二溴新戊二醇的制备与阻燃应用

背景介绍

二溴新戊二醇(DBNPG)是一种典型的反应型阻燃剂。因结构中含有两个羟基，与聚合物能以稳定的化学键结合，且溴含量高达60%，使得制出的聚合物具有出色的阳燃性。二溴新戊二醇适用于制造不饱和聚酯树脂、热塑性聚酯树脂和聚氨酯树脂。国内外科学家对其合成和应用方面也进行了研究，主要包括气相合成和液相合成。由于气相合成的设备要求高，能耗大，本文拟用液相法合成二溴新戊二醇。为克服液相法合成产率偏低的缺点，选用新型的组合催化剂来催化^[1]。

制备方法

用季戊四醇和氢溴酸水溶液反应，加入适量催化剂，在常压下加热，并使反应体系在回流温度下，将水尽量蒸出。待温度达130℃时，保温反应一段时间，使反应充分。当温度缓慢升至140℃左右，减压蒸馏出易挥发的副产品及残留水分。将残余物用等体积的蒸馏水和甲苯混合液充分搅拌，以除去季戊四醇的一溴和三溴代物。最后用热水重结晶法纯化，干燥后即为二溴新戊二醇。最优合成条件为：季戊四醇：氢溴酸为1:2.7；催化剂用量为3%；冰乙酸：硫酸二甲酯为1:2；保温时间为8h，二溴新戊二醇产率达82.7%(此为最高值)^[1]。

应用

王献玲等人以二溴新戊二醇(DBNPG)作为碳源代替部分季戊四醇(PER)，以PER/DBNPG混合磷酸酯三聚氰胺甲醛树脂(MFR)微胶囊化聚磷酸铵(APP)合成膨胀型阻燃剂(IFR)，用于线形低密度聚乙烯(PE-LLD)阻燃。结果表明，适量的二溴新戊二醇可增强IFR与PE-LLD之间的相容性，改善材料的拉伸性能，提高材料熔体黏度，形成封闭的膨胀炭层；但二溴新戊二醇过量，IFR的软化温度降低，导致熔体黏度下降，破坏炭层的封闭性，恶化阻燃性能；当PER/DBNPG的质量比为70.0/115.5，且PE-LLD/IFR的配比为70/30时，复合材料的阻燃性能达到最佳^[2]。

马志领等人以五氧化二磷、二溴新戊二醇为原料合成了5,5-二溴甲基-2-羟基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己烷，用该化舍合与三聚氰胺反应，合成了含氮、溴、磷的膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐，并将其用于对聚丙烯(PP)的阻燃，实验结果表明，当阻燃剂与聚丙烯质量比为3：7时，离火后0秒自熄且不滴落，膨胀性好，具有很好的阻燃效果^[3]。

参考文献

[1]叶慧美,曹有名. 液相法合成阻燃剂二溴新戊二醇[J]. 广东化工,2009,36(1):13-14,23. DOI:10.3969/j.issn.1007-1865.2009.01.006.

[2]王献玲,马志领,宋洪赞. 二溴新戊二醇在膨胀型阻燃PE-LLD中的作用[J]. 中国塑料,2015,29(12):91-95.

[3]马志领,崔海香,张娇娇,等. 膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐的合成及应用[J]. 河北大学学报（自然科学版）,2008,28(3):258-262. DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2008.03.010.