CN108117663A - 一种密胺树脂中空微球的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密胺树脂中空微球的生产工艺，涉及材料领域，本发明将密胺树脂预聚体调整至一定浓度，利用喷雾干燥设备，可在水溶液迅速挥发及发泡剂产生气体的共同作用下，在密胺树脂微球内部形成空腔。利用该方法制备密胺树脂中空微球，方法简单易行、反应时间短、易工业化、成本低，制备出的中空微球表面光洁，中空度好。

Description

一种密胺树脂中空微球的生产工艺
技术领域
本发明涉及材料领域，具体来说，是一种密胺树脂中空微球的生产工艺。
背景技术
中空微球型材料由于其特殊的中空结构而具有独特的物理和化学性质，近几年正越来越多地引起人们的关注，成为材料领域的研究热点。截止目前，无机材料、聚合物材料、金属氧化物材料和半导体材料(氧化镓、氮化镓)等均已被国内外科研工作者尝试制备成中空微球型材料，这些材料呈现出与相应实心材料不同的特殊功能。这些具有特殊特性的中空微球型材料有望应用于微反应器、药物输送、控制释放、光催化、酶包覆、光子晶体等方面。此外，由于中空微球型材料密度低、有效面积大、具有隔热、吸音和光遮盖性能，因此可以作为密度减轻剂、树脂添加剂和空间填充剂等，广泛应用于造纸、石油开采、建筑涂料和生物医药等行业和领域。
李运涛等以密胺树脂微囊材，对聚磷酸铵进行包覆，得到聚磷酸铵密胺树脂微胶囊(李运涛等.聚磷酸铵密胺树脂微胶囊的性能表征[J].中国造纸.2013(07).)。其技术方案的主要内容分两部分(1)以三聚氰胺和甲醛为原料制备了密胺预聚体；(2)以密胺预聚体为原料，包覆聚磷酸铵，通过调整温度及PH值，使预聚体固化，形成聚磷酸铵密胺树脂微胶囊。以上实验全部在烧瓶中实现。该方法在溶液中实现液滴的分散和反应，缺点是产率低、所用时间长，产品还需要过滤、干燥，有废液产生。
发明内容
为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明人提供一种密胺树脂中空微球生产工艺。所述密胺树脂也可以叫三聚氰胺-甲醛树脂，是仿瓷餐具的主要成分，具有无毒无味，耐磕碰、耐腐蚀、耐高温、耐低温等优点。本发明利用密胺树脂预聚体为原料通过喷雾干燥设备喷雾，制备出中空微球。可在密胺树脂预聚体中加入发泡剂，喷雾过程中发泡剂发泡，密胺预聚体受热固化，中空微球制备过程一步完成。和现有技术相比，本发明中喷雾干燥则是集成型、造粒、反应为一体的过程，与在溶液中反应的操作方式和机理明显不同。本发明的方法简单易行、反应时间短、易工业化、成本低，制备出的中空微球表面光洁，中空度好。本申请利用喷雾的方法制备密胺树脂中空微球。用该方法制备密胺树脂中空微球的优点就是粒径均匀，速度快，比在溶液中制备的产品质量高。密胺树脂微球相比酚醛树脂微球韧性更好，同等条件下密度低。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种密胺树脂中空微球的生产工艺，包括如下步骤：
(1)按照摩尔比计算即三聚氰胺：甲醛：蒸馏水为1：2.0-2.7：4-5的比例，将三聚氰胺、甲醛和蒸馏水加入到容器中并搅拌混合均匀后加热至75-80℃后控制搅拌转速为500r/min进行搅拌反应0.3-0.4h，得到反应液；
(2)用三乙醇胺溶液调节上述所得的反应溶液的pH为8-9，继续控制温度为75-80℃、转速500r/min，直至透明得到密胺树脂预聚体；
(3)调整上述制得的密胺树脂预聚体的固含量为10-20％wt，再加入发泡剂和/或表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液，将该浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球。
进一步限定，步骤(3)中具体包括如下步骤：
A、调整密胺树脂预聚体固含量为10～20％wt，用酸调pH值至4～6，再加入用量为密胺树脂预聚体固含量0～10％wt的发泡剂和用量为密胺树脂预聚体固含量0～0.08％wt的表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液；
B、将上述浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球，其中喷雾干燥的入口温度为150～250℃。
进一步限定，所述步骤B中调加量泵的速率为10～100mL/min。
进一步限定，发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、氨水、尿素中的至少一种。
本发明将密胺树脂预聚体调整至一定浓度，利用喷雾干燥设备，可在水溶液迅速挥发及发泡剂产生气体的共同作用下，在密胺树脂微球内部形成空腔。利用该方法制备密胺树脂中空微球，方法简单易行、反应时间短、易工业化、成本低，制备出的中空微球表面光洁，中空度好。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明技术方案进一步说明。
测试方法：
密胺树脂中空微球粒径的测定方法：使用激光粒度分析仪(德国福里茨FRITSCH，型号：ANALYSETTE22MicroTec plus)测定。
密胺树脂中空微球密度的测定方法：取200mL自来水放置与烧杯中，在其中加入0.4g黄原胶作为提粘剂，提高液相粘度，使中空微球能够悬浮在液相中；溶解均匀后加入20g密胺树脂中空微球，搅拌均匀后即配得低密度钻井液，测量该钻井液密度为ρ1，设小球密度为ρ球。根据ρ＝m/v原理，则ρ1＝(200+0.4+20)/[200+(20/ρ球)](黄原胶可以溶解到水中，其体积忽略不计)，即可计算得出ρ球。钻井液密度ρ1的测量方法见GB/T16783-1997《水基钻井液现场测试程序》“1钻井液密度”。
实施例1
(1)按照摩尔比计算即三聚氰胺：甲醛：蒸馏水为2.7：4-5的比例，将三聚氰胺、甲醛和蒸馏水加入到容器中并搅拌混合均匀后加热至80℃后控制搅拌转速为500r/min进行搅拌反应0.4h，得到反应液；
(2)用三乙醇胺溶液调节上述所得的反应溶液的pH为9，继续控制温度为80℃、转速500r/min，直至透明得到密胺树脂预聚体；
(3)A、调整密胺树脂预聚体固含量为20％wt，用酸调pH值至6，再加入用量为密胺树脂预聚体固含量5％wt的氨水和用量为密胺树脂预聚体固含量0.08％wt的表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液；
B、将上述浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球，其中喷雾干燥的入口温度为150℃。
实施例2
(1)按照摩尔比计算即三聚氰胺：甲醛：蒸馏水为1：2.0的比例，将三聚氰胺、甲醛和蒸馏水加入到容器中并搅拌混合均匀后加热至75℃后控制搅拌转速为500r/min进行搅拌反应0.3h，得到反应液；
(2)用三乙醇胺溶液调节上述所得的反应溶液的pH为8，继续控制温度为75℃、转速500r/min，直至透明得到密胺树脂预聚体；
(3)A、调整密胺树脂预聚体固含量为10％wt，用酸调pH值至6，再加入用量为密胺树脂预聚体固含量10％wt的尿素和用量为密胺树脂预聚体固含量0.08％wt的表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液；
B、将上述浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球，其中喷雾干燥的入口温度为250℃。
以上对本发明提供的一种密胺树脂中空微球的生产工艺进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种密胺树脂中空微球的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照摩尔比计算即三聚氰胺：甲醛：蒸馏水为1：2.0-2.7：4-5的比例，将三聚氰胺、甲醛和蒸馏水加入到容器中并搅拌混合均匀后加热至75-80℃后控制搅拌转速为500r/min进行搅拌反应0.3-0.4h，得到反应液；
(2)用三乙醇胺溶液调节上述所得的反应溶液的pH为8-9，继续控制温度为75-80℃、转速500r/min，直至透明得到密胺树脂预聚体；
(3)调整上述制得的密胺树脂预聚体的固含量为10-20％wt，再加入发泡剂和/或表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液，将该浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球。
2.根据权利要求1所述的一种密胺树脂中空微球的生产工艺，其特征在于，步骤(3)中具体包括如下步骤：
A、调整密胺树脂预聚体固含量为10～20％wt，用酸调pH值至4～6，再加入用量为密胺树脂预聚体固含量0～10％wt的发泡剂和用量为密胺树脂预聚体固含量0～0.08％wt的表面活性剂，充分混合形成均匀的浆液；
B、将上述浆液经高温喷雾干燥，制得所述密胺树脂中空微球，其中喷雾干燥的入口温度为150～250℃。
3.根据权利要求2所述的一种密胺树脂中空微球的生产工艺，其特征在于，发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、氨水、尿素中的至少一种。
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