CN102702460A - 一种新型三聚氰胺树脂制备及连续化生产的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其原料是0-5份水溶性改性有机硅、0-10份氟化聚醚多元醇、10-50份三聚氰胺、20-50份甲醛、5-30份改性剂、0.1-5份组合相转移催化剂、10-50份脱盐水、0-20份氢氧化钠；其步骤为：①原料的混合；②定量输送供料；③加热缩聚反应；④冷却控温。根据本发明方法所生产的三聚氰胺树脂具有保存期长，分散性好，不易结块，性能稳定等特点，非常适用于三聚氰胺树脂经工业微波炉发泡生成三聚氰胺泡沫塑料和经螺杆机喷丝生成三聚氰胺纤维的稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种三聚氰胺树脂制备方法，具体地说，涉及一种三聚氰胺树脂制备及连续化生产的方法。
背景技术
近五十年来，三聚氰胺树脂的发展不断深入，其应用也越来越广泛。近些年，对于三聚氰胺树脂的研究更是呈现百花齐放的现象，新成果不断出现，国内已有若干厂家将三聚氰胺树脂用于塑料发泡和纤维生产，但是水溶性改性有机硅、相转移催化剂、氟化聚醚多元醇的使用和齿轮计量泵定量输送树脂、加热螺杆机加热缩聚反应连续化生产还未见报道。国内一些生产三聚氰胺泡沫塑料及纤维的厂家其三聚氰胺树脂的生产全部沿用一个配方体系，该体系生产的树脂用于发泡和纤维生产存在以下几点明显缺点：反应催化剂选用不当，反应终点难控制难把握，且树脂分子量变化大，稳定性差，易变稠结块，不适合超过8小时以上的连续化生产。结块变硬的树脂坚硬如石，不但影响生产并且难以在生产设备中清除，给清洗设备带来了很大的麻烦，延长了生产时间，提高了生产成本，缩短了生产设备的使用寿命，同时变硬的树脂无法再利用，不仅形成浪费而且造成环境污染。用反应釜加热生产树脂，短时间内树脂不可能使用完毕，更进一步使得树脂难以保持稳定，增大了连续化生产的难度。
发明内容
本发明正是为了解决上述技术问题而设计的一种新型三聚氰胺树脂制备及连续化生产的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其制备方法包括下列步骤：
①原料的混合：将下列原料按重量配比加入混合釜中，搅拌均匀：0-5份水溶性改性有机硅、0-10份氟化聚醚多元醇、10-50份三聚氰胺、20-50份甲醛、5-30份改性剂、0.1-5份组合相转移催化剂、10-50份脱盐水、0-20份氢氧化钠。
②定量输送供料：将上述混合物通过齿轮计量泵以每分钟1.5-4公斤定量输送至加热螺杆机中。
③加热缩聚反应：混合物在加热螺杆机中进行加热缩聚反应，混合物被加热到65-135℃，并控制加热螺杆机的转速为60-160rpm，使混合物获得充分搅拌，保持在螺杆中被加热的时间为8-18分钟。
④冷却控温：物料在冷却螺杆机中冷却控温，保持冷却螺杆机的转速60-160rpm，使降温均匀，在6-18分钟内使物料降温至20-40℃，进入下一步工序。
所述一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其组合改性剂为下列原料的一种或几种的混合物：二甘醇胺、四氟化硫、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、1，2，4，5-均苯四甲酸酐，4，4’-二氨基二苯醚，氟硅酸钠、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙醇胺、1，3，5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、二苯醚酐、聚三氟氯乙烯、三亚乙基二胺、丙烯酰胺、己内酰胺、丙烯醛、聚苯乙烯多元醇、丙烯醇、尿素、聚醚砜、间苯二酚双(羟乙基)醚、对苯二酚二羟乙基醚、四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇、4，4′-二氨基二苯基甲烷、接枝聚醚、四羟基聚醚、聚磷酸铵、端羟基聚丁二烯-丙烯腈、苯氨丙基三甲氧基硅烷。
所述一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其组合相转移催化剂为下列原料的一种或几种的混合物：四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、冠醚、杂多酸、三甲基苄基氯化铵、四甲基氢氧化铵、金鸡钠碱手性季铵盐、多醚喹啉、吡啶、聚乙二醇单醚、聚乙二醇双醚、环糊精、对叔丁基杯〔4〕芳烃。
所述一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其冷却螺杆机中冷却液温度为-20℃至0℃摄氏度。
本发明的有益效果是：根据本发明生产的新型三聚氰胺树脂，使用的原料是三聚氰胺和甲醛，经改性剂和组合相转移催化剂的综合作用，使本发明所述的三聚氰胺树脂具有保存期长(168小时内保持良好流动性)，分散性好，不易变稠结块，性能稳定等特点。组合相转移催化剂让混合在混合液里的各种固态原料、液态原料、有机原料、无机原料由非均相体系形成均相体系，促进了三聚氰胺树脂各原料分子之间的融合和碰撞，让各种反应快速有序的进行。水溶性改性有机硅的基本结构单元是由硅-氧链节构成的，侧链则通过硅原子与三聚氰胺树脂的有机基团相连。因此，在有机硅产品的结构中既含有″有机基团″，又含有″无机结构″，这种特殊的组成和分子结构同时使三聚氰胺树脂集有机物的特性与无机物的功能于一身，水溶性有机硅化使得三聚氰胺树脂结合了硅橡胶和三聚氰胺树脂的优点，形成塑料合金，三聚氰胺树脂的性能得到极大提高。氟化聚醚多元醇在三聚氰胺树脂分子链上引入氟元素，提高了三聚氰胺树脂的性能。组合改性剂是三聚氰胺树脂生产不可或缺的部分，可根据三聚氰胺树脂的用途及最终产品质量要求，将三聚氰胺树脂朝着需要的方向改性。使用加热螺杆机参与加热缩聚反应，使本发明所述的三聚氰胺树脂随生产随使用，实现了三聚氰胺树脂的在线式生产，克服了以往反应釜生产三聚氰胺树脂均匀性差、易变性的缺点，非常有利于三聚氰胺泡沫塑料和三聚氰胺纤维的连续化生产。
具体实施方式
实施例1
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至120rpm，搅拌时间是15分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟2.6公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到110℃、同时加热螺杆机转速设定在160rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，15分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在160rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-17℃，三聚氰胺树脂冷却到22℃，8分钟后进入下一步工序。
实施例2
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至100rpm，搅拌时间是12分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟2.2公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到106℃、同时加热螺杆机转速设定在156rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，16分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在130rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-19℃，三聚氰胺树脂冷却到30℃，6分钟后进入下一步工序。
实施例3
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至109rpm，搅拌时间是14分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟2.9公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到90℃、同时加热螺杆机转速设定在136rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，10分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在110rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-12℃，三聚氰胺树脂冷却到35℃，15分钟后进入下一步工序。
实施例4
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至80rpm，搅拌时间是18分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟1.5公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到130℃、同时加热螺杆机转速设定在100rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，18分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在100rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-5℃，三聚氰胺树脂冷却到32℃，18分钟后进入下一步工序。
实施例5
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至120rpm，搅拌时间是10分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟3公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到135℃、同时加热螺杆机转速设定在140rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，14分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在100rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-8℃，三聚氰胺树脂冷却到20℃，16分钟后进入下一步工序。
实施例6
将以上原料的混合，把按重量配比的原料加入混合釜中，搅拌均匀。加料完成后开启混合釜搅拌至105rpm，搅拌时间是15分钟，然后打开混合釜发料阀，用齿轮计量泵定量输送树脂进入加热螺杆机中，齿轮计量泵以每分钟2.5公斤定量输送。预混物料在加热螺杆机中被加热到90℃、同时加热螺杆机转速设定在130rpm，反应物料在螺杆中电加热的作用下，持续稳定受热，快速反应，12分钟后进入冷却螺杆机。冷却螺杆机转速设定在130rpm，冷却螺杆机的冷却循环液温度为-15℃，三聚氰胺树脂冷却到25℃，18分钟后进入下一步工序。
本发明不局限于上述最佳实施方式，以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其特征在于：所述制备方法包括下列步骤：
①原料的混合：将下列原料按重量配比加入混合釜中，搅拌均匀：0-5份水溶性改性有机硅、0-10份氟化聚醚多元醇、10-50份三聚氰胺、20-50份甲醛、5-30份改性剂、0.1-5份组合相转移催化剂、10-50份脱盐水、0-20份氢氧化钠；
②定量输送供料：将上述混合物通过齿轮计量泵以每分钟1.5-4公斤定量输送至加热螺杆机中；
③加热缩聚反应：混合物在加热螺杆机中进行加热缩聚反应，混合物被加热到65-135℃，并控制加热螺杆机的转速为60-160rpm，使混合物获得充分搅拌，保持在螺杆中被加热的时间为8-18分钟；
④冷却控温：物料在冷却螺杆机中冷却控温，保持冷却螺杆机的转速60-160rpm，使降温均匀，在6-18分钟内使物料降温至20-40℃，进入下一步工序。
2.根据权利要求1所述的一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其特征在于：所述组合改性剂为下列原料的一种或几种的混合物：二甘醇胺、四氟化硫、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、1，2，4，5-均苯四甲酸酐，4，4’-二氨基二苯醚，氟硅酸钠、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙醇胺、1，3，5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、二苯醚酐、聚三氟氯乙烯、三亚乙基二胺、丙烯酰胺、己内酰胺、丙烯醛、聚苯乙烯多元醇、丙烯醇、尿素、聚醚砜、间苯二酚双(羟乙基)醚、对苯二酚二羟乙基醚、四氢呋喃-氧化乙烯共聚二醇、4，4′-二氨基二苯基甲烷、接枝聚醚、四羟基聚醚、聚磷酸铵、端羟基聚丁二烯-丙烯腈、苯氨丙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其特征在于：所述组合相转移催化剂为下列原料的一种或几种的混合物：四丁基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、冠醚、杂多酸、三甲基苄基氯化铵、四甲基氢氧化铵、金鸡钠碱手性季铵盐、多醚喹啉、吡啶、聚乙二醇单醚、聚乙二醇双醚、环糊精、对叔丁基杯〔4〕芳烃。
4.根据权利要求1所述的一种三聚氰胺树脂的制备及连续化生产的方法，其特征在于：冷却螺杆机中冷却液温度为-20℃至0℃摄氏度。
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