專利名稱：五溴芐基烷基醚及其作為防火劑的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供新的在聚合物中用作高效阻燃劑的五溴芐基烷基醚類化合物。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種含有該五溴芐基烷基醚類的阻燃聚合物組合物。術(shù)語(yǔ)防火劑和阻燃劑在此作為同義詞使用。
背景技術(shù)：
已知含有五溴芐基部分的化合物是阻燃劑。五溴芐基丙烯酸酯(EP481126)，五溴芐基對(duì)苯二酸酯(DE 33 20 333)，和五溴芐基四溴鄰苯二甲酸酯(EP 47866)據(jù)報(bào)道用于阻燃劑聚合物組合物中。所有上述化合物是羧酸的酯。一般了解的是，酯基對(duì)于水解、尤其是在酸或堿的存在下相當(dāng)不穩(wěn)定。酯的這種水解性分解妨礙了其在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用。
雖然通常認(rèn)為，含溴組合物提高聚合物的阻燃性，但許多含溴化合物令人不滿意是因?yàn)槠洳环€(wěn)定性。已知此類化合物在摻混到聚合物中時(shí)發(fā)生脫溴化氫反應(yīng)。
因此需要保持其對(duì)水解、尤其是在酸或堿的存在下的穩(wěn)定性的防火劑。此外，還需要含溴防火劑在摻混到聚合物中時(shí)具有抗脫溴化氫作用的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種含溴防火劑，其具有優(yōu)異的防火性。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣的防火劑，其在酸或堿的存在下保持其對(duì)抗水解和/或分解的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的另一目的在于提供當(dāng)摻混在聚合物中消除不利的脫溴化氫過(guò)程的防火劑。
本發(fā)明的另一目的在于提供含有所述的含溴防火劑的防火聚合性和含聚合物的組合物。
本發(fā)明提供具有非常滿意的阻燃特性(性質(zhì))同時(shí)保持其對(duì)不利過(guò)程(例如脫溴化氫反應(yīng)和水解)的穩(wěn)定性的新型五溴芐基烷基醚類化合物。本發(fā)明進(jìn)一步提供含有具有優(yōu)良防火性的所述新型五溴芐基烷基醚類化合物的聚合性和含聚合物組合物。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)說(shuō)明內(nèi)容將顯而易見(jiàn)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供新的下式的五溴芐基烷基醚 其中-Z表示基團(tuán)-(Y-O)n-，其中Y是直鏈或支鏈-(C2-C8)亞烷基-，優(yōu)選-CH2CH2-和-CH2CH(CH3)-；-n表示2-4的整數(shù)；-k可以是0或1；R1表示氫，直鏈或支鏈-(C1-C10)烷基，直鏈或支鏈-(C2-C10)亞烷基-OH，烯丙基，或1，2-二溴丙基；條件是當(dāng)k為0時(shí)，R1表示直鏈或支鏈-(C4-C10)烷基或直鏈或支鏈-(C2-C10)亞烷基-OH，并且當(dāng)k是1時(shí)，R1表示氫，直鏈或支鏈-(C1-C4)烷基，烯丙基或1，2-二溴丙基。
進(jìn)一步提供一種制備所述的新化合物的方法，該方法通過(guò)脂族一-或二-醇或相應(yīng)的金屬醇化物與五溴芐基鹵化物，優(yōu)選溴化物反應(yīng)進(jìn)行制備。本發(fā)明的五溴芐基烷基醚類具有良好的水解和熱穩(wěn)定性，并且在熱塑性和熱固性樹(shù)脂中用作阻燃劑。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種含有所述的新型五溴芐基烷基醚類的防火聚合性和含聚合物的組合物。
本發(fā)明的所有上述和其他特性和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)下列舉例和其優(yōu)選實(shí)施方式的非限定性詳述更容易被理解。
優(yōu)選實(shí)施方式的詳述本發(fā)明的五溴芐基烷基醚類化合物通過(guò)五溴芐基鹵化物，優(yōu)選溴化物(PBBBr)與脂族一-和二-醇(或相應(yīng)的金屬醇化物)在堿存在或不存在下的反應(yīng)來(lái)制備。
與五溴芐基鹵化物、優(yōu)選與PBBBr反應(yīng)得到本發(fā)明的五溴芐基烷基醚類化合物的脂族醇(或相應(yīng)的金屬醇化物)可以用下式表示。
HO-(Z)k-R1其中Z，R1和k定義如上。
制備本發(fā)明的化合物的方法中使用的上式的脂族醇包括，特別是，二醇類例如乙二醇，二甘醇，三甘醇，四甘醇，丙二醇，一縮二丙二醇，二縮三丙二醇，三縮四丙二醇，和這些二醇的一醚例如甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，異丁基和烯丙基醚。該方法中使用的其他脂族醇可以是直鏈或支鏈醇，例如丁醇類，戊醇類，己醇類，辛醇類，壬醇類，癸醇類。
脂族二-醇也適用，例如1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，7-庚二醇，1，8-辛二醇，1，9-壬二醇，1，10-癸二醇。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，PBBBr和所述脂族醇的反應(yīng)是在強(qiáng)堿例如氫氧化鈉或氫氧化鉀的存在下，在有機(jī)溶劑或過(guò)量脂族醇的介質(zhì)中進(jìn)行。有機(jī)溶劑選自芳族化合物。尤其適宜的芳族溶劑是氯苯，鄰二氯苯，溴苯，均三甲苯，特別是甲苯和二甲苯。
該方法中使用的堿的有效量是1-1.5mol/1mol PBBBr，并且優(yōu)選1-1.2mol。
當(dāng)使用芳族溶劑時(shí)，式HO-(Z)k-R1的二醇一醚，其中Z表示-(Y-O)n-的量，或其中k為0的醇的量，可以是1-4mol醇、優(yōu)選1.5-3mol/1mol PBBBr的范圍內(nèi)。
當(dāng)該反應(yīng)在也用作溶劑的過(guò)量的式HO-(Z)k-R1的反應(yīng)性醇中進(jìn)行時(shí)，醇的量?jī)?yōu)選以相對(duì)于PBBBr的量的重量百分比來(lái)表示。所以，相對(duì)于PBBBr的用量計(jì)，這種情況中醇的過(guò)量是自200至多為1000％(重量)，優(yōu)選400-700％(重量)。醇的過(guò)量小于200％(重量)致使該反應(yīng)進(jìn)行得相當(dāng)繁瑣且有問(wèn)題，這歸因于難以攪拌PBBBr在醇中的高濃度混懸液。利用醇超過(guò)PBBBr的量1000％(重量)的過(guò)量，會(huì)由于需要循環(huán)大量的醇而帶來(lái)不便。
無(wú)論存在或不存在芳族有機(jī)溶劑，式HO-(Z)k-R1的二醇，其中Z表示-(Y-O)n-，(R1是H，Y和n定義如上)或式HO-(Z)k-R1的二醇，其中k是0且R1表示直鏈或支鏈-(C2-C10)亞烷基-OH，的量為5-18mol、并且優(yōu)選10-15mol/1mol PBBBr。相對(duì)大大過(guò)量的上述醇是用于減少不利的二-醚，也就是二醇和二元醇的二-五溴芐基醚所必須的。采用大于18mol醇/1mol PBBBr的摩爾比將由于需要循環(huán)較大量的醇而帶來(lái)不便。
該反應(yīng)是在40-150℃，優(yōu)選50-110℃的溫度下進(jìn)行。采用低于40℃的溫度導(dǎo)致低收率。另一方面，并不推薦采用高于150℃的溫度，因?yàn)樵谶@樣的溫度下，在強(qiáng)堿的存在下形成不利的分解產(chǎn)物。
氫氧化鈉或鉀是以固體形式使用。應(yīng)當(dāng)盡可能地從反應(yīng)混合物中除去水。當(dāng)使用氫氧化物的水溶液時(shí)，反應(yīng)主產(chǎn)物為五溴芐基醇和二-五溴芐基醚。
不使用堿也可以進(jìn)行該反應(yīng)。然而，由于PBBBr在不存在強(qiáng)堿的條件下對(duì)醇的反應(yīng)性明顯低的事實(shí)，因此該反應(yīng)必須在170-220℃的溫度下進(jìn)行。采用這樣高的溫度會(huì)利于不利分解產(chǎn)物的形成。
下列實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明某些化合物的制備和這些化合物在不同聚合物樹(shù)脂中作為阻燃劑的用途的具體實(shí)施方式
。下列實(shí)施例不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限定。
實(shí)施例1向一個(gè)安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的2升反應(yīng)器加入PBBBr(212g，0.37mol)和2-甲氧基乙醇(700g，10mol)。將形成的漿液加熱至105℃，隨后加入氫氧化鉀粉末(25.7g，0.39mol)。所得混合物在105℃下加熱3小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析驗(yàn)證)。室溫下過(guò)濾該固體，用水(300g)洗滌，除去溴化鉀。真空干燥殘余固體之后，得到182g(理論值的83％)的1-甲氧基-2-五溴芐氧基乙烷[五溴芐基-O-CH2-CH2OCH3]，為白色固體粉末的形式，熔點(diǎn)145-146℃。HPLC分析顯示純度為100％(面積％)。未反應(yīng)的2-甲氧基乙醇通過(guò)抽吸除去乙醇回收，且可以重復(fù)使用。
實(shí)施例2向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的2升反應(yīng)器中加入PBBBr(500g，0.88mol)，2-丁氧基乙醇(212g，1.8mol)和甲苯(800ml)。將形成的漿液加熱至55℃，隨后加入氫氧化鈉粉末(38g，0.9mol)。所得混合物在55℃加熱3小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析證實(shí))。最終的反應(yīng)混合物冷卻至室溫，過(guò)濾除去生成的溴化鈉，且完全抽提甲苯。其殘余的粘性液體與乙醇(11)在75℃下混和，并且不溶于乙醇的副產(chǎn)物組分二-(五溴芐基)醚可以通過(guò)熱過(guò)濾除去。結(jié)晶、過(guò)濾和真空干燥之后，得到426g(理論值的80％)的1-丁氧基-2-五溴芐氧基乙烷[五溴芐基-O-CH2CH2O(CH2)3CH3]，其為白色固體粉末的形式，熔點(diǎn)67℃。HPLC分析顯示純度為100％(面積％)。通過(guò)抽提除去乙醇回收未反應(yīng)的2-丁氧基乙醇，并且可以重復(fù)使用。
實(shí)施例3
向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的0.25升反應(yīng)器中加入二甘醇的一甲基醚(12g，0.1mol)，NaOH(1.6g，0.038mol)和鄰-二甲苯(80ml)。將反應(yīng)器內(nèi)容物加熱至70℃，隨后加入PBBBr(20g，0.035mol)。所得混合物在70℃下加熱2小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(HPLC分析)。最終反應(yīng)混合物的處理按照實(shí)施例1所述進(jìn)行。由此得到15.9g(理論值的75％)的1-(五溴苯基)-2，5，8-trioxanonane[五溴芐基-O-(CH2CH2O)2CH3]，其為白色固體粉末的形式，熔點(diǎn)83℃。HPLC分析顯示純度為99.5％(面積％)。
實(shí)施例4向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的2升反應(yīng)器中加入二甘醇(637g，6mol)和固體氫氧化鈉(16.8g，0.42mol)。將該混合物加熱至80℃，隨后在1.5小時(shí)內(nèi)分次加入PBBBr(226.2g，0.4mol)。該反應(yīng)漿液加熱1小時(shí)以上，且劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析證實(shí))。加入乙醇(0.751)，沉淀的固體徹底用50％乙醇水溶液11洗滌。真空干燥之后，得到217g(理論值的92％)的3，6-二氧雜-7-(五溴苯基)-庚醇-1[五溴芐基-O-(CH2CH2O)2H]，其為白色固體的形式，熔點(diǎn)117-120℃。HPLC分析顯示純度為98％(面積％)。產(chǎn)物含有2％二甘醇二五溴芐基醚。
實(shí)施例5向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的2升反應(yīng)器中加入PBBBr(453g，0.8mol)和1，6-己二醇(1134g，9.6mol)。將生成的漿液加熱至85℃，隨后加入氫氧化鈉粉末(36g，0.88mol)。所得混合物在85℃下加熱4小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析證實(shí))。真空(1mm Hg，100-105℃)下蒸餾除去過(guò)量二醇，并且可以重復(fù)使用。殘余物用回流的乙腈(11)處理，隨后熱過(guò)濾除去溴化鈉和二(五溴芐基)醚。結(jié)晶，過(guò)濾和真空干燥之后，得到337g(理論值的70％)的6-(五溴芐氧基)-己醇-1[五溴芐基-O-(CH2)6OH]，其為白色固體粉末形式，熔點(diǎn)81-83℃。HPLC分析顯示純度為98％(面積％)。
實(shí)施例6向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的1升反應(yīng)器內(nèi)加入2-乙基己醇-1(68.3g，0.525mol)，甲苯(400ml)和氫氧化鉀(17.3g，0.26mol)。將反應(yīng)器內(nèi)容物加熱至90℃，隨后加入PBBBr(102g，0.18mol)。該反應(yīng)混合物在90℃下加熱5小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌直至PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析證實(shí))。最終反應(yīng)混合物冷卻至室溫，過(guò)濾出溴化鈉，且完全抽提甲苯。殘余的粘性液體與0.151乙醇-水(80∶20)在75℃下混和，通過(guò)熱過(guò)濾除去二(五溴芐基)醚。在冰浴中結(jié)晶，過(guò)濾和真空干燥之后，得到88.7g(理論值的80％)的五溴芐基2-乙基己基醚[五溴芐基-O-CH2CH(C2H5)-(CH2)3CH3]。終產(chǎn)物室溫下為白色蠟的形式。HPLC分析顯示純度為99％(面積％).
實(shí)施例7向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器和迪安-斯達(dá)克榻分水器(Dean-Stark trap)的0.25升反應(yīng)器中加入2-烯丙氧基乙醇(7.2g，0.07mol)，甲苯(100ml)和氫氧化鈉(1.5g，0.037mol)。反應(yīng)器內(nèi)容物加熱回流，與甲苯共沸除去生成的水。使反應(yīng)器內(nèi)容物冷卻至90℃之后，加入PBBBr(20g，0.035mol)，且在90℃下加熱1小時(shí)后，PBBBr轉(zhuǎn)化完全(通過(guò)HPLC分析證實(shí))。最終的反應(yīng)混合物被冷卻至室溫，過(guò)濾出溴化鈉，且徹底抽提甲苯。殘余物由乙醇-二氯乙烷(3∶1)結(jié)晶得到16.8g(理論值的81％)的1-烯丙氧基-2-五溴芐氧基乙烷[五溴芐基-O-CH2CH2OCH2CH＝CH2]，其為米色固體粉末形式，熔點(diǎn)87-88℃。HPLC分析顯示純度為99.6％(面積％)。
實(shí)施例8向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器和與真空泵相連的迪安-斯達(dá)克榻分水器的0.25升反應(yīng)器中，加入一縮二丙二醇的一甲基醚(26.6g，0.18mol)，甲苯(100ml)和氫氧化鈉(4g，0.1mol)。反應(yīng)器內(nèi)容物在810mbar的減壓下加熱回流(105℃)，與甲苯共沸除去生成的水。通過(guò)逐漸使壓力減小至65mbar使反應(yīng)器內(nèi)容物冷卻下來(lái)同時(shí)回流。當(dāng)溫度為35℃時(shí)，使反應(yīng)器中的壓力等于大氣壓，并且加入PBBBr(50g，0.088mol)。將該反應(yīng)混合物在70℃下加熱2小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌，直至無(wú)法檢測(cè)到PBBBr(HPLC分析)。該反應(yīng)混合物冷卻至室溫，用濃鹽酸中和至pH 7。過(guò)濾出生成的溴化鈉，并且徹底抽提甲苯。在80-120℃(15mbar)下蒸餾除去過(guò)量的一縮二丙二醇的一甲基醚。過(guò)濾熱混合物除去痕量副產(chǎn)物二(五溴芐基)醚。殘余物用50ml水在70℃下洗滌兩次。真空干燥之后，得到51.5g(收率92％)一縮二丙二醇甲基五溴芐基醚[五溴芐基-O-(C3H6O)2CH3]，其為澄清琥珀色液體的形式。HPLC分析顯示純度大于99％(面積％)。該產(chǎn)物為異構(gòu)體的混合物。
實(shí)施例9向安裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)和與迪安-斯達(dá)克榻分水器相連的回流冷凝器的2升反應(yīng)器中，加入一縮二丙二醇(322g，2.4mol)，甲苯(600ml)和氫氧化鈉(18g，0.44mol)。將反應(yīng)器內(nèi)容物加熱回流，與甲苯共沸蒸餾除去生成的水。冷卻反應(yīng)器內(nèi)容物至50℃后，加入PBBBr(226g，0.4mol)。該反應(yīng)混合物在70℃下加熱2小時(shí)，同時(shí)劇烈攪拌，直至無(wú)法檢測(cè)到PBBBr(HPLC分析)。最終的反應(yīng)混合物冷卻至室溫，用濃鹽酸中和至pH 7。徹底抽提甲苯，過(guò)量的一縮二丙二醇隨后在105-108℃(1-2mbar)下蒸餾除去。熱液體殘余物用400ml水在80℃下洗滌4次，隨后過(guò)濾除去痕量的二(五溴芐基)醚。真空干燥后，得到220g(90％收率)的一縮二丙二醇五溴芐基醚[五溴芐基-O-(C3H6O)2H]，其為米色蠟形式。HPLC分析顯示純度大于99％(面積％)。產(chǎn)物為異構(gòu)體的混合物。
本發(fā)明的新型混合物當(dāng)被摻入到多種聚合物或含聚合物組合物中時(shí)是高效阻燃劑。一般地，本發(fā)明的新化合物在廣泛多樣的高分子組合物中用作阻燃劑，例如，氯化聚乙烯，聚乙烯，聚丙烯，苯乙烯樹(shù)脂，高抗沖聚苯乙烯，聚氯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，彈性和剛性聚氨酯，環(huán)氧樹(shù)脂，不飽和聚酯樹(shù)脂等。特別是，本發(fā)明的化合物在聚氨酯中是高效阻燃劑。本發(fā)明的新化合物當(dāng)摻入含聚合物組合物中時(shí)也用作防火劑。在此使用的此類組合物是還含有其他組分(除本發(fā)明的防火劑以外)的聚合物組合物。所述的組分可以是，但不限于，催化劑、抗氧劑、抗滴流劑等。在含聚合物組合物中，聚合物組分可以是上述聚合物中的任一種。
本發(fā)明的新化合物為特定聚合物或含聚合物組合物提供在商業(yè)上滿意的阻燃性所必須的量可以在寬范圍內(nèi)變化。通常，本發(fā)明的阻燃材料的用量為聚合物的約1-50％(重量)。優(yōu)選，采用約3-約30％。通常，可以采用將阻燃劑摻入聚合物材料中的任何適當(dāng)?shù)囊阎椒ā?br> 下列實(shí)施例證實(shí)本發(fā)明的五溴芐基烷基醚在不同聚合物中作為阻燃劑的可利用性。
實(shí)施例10在本實(shí)施例中，用顆粒形式的聚丙烯(聚丙烯與丙烯-乙烯橡膠的嵌段共聚物，Capilene SG-50，Carmel Olefins的商標(biāo))作為聚合物樹(shù)脂。將分別以相當(dāng)于22wt％溴的量的不同的五溴芐基烷基醚類和作為增效劑的11wt％氧化銻與聚丙烯混和。當(dāng)使用時(shí)，將抗氧化劑和抗滴流劑的常規(guī)量加入到該含聚合物的混合物中。在55cm3體積容量的Brabender內(nèi)混和器中以50轉(zhuǎn)/分鐘和190℃下混和不同時(shí)間。通過(guò)在200℃下于熱壓機(jī)中壓縮模制制備厚度為3.2mm的樣本，冷卻至室溫且切割為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)塊。
可燃性通過(guò)按照ASTM D-2863-99的限制氧指數(shù)法(limitingoxygen index method)(下面稱作″LOI″)進(jìn)行測(cè)試。LOI定義為氧和氮的混合物中的、在實(shí)驗(yàn)條件下正好支持阻燃聚合物燃燒時(shí)的氧的最小濃度(％vol)。五溴芐基烷基醚類作為阻燃劑的可利用性如表1所示含有五溴芐基烷基醚類的全部制劑比單純聚合物具有明顯更高的LOI。
表1
●各制劑含有22wt％溴實(shí)施例11在本實(shí)施例中，聚苯乙烯(或者高抗沖聚苯乙烯(HIPS)-Styron472，Dow的商標(biāo)，或丙烯醛基-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)-Magnum 3404，General Electric的商標(biāo))用作聚合物樹(shù)脂。將不同的五溴芐基烷基醚類以相當(dāng)于6％，11％或12％溴含量的量與作為增效劑的氧化銻，如表2所示與顆粒形式的聚合物混合。當(dāng)使用時(shí)，將抗氧化劑和抗滴流劑的常規(guī)量加入到該含聚合物的混合物中。在55cm3體積容量的Brabender內(nèi)混和器中以50轉(zhuǎn)/分鐘和200℃下混和預(yù)定時(shí)間。通過(guò)在200℃下于熱壓機(jī)中壓縮模制制備厚度為3.2mm或1.6mm的樣本，冷卻至室溫且切割為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)塊。可燃性通過(guò)按照ASTM D-2863的限制氧指數(shù)法(如上所述)，和利用兩個(gè)連續(xù)10秒間隔使用標(biāo)準(zhǔn)燃燒器火焰的底部點(diǎn)火通過(guò)UL-94實(shí)驗(yàn)(Underwriters Laboratories)進(jìn)行測(cè)試。在UL-94方法的條件下，各組合物測(cè)試5個(gè)試驗(yàn)塊。在1.6和3.2mm厚度下，可以達(dá)到苯乙烯聚合物的寬范圍阻燃性(UL-94評(píng)定為V-2或V-0)，表示本發(fā)明的新型五溴芐基烷基醚類提供了高水平的阻燃效果。
表2
實(shí)施例12在本實(shí)施例中，標(biāo)準(zhǔn)彈性聚氨酯泡沫用作聚合物基質(zhì)。將不同的五溴芐基烷基醚類化合物以表3所示的不同量加入其中。所述的醚作為與異丙基化三苯基磷酸酯(Phosflex 31L ex Akzo Nobel)的75∶25混合物加入。稱重多元醇(100份多元醇/百份樹(shù)脂(phr))、水(4.2phr)、表面活性劑(1.1phr)、阻燃劑和催化劑，利用高速混和器在約3000rpm下混和。本實(shí)施例使用的多元醇是帶有末端羥基的聚醚。分子量為約4800，羥基數(shù)為46mg KOH/g。在防護(hù)罩下加入TDI(54.8phr)，混和10秒，包括傾倒時(shí)間在內(nèi)(當(dāng)加入TDI時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))。TDI是2，4-和2，6-甲苯-二異氰酸酯的80∶20混合物。將該混合物隨后快速傾入尺寸為33×20×20cm3的盒子(shoebox)內(nèi)。常規(guī)乳霜時(shí)間(從加入TDI時(shí)開(kāi)始直至開(kāi)始生成泡沫)對(duì)于所有制劑來(lái)說(shuō)是約15秒。常規(guī)吹滅時(shí)間(由加入TDI時(shí)刻開(kāi)始至停止生成泡沫且上表面突然釋放CO2)為約130-140秒。在防護(hù)罩下使所得小包冷卻24小時(shí)，除去盒且切割為30×7.5×1.27cm3樣本。至少測(cè)試10個(gè)樣本，在調(diào)節(jié)至室溫和50±5％相對(duì)濕度24小時(shí)后各制劑取5個(gè)樣本，并且各制劑的另一組5個(gè)樣本在104℃下老化24小時(shí)。樣本在特定櫥柜中經(jīng)受直立燃燒實(shí)驗(yàn)，按照California TB 117，Section A，Part I的要求?？扇夹酝ㄟ^(guò)底部點(diǎn)火12秒間隔、利用具有40mm長(zhǎng)度的直立燃燒器火焰進(jìn)行測(cè)試。為了使制劑通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，要求最大燒焦長(zhǎng)度小于20cm，平均燒焦長(zhǎng)度小于15cm，平均后燃燒時(shí)間(after-flame time)小于5秒，最大后燃燒時(shí)間小于10秒，并且最大后發(fā)紅光時(shí)間(after-glow time)小于15秒。這兩組樣本應(yīng)當(dāng)都符合這些要求。所有含有本發(fā)明的新五溴芐基烷基醚類化合物的制劑均通過(guò)了California TB 117，Section A，Part I實(shí)驗(yàn)，表明它們能夠?yàn)閺椥跃郯滨ヅ菽峁└咚降淖枞夹Ч?br> 表3
雖然本發(fā)明在此描述了某些示例具體實(shí)施方式
，但應(yīng)指出許多改進(jìn)和變化可以在上述教導(dǎo)的指引下進(jìn)行。因此理解，本發(fā)明可以在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍下實(shí)施而不用具體說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.下式的五溴芐基烷基醚 其中-Z表示基團(tuán)-(Y-O)n-，其中Y是直鏈或支鏈-(C2-C8)亞烷基-，優(yōu)選-CH2CH2-和-CH2CH(CH3)-；-n表示2-4的整數(shù)；-k可以是0或1；R1表示氫，直鏈或支鏈-(C1-C10)烷基，直鏈或支鏈-(C2-C10)亞烷基-OH，烯丙基，或1，2-二溴丙基；條件是當(dāng)k為0時(shí)，R1表示直鏈或支鏈-(C4-C10)烷基或直鏈或支鏈-(C2-C10)亞烷基-OH，當(dāng)k是1時(shí)，R1表示氫，直鏈或支鏈-(C1-C4)烷基，烯丙基或1，2-二溴丙基。
2.權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚，其中Z表示選自-(C2H4O)n和-(C3H6O)n的基團(tuán)，其中n表示1或2。
3.權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚，其中k＝1且R1表示H，甲基或丁基。
4.權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚，其中k＝0且R1表示支鏈(C8)烷基或直鏈(C6)亞烷基-OH。
5.權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚，選自(i)五溴芐基-O-CH2-CH2OCH3；(ii)五溴芐基-O-CH2CH2O(CH2)3CH3；(iii)五溴芐基-O-(CH2CH2O)2CH3；(iv)五溴芐基-O-(CH2CH2O)2H；(v)五溴芐基-O-(CH2)6OH；(vi)五溴芐基-O-CH2CH(C2H5)(CH2)3CH3；(vii)五溴芐基-O-CH2CH2OCH2CH＝CH2；(viii)五溴芐基-O-(C3H6O)2-CH3；(ix)五溴芐基-O-(C3H6O)2-H。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的化合物，用作防火劑。
7.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的化合物，在聚合物組合物或含聚合物的組合物中用作防火劑。
8.一種防火的聚合物或含聚合物的組合物，含有下式的五溴芐基烷基醚 其中Z，R1和k如權(quán)利要求1定義。
9.權(quán)利要求8的防火組合物，其中該聚合物選自氯化聚乙烯，聚乙烯，聚丙烯，苯乙烯樹(shù)脂，高抗沖聚苯乙烯，聚氯乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，彈性和剛性聚氨酯，環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂。
10.權(quán)利要求9的防火組合物，其中該聚合物為聚丙烯。
11.權(quán)利要求9的防火組合物，其中該聚合物是高抗沖聚苯乙烯(HIPS)。
12.權(quán)利要求9的防火組合物，其中該聚合物為丙烯醛基-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)。
13.權(quán)利要求9的防火組合物，其中該聚合物為聚氨酯。
14.權(quán)利要求8的防火組合物，其中該聚合物選自聚氨酯，聚丙烯共聚物，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)和丙烯醛基-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，且該五溴芐基烷基醚選自(i)五溴芐基-O-CH2-CH2OCH3；(ii)五溴芐基-O-CH2CH2O(CH2)3CH3；(iii)五溴芐基-O-(CH2CH2O)2CH3；(iv)五溴芐基-O-(CH2CH2O)2H；(v)五溴芐基-O-(CH2)6OH；(vi)五溴芐基-O-CH2CH(C2H5)(CH2)3CH3；(vii)五溴芐基-O-CH2CH2OCH2CH＝CH2；(viii)五溴芐基-O-(C3H6O)2-OCH3；(ix)五溴芐基-O-(C3H6O)2-H。
15.權(quán)利要求8-14任一項(xiàng)的防火組合物，還含有金屬氧化物，優(yōu)選Sb2O3。
16.一種制備下式五溴芐基烷基醚的方法 其中Z，R1和k如權(quán)利要求1定義，包括選擇性地在堿的存在下，二醇、式HO-(Z)k-R1的一-或二-醇，其中Z，R1和k如權(quán)利要求1定義，或其相應(yīng)的金屬醇化物，與五溴芐基鹵化物，優(yōu)選五溴芐基溴化物反應(yīng)。
17.權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚，用作防火劑，基本上如說(shuō)明書(shū)中描述和舉例。
18.一種制備權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚的方法，基本上如說(shuō)明書(shū)中描述和舉例。
19.一種含有權(quán)利要求1的五溴芐基烷基醚的防火聚合物組合物，基本上如說(shuō)明書(shū)中描述和舉例。
全文摘要
本發(fā)明提供了在聚合物中用作高效阻燃劑的新的五溴芐基烷基醚類化合物。本發(fā)明進(jìn)一步提供含有該五溴芐基烷基醚的防火聚合物組合物。
文檔編號(hào)C07C43/174GK1625540SQ03803126
公開(kāi)日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者J·茲伯曼, A·塔沃爾, D·坎菲, D·伊洛弗, G·I·蒂特曼, S·布龍, O·維伯格 申請(qǐng)人:溴化合物有限公司