CN108689955A - 一种颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,由氰尿酸、水、三聚氰胺制成,通过添加表面控制剂,调节固含量、反应温度、搅拌速度等工艺参数,制备了一种外观形态为颗粒状的三聚氰胺氰尿酸盐。本发明制备的三聚氰胺氰尿酸盐外观形态为颗粒状,颗粒直径为1~3mm。解决了应用过程中下料架桥、不易计量的问题,同时进一步减少了粉尘污染。该方法制备的产品无需压滤、无废水产生,绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的制备方法,具体是一种颗粒状MCA的制备方法,属于高分子化学领域。
背景技术
三聚氰胺氰尿酸盐简称MCA,是一种典型的氮系无卤阻燃剂,由三聚氰胺和氰尿酸通过氢键复合而成。是二十世纪80年代开发出来的一类精细化工产品,并大量投入工业化生产。MCA具有高效、无毒、相容性好、不起霜等优点,可用作多种聚合物尤其是聚酰胺类高分子材料的阻燃剂。
目前,MCA制备工艺一般以水为溶剂,以三聚氰胺和氰尿酸为原料,通过两原料的中和反应制得,经过过滤、干燥得粉末状MCA。该类产品在应用过程中存在严重的架桥现象、流动性差、不易于计量等问题,导致MCA与基材混合不均匀,改性料性能不稳定。另外,MCA的粉末状态,致使生产过程中容易产生粉尘污染,对绿色安全生产极其不利。
专利CN 102532604 B一种大粒径三聚氰胺氰脲酸盐的制备方法中,通过聚烷基酰胺与氰脲酸发生成盐反应,将三聚氰胺氰脲酸盐微晶连接在一起形成片层晶体聚集体,得到20~100μm的大粒径三聚氰胺氰尿酸盐粉末颗粒。
专利CN 103073515 B一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐及其制备方法与应用,通过制备水淤浆、预干燥、阶段加热、粉碎等步骤制备了平均粒径4~8μm的大粒径三聚氰胺氰尿酸盐产品。
专利CN 102585290A一种大粒径宽分布三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,通过在合成过程中添加高分子成核剂,制得粒径大小在15~100μm的粉末状三聚氰胺氰尿酸盐。
专利CN 104530482 B一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法,通过向反应体系中加入己内酰胺与催化剂的预聚体,制得了平均粒径6~12μm的大粒径三聚氰胺氰尿酸盐。
上述专利通过采用不同工艺制备了大粒径的三聚氰胺氰尿酸盐,在一定程度上解决了喂料架桥的问题。但因产品形态为粉末状,所以在环保要求高、添加量控制非常精确的领域应用仍然受限。
发明内容
本发明为了克服普通三聚氰胺氰尿酸盐喂料架桥、粉尘污染严重的难题,提供了一种颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,通过添加表面控制剂,调节固含量、反应温度、搅拌速度等工艺参数,制备了一种外观形态为颗粒状的三聚氰胺氰尿酸盐。
一种颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,步骤如下:
(1)向高速混合机中加入氰尿酸、水,开启加热搅拌,升温至60~70℃,得氰尿酸溶液;
(2)加入三聚氰胺,继续升温至85~95℃,搅拌混合2~2.5h;
(3)开启喷雾系统(喷淋装置),向混合体系中喷洒表面控制剂,使三聚氰胺氰尿酸盐形成颗粒状;
(4)继续搅拌0.5~1h,使颗粒粒度均匀;
(5)干燥:对颗粒状MCA进行干燥处理,保持产品规则的颗粒形态不被破坏;
所述的氰尿酸与三聚氰胺的摩尔比为0.98~1.02:1。
所述的水的用量为反应物总重量的20%~30%。
所述的表面控制剂为氨基硅烷偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、羟基硅油、氨基硅油、聚乙二醇中的一种或几种的混合物。
所述的表面控制剂的用量为生成的三聚氰胺氰尿酸盐重量的0.2%~0.5%。
所述干燥的方式为采用流化床干燥。
所述制备方法制成的三聚氰胺氰尿酸盐为粒径1~3mm的球形颗粒。
本发明的有益技术效果:本发明制备的三聚氰胺氰尿酸盐外观形态为颗粒状,颗粒直径为1~3mm。解决了应用过程中下料架桥、不易计量的问题,同时进一步减少了粉尘污染。该方法制备的产品无需压滤、无废水产生,绿色环保。
附图说明
图1为本发明制备的三聚氰胺氰尿酸盐实物图。
图中:A、B、C分别为实施例1、实施例2、实施例3制备的三聚氰胺氰尿酸盐实物。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作出进一步阐述。实施例仅用于说明本发明,并不限制本发明的保护范围。
实施例1
在50L反应器中加入8.70kg氰尿酸,4.30kg水,开启加热搅拌,升温至60℃后加入8.53kg三聚氰胺,继续升温至90℃,恒温搅拌2h。利用喷淋装置向反应体系中喷洒43g氨基硅烷偶联剂,继续搅拌0.5h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得17.12kg纯度为99.5%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
图1A所示为本实施例制备的三聚氰胺氰尿酸盐,由图1A可以看出,所得产品宏观形态为直径约1mm的颗粒状。
实施例2
在50L反应器中加入8.70kg氰尿酸,4.82kg水,开启加热搅拌,升温至60℃后加入8.53kg三聚氰胺,继续升温至90℃,恒温搅拌2h。利用喷淋装置向反应体系中喷洒51g氨基硅烷偶联剂,继续搅拌0.5h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得17.08kg纯度为99.7%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
图1B所示为本实施例制备的三聚氰胺氰尿酸盐,由图1B可以看出,所得产品宏观形态为直径约2mm的颗粒状。
实施例3
在50L反应器中加入8.70kg氰尿酸,4.65kg水,开启加热搅拌,升温至60℃后加入8.53kg三聚氰胺,继续升温至90℃,恒温搅拌2h。利用喷淋装置向反应体系中喷洒20g氨基硅烷偶联剂与42g聚乙二醇的混合物,继续搅拌0.5h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得17.15kg纯度为99.6%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
图1C所示为本实施例制备的三聚氰胺氰尿酸盐,由图1C可以看出,所得产品宏观形态为直径约3mm的颗粒状。
实施例4
在50L反应器中加入13.05kg氰尿酸,6.47kg水,开启加热搅拌,升温至70℃后加入12.80kg三聚氰胺,继续升温至95℃,恒温搅拌2.5h。利用喷淋装置向反应体系中喷洒103g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯,继续搅拌0.5h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得25.60kg纯度为99.6%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
实施例5
在50L反应器中加入13.05kg氰尿酸,6.46kg水,开启加热搅拌,升温至70℃后加入12.80kg三聚氰胺,继续升温至90℃,恒温搅拌2.5h。利用喷淋装置向反应体系中喷洒62g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯与41g氨基硅油的混合物,继续搅拌1h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得25.65kg纯度为99.7%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
实施例6
在50L反应器中加入13.05kg氰尿酸,6.46kg水,开启加热搅拌,升温至70℃后加入12.80kg三聚氰胺,继续升温至95℃,恒温搅拌2.5h。利用喷雾系统向反应体系中喷洒105g羟基硅油,继续搅拌1h,采用流化床干燥机进行干燥处理,得25.68kg纯度为99.5%的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
Claims (10)
1.一种颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,方法步骤如下:
(1)向高速混合机中加入氰尿酸、水,开启加热搅拌,升温至60~70℃,得氰尿酸溶液;
(2)加入三聚氰胺,继续升温至85~95℃,搅拌混合2~2.5h;
(3)开启喷淋装置,向混合体系中喷洒表面控制剂,使三聚氰胺氰尿酸盐形成颗粒状;
(4)继续搅拌0.5~1h,使颗粒粒度均匀;
(5)干燥:对颗粒状MCA进行干燥处理,保持产品规则的颗粒形态不被破坏,即得所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐。
2.根据权利要求1所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,所述氰尿酸与三聚氰胺的摩尔比为0.98~1.02:1。
3.根据权利要求1所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,所述的水的用量为反应物总重量的20%~30%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的表面控制剂为氨基硅烷偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、羟基硅油、氨基硅油、聚乙二醇中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1-3任一项所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,所述表面控制剂的用量为生成的三聚氰胺氰尿酸盐的0.2%~0.5%。
6.根据权利要求4所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,所述表面控制剂的用量为生成的三聚氰胺氰尿酸盐的0.2%~0.5%。
7.根据权利要求1、2、3或6任一项所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述干燥的方式为流化床干燥。
8.根据权利要求4所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述干燥的方式为流化床干燥。
9.根据权利要求5所述的颗粒状三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述干燥的方式为流化床干燥。
10.权利要求1-10任一项所述的制备方法制成的三聚氰胺氰尿酸盐为粒径1~3mm的球形颗粒。
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