酚A 双(二苯基磷酸酯)(BDP)阻燃剂,材料阻燃性能达到UL94V-0阻燃等级,符合阻燃要求㊂(3)添加玻璃纤维后,材料在悬臂梁缺口冲击强度达到125J /m 时,拉伸强度也达到135MPa,弯曲强度达到210MPa㊂材料表现优异的耐高温性能,本实验样品热变形温度(HDT)能达到126℃,能够满足汽车等领域需求㊂参考文献[1] 刘洲.PC /PBT 塑料后防撞梁的应用研究//中国汽车工程学会(China Society of Automotive Engineers).2018中国汽车工程学会年会论文集[C].中国汽车工程学会(China Society of Automotive Engineers):中国汽车工程学会,2018:3.[2] 赵利平,陈裕和,陈德根.汽车后视镜注射模设计[J].模具制造,2013,13(6):46-50.[3] 何伟壮.有机硅阻燃PBT 及其合金的制备与性能研究[D].杭州:杭州师范大学,2017.[4] 陈科,周文君,吕群,等.PC /聚硅氧烷体系的力学性能和阻燃性能[J].塑料,2010,39(6):92-96.[5] 杜振霞,饶国瑛,南爱玲.聚碳酸酯分子量及其分布㊁热稳定性研究[J].高分子材料科学与工程,2001(2):53-56.[6] 李文强.汽车用PC /PBT 合金材料性能的研究[D].上海:东华大学,2014.[7] 白绘宇,张勇,张隐西,等.酯交换反应稳定剂对PBT /PC 共混物性能和结构的影响[J].中国塑料,2004(3):23-26.[8] 艾军伟,董相茂,田征宇,等.无卤阻燃高韧性PC /PBT 合金的制备[J].塑料工业,2017,45(04):129-133.(下转第82页)82 广 州 化 工2020年4月水含量50%时所需时间,min -1;t 为吸附时间,min㊂对上式进行处理,可得到其对数表达式为:ln c Tc 0-c T=K YN t -τK YN (4)利用模型中计算的τ值,就可以计算动态饱和吸附容量q e -YN :q e -YN =c 0vτm(5)式中,v 为进料流量,mL /min;m 为分子筛的质量,g㊂采用Yoon-Nelson 模型对3A 分子筛的吸附穿透曲线进行拟合,拟合结果如表3和图5所示㊂表3 3A 分子筛吸附穿透曲线的Yoon-Nelson 模型拟合参数Table 3 The fitting parameters of adsorption breakthrough curves of 3A molecular sieve by Yoon-Nelson model实验条件K YN /(1/h)τ/h t 0.5/h q e -YN /(mg /g)相关系数R 2c 0=3000mg /kg v =5mL /min 0.0721656.4655132.660.9713c 0=10000mg /kg v =2mL /min0.1151952.3553165.140.9701图5 3A 分子筛吸附穿透曲线的Yoon-Nelson 模型拟合效果Fig.5 The fitting results of adsorption breakthrough curvesof 3A molecular sieve by Yoon-Nelson model 从表3和图5可以看出,Yoon-Nelson 模型的拟合效果较好,相关系数(R 2)均在0.97以上,并且模型预测得到的出料水含量为进料水含量50%时所需的时间τ与实验值t 0.5较接近,说明模拟计算的结果比较准确㊂3 结 论(1)测定了N,N-二甲基乙酰胺中微量水在3A㊁4A 和5A 分子筛上的吸附平衡数据,其中3A 分子筛的平衡吸附容量最大,可作为脱水吸附剂;测定了不同温度下3A 分子筛的吸附等温曲线,并采用Langmuir 方程进行了拟合,拟合效果较好,相关系数(R 2)均在0.98以上;在20~35℃温度区间内,升高温度能适当提高饱和吸附容量,对吸附有利,但是继续升高温度至45℃,则饱和吸附容量会略有下降㊂综合考虑,适宜的吸附操作温度为25℃或常温㊂(2)利用固定床吸附装置测定了3A 分子筛在不同流量和初始水含量下的吸附穿透曲线,3A 分子筛可以将N,N-二甲基乙酰胺中的微量水分脱除至200mg /kg 以下,流量越小㊁起始水含量越低,穿透时间就越长;使用Yoon-Nelson 模型对吸附穿透曲线进行了拟合,拟合效果较好,相关系数(R 2)均在0.97以上,并且模型预测结果与实验结果一致,说明模拟计算的结果比较准确㊂(3)分子筛吸附脱水法可以与现有精馏法进行组合,先采用精馏法初步脱水至3000~10000mg /kg,再采用分子筛吸附脱除微量水分至200mg /kg 以下,可以降低总的脱水工艺的能耗㊂本文的研究结果可作为N,N-二甲基乙酰胺吸附脱水工艺的设计依据㊂参考文献[1] 黄石峰,郑育英,付成波.3A 分子筛对乙酸乙酯溶液中微量水分吸附及再生的研究[J].广东化工,2013,40(1):19-20.[2] 卢瑶瑶,栾英豪,杨景辉.4A 分子筛吸附甲基丙烯酸甲酯中水份的研究[J].塑料工业,2011,39(7):76-78.[3] 韩卓珍,张光友.分子筛脱除偏二甲肼微量水静态吸附研究[J].化学推进剂与高分子材料,2014,12(6):93-97.[4] 范荣玉,吴方棣.分子筛吸附脱除乙醇中微量水的研究[J].武夷学院学报,2013,32(2):60-64.[5] 韩卓珍,张光友,范春华,等.偏二甲肼水溶液在3A 分子筛上的吸附平衡与动力学研究[J].火炸药学报,2015,38(2):93-98.[6] 姜洋,张永强,王志伟,等.分子筛吸附甲基丙烯酸甲酯中微量水分的研究[J].无机盐工业,2006,38(12):29-31.[7] 徐春玲,方世东,钱焕江.乙醇脱水3A 分子筛吸附剂吸附性能的研究[J].广州化工,2018,46(11):41-43.[8] 刘健,居沈贵.4A 分子筛吸附净化乙二醇二甲醚中微量水研究[J].化学工程,2006,34(9):9-12.(上接第57页)[9] 李文强,王依民,王斌.PC /PBT 酯交换抑制对材料性能影响的研究[J].塑料制造,2014(3):74-80.[10]钱志国,尹继磊,李正梅,等.耐化学高抗冲PC /PBT 合金的制备[J].工程塑料应用,2016,44(1):63-66.[11]朱亚峰.玻璃纤维增强PC /PBT 共混体系力学性能的研究[J].工程塑料应用,2009,37(9):25-28.[12]陈晶斌,潘勇军,黄岐善.玻纤增强PC /PBT 合金的结晶行为[J].工程塑料应用,2017,45(9):38-41,46.[13]周延辉,高觉渊.芳基磷酸酯对PC /PBT 合金阻燃性能和酯交换反应的影响[J].化工新型材料,2012,40(2):123-126.。
磷系阻燃剂双酚A对二苯磷酸酯(BDP)的工业合成摘要本文对磷系阻燃剂双酚A对二苯磷酸酯(BDP)进行在工厂合成介绍。
以三氯氧磷、双酚 A和苯酚为原料, 在催化剂作用下合成四氯双酚 A磷酸酯单体 (中间体) , 再与苯酚缩聚合成双酚 A四苯基双磷酸酯。
目前所合成的阻燃剂应该是 BDP 和二聚物为主要成分的混合物。
本文简单的介绍了BDP目前的几种生产方法以及市场状况,该中间体的市场巨大,该工艺具有良好的经济效益。
本文详细介绍了工厂中生产该产品的操作过程,提及到整个生产工艺流程,以及DCS详细操作的参数信息。
通过制品分析,讲述了生产过程中的IPC控制、温度控制、搅拌控制等对生产的影响。
工艺改进方面对比了原生产工艺进行了部分设备改进,以及完成了从一次性入料至分段入料的重大改进,减少工程时间(回收氧磷保持时间缩短165min);大大降低了DIP管的堵塞频率,减少因更换DIP管而造成的工程延误。
目前仍采用低TPPO品的摩尔比配方(3.3:1)是对企业产品稳定性的措施。
化工生产具备一定的不确定性和危险性,所以生产工艺和设备还需要持续优化和改进。
该产品的生产有有毒物质的参与,本文还介绍了工厂生产的安全防范知识,在工厂中操作要提高个人安全素质,避免危险的发生,不能避免的要做好个人防护。
关键字:BDP 工艺流程DCS 工艺改进分段入料The industrial synthesis of phosphorus-based flame retardant bisphenol Adiphenyl phosphate (BDP)AbstractIn this paper, a phosphorus flame retardant bisphenol A diphenyl phosphate ( BDP ) introduced in the factory synthetic .Phosphorus oxychloride , bisphenol A and phenol as raw materials,Tetrachloro- bisphenol- A in the catalyst synthesis of phosphoric acid ester monomer (Intermediate ),With phenol , polycondensation synthesis bisphenol A 4 - phenyl- bisphosphate .Currently , the synthesis of flame retardants should be BDP and dimer as a main component of the mixture .This paper describes the factory production of the product during the operation , referring to the entire production process , as well as the detailed operation of DCS parameter information.Tells the story of the IPC in the production process control, temperature control , stirring control the impact on production .Process improvement compared the original production process were part of the equipment improved , and the completion of a significant improvement from the one-time feed to the sub- feed ,Reduce engineering time ( recovery of phosphorus oxychloride keep time 165min ) ; greatly reduces the frequency of DIP tube blockage , reducing slippage caused by the replacement of DIP tube.The product involved in the production of toxic substances , the article also describes the plant security knowledge to effectively do a good job the production of personal protective measures .Keywords : BDP;Process;DCS;Process;improvement;Segmented feed目录1.前言 (1)1.1背景......................................................................................................... 错误!未定义书签。
双酚A双(二苯基磷酸酯)的合成研究作者:应富友来源:《科技创新与应用》2014年第27期摘要:文章利用双酚A和氯磷酸二苯酯合成双酚A双(二苯基磷酸酯),采用单因素法分别对物料比、反应温度、反应时间和溶剂等因素对反应的影响进行讨论,确定了最优的工艺条件:物料比为2.1:1,反应温度为35℃,反应时间为4h,溶剂为苯。
关键词:双酚A;氯磷酸二苯酯;双酚A双(二苯基磷酸酯);阻燃剂引言高分子材料一般都是易燃和可燃的,容易引发火灾事故,已成为日益严重的社会问题,而解决合成材料使用的安全性,最有效的方法就是加入阻燃剂[1]。
本试验选择通过双酚A修饰氯磷酸二苯酯的分子结构,合成双酚A双(二苯基磷酸酯)。
一方面,试图通过双酚A的双羟基缩合,来增加产品的含磷量。
据报道BDP是一类重要的磷系阻燃剂,和传统的单磷酸酯阻燃剂相比,具有与聚合物基材相容性好、耐迁移、耐挥发、耐辐射、毒性低、阻燃效果持久等优点。
作为添加型阻燃剂,近年来受到极大的关注,被广泛应用于热塑性塑料、橡胶和化纤等领域[2]。
国外已有该产品的生产,但国内目前尚无工业化的报道,有很大的发展空间。
另外一方面,试图通过苯芳香族化合物来增加氯磷酸二苯酯分子中的苯环,增强合成产品的共轭体系,使其紫外吸收谱线向中长波方向红移。
从而使产品在应用中,能赋予被阻燃基材阻燃和紫外吸收双性能。
1 合成方法将0.1mol双酚A及某一种无水溶剂加入配备有球形冷凝管、磁力搅拌器、温度计、滴液漏斗的500mL四口瓶中,搅拌溶解,加入一定量的氯磷酸二苯酯,升温到特定温度,将0.12mol催化剂三乙胺加入滴液漏斗中,控制内温,缓慢的滴加(控制在1d/2s左右),HPLC 跟踪反应,当双酚A峰消失后,停止反应,即得DBP粗产品,分析产物含量。
粗产品冷却到室温,过滤去三乙胺盐酸盐,再减压蒸干溶剂,用热水洗三次,然后加入95%乙醇重结晶(溶解后,冷却到0℃下搅拌),析出白色结晶体,用小量乙醇淋洗三次,抽干,放入气流干燥器中干燥至垣重,测定含量和计算收率。
芳香族双磷酸酯复配体系阻燃PPO/HIPS的制备与阻燃性能聚苯醚(PPO)具有优良的综合性能,使用温度范围广,吸水性小。
缺点是熔体黏度大,流动性差,软化温度在300℃以上,而高温加工(330℃以上)又易发生热氧降解,加工成型困难和能耗过大,实际应用推广受限制。
1967年美国GE塑料公司成功地通过与PS,特别是与HIPS合金化,开发出商品名为Noryl的改性PPO,加工性能大为提高,基本保留了PPO的原有特性,因此PPO绝大部分是以改性产品出售和应用的,之后改性聚苯醚获得了迅速发展。
是工程塑料中典型且用途广、发展前景广阔的塑料合金,在电子电气、家用电器、办公自动化设备、汽车、建筑、航空和军工等领域具有广泛的用途,成为发达国家垄断核心产品之一。
消费居领先的日本、北美和欧洲的消费结构不同,日本以办公室设备、电子电器为主,而美国以汽车为主的运输工业消费居首位。
在PPO/HIPS中,用不同的方法加入不同的阻燃剂,制成阻燃型PPO/HIPS合金,可以达到抑制火蔓延、阻止燃烧、离火自熄的目的。
方法通常有两种:一种是用含有阻燃元素的原料(即反应型阻燃剂)合成,属于化学方法;另一种是在制品(材料)成型过程中加入阻燃剂(即添加型阻燃剂),属于物理方法。
由于全球阻燃剂无卤化的趋势,使磷系阻燃剂在工程塑料上得到了迅速的发展,一系列添加型磷系阻燃剂已经应用于热固性树脂。
双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)和间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)这类芳香族双磷酸酯阻燃剂,具有分子量大、蒸气压低、热稳定性高等优点,能赋予材料较好的阻燃效果和阻燃持久性。
笔者采用BDP,RDP和三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)复配添加到PPO/HIPS合金中,制复配制备了阻燃环氧树脂纳米备了阻燃PPO/HIPS合金,另外采用添加纳米SiO2复合材料。
通过氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL94V阻燃性)、热失重分析(TG)等分析了阻燃PPO/HIPS合金的阻燃作用和阻燃机理。