EA000252B1

EA000252B1 - Порошок из частиц твердого химического соединения, обладающего свойствами антипирена, и способ получения таких частиц

Info

Publication number: EA000252B1
Application number: EA199800038A
Authority: EA
Inventors: Джон Р. МакЛафлин; Филип С. Подвирни; Джон С. Морли
Original assignee: Джиэлсиси Текнолоджиз, Инк.; Джон Р. МакЛафлин
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1999-02-25
Also published as: EE9700340A; NO975597D0; PE11697A1; IL118088A0; AR002127A1; TR199701518T1; WO1996040372A1; DE69625071T2; EP0848627A1; CA2220187A1; DE69625071D1; EP0848627A4; HUP9901078A2; NZ311414A; MX9709775A; CZ393597A3; BR9609394A; KR100244972B1; ATE228383T1; CA2220187C

Description

Настоящее изобретение относится к тонкоизмельченным частицам соединений, которые обеспечивают замедление горения и/или противодымные свойства волокон, текстильных материалов, полимерных изделий, бумаги, краски, покрытий и изоляций. Более конкретно, настоящее изобретение относится к коллоидного размера частицам гидратированных солей, органических фосфатов, боратов металлов, полиамидов, твердых галогенированных антипиренов с точкой плавления выше 250°С, соединений молибдена, металлоценов, соединений сурьмы, соединений цинка/соединений висмута и других твердых химикатов, которые действуют как антипирены или как противодымные средства. Кроме того, настоящее изобретение относится к различным способам помола для измельчения этих материалов до коллоидных размеров и диспергирования их в воде, органических жидкостях и плавких твердых веществах.

Из уровня техники известна способность различных твердых веществ действовать как антипирены и/или как противодымные средства. Такие твердые вещества действуют по различным механизмам, обеспечивающим замедление горения, к числу которых относятся следующие:

а) выделение воды и/или диоксида углерода - гидратированные соли (такие как пентагидрат сульфата магния, тригидрат алюминия, гидроксид магния, гидратированный карбонат магния и т.д.) разлагаются при высоких температурах и выделяют воду и/или диоксид углерода в эндотермической реакции с целью гашения огня;

б) образование обуглившегося вещества при воздействии высоких температур образователи обуглившегося вещества, к которым относятся органические фосфаты, соединения цинка, азотсодержащие соединения (такие как сложные эфиры меламина и полиамиды) и бораты металлов, образуют барьеры из обуглившегося вещества, которые изолируют горючие материалы от огня;

в) захват свободных радикалов/удаление кислорода - галогенсодержащие соединения сами по себе или в комбинации с сурьмой будут предотвращать горение. Полагают, что основной механизм заключается в образовании плотного слоя газа над горящим веществом, который подавляет или предотвращает доступ кислорода к горючему материалу. Кроме того, есть доказательство в поддержку способности галогенидов сурьмы захватывать свободные радикалы в пламени, прекращая реакцию;

г) противодымное действие - противодымные вещества действуют путем того, что они способствуют полному окислению углеродсодержащих материалов, образованных в пламени, и/или образованию обуглившегося вещества или стекол. Как правило, они являются катализаторами реакций окисления и/или образователями обуглившегося вещества или стекла. К типичным противодымным веществам относятся оксид молибдена и ферроцен или другие металлоцены.

Все вышеперечисленные твердые вещества используются в промышленности для того, чтобы обеспечить либо замедление горения, либо малое дымообразование для пластиков, ковров, тканей, бумаги, красок, покрытий, клеев, древесных композитов и т.д. К сожалению, применение таких твердых веществ часто приводит к другим нежелательным свойствам изделия, к которому их добавляют. К типичным нежелательным свойствам, которые возникают при добавлении твердых частиц антипиренов или противодымных соединений, относятся: пигментация (например, добавление нежелательных окрасок), мутность (например, потеря светопропускания), жесткость (например, потеря туше в текстильных материалах), пониженная ударная прочность (приводящая, например, к усилению распространения трещин) и усадка твердых веществ (например, в красках, покрытиях и клеях). Такие нежелательные свойства можно уменьшить или устранить путем снижения среднего размера частиц и устранения по существу всех частиц размером более примерно 1 мкм.

Соответственно, цель настоящего изобретения заключается в получении коллоидных частиц (частиц, имеющих размер в интервале от 10^-9 до 10^-6 м) твердого антипирена и/или противодымных соединений, включая гидратированные соли (такие как тригидрат алюминия, пентагидрат сульфата магния, гидроксид магния и гидратированный карбонат магния), полифосфат аммония, органические фосфаты (такие как меламинпирофосфат), бораты металлов (такие как борат цинка и метаборат бария), полиамиды, меламин, твердые галогенированные антипирены с точкой плавления выше 250°С (такие как бромированные полимеры, декабромдифенилоксид, этилен-бис-тетрабромфталамид, декабромдифенилэтан и додекахлордодекагидродиметанодибензоциклооктен), соединения молибдена (такие как оксид молибдена и октамолибдат аммония), металлоцены (такие как ферроцен), соединения сурьмы (такие как металлическая сурьма, триоксид сурьмы, пентаоксид сурьмы и антимонат натрия), соединения цинка (такие как смешанный металлооксид цинка и магния или сульфид цинка) и соединения висмута (такие как основная углекислая соль висмута), а также способ их получения .

Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в создании устойчивых дисперсий этих материалов в воде, органических жидкостях или плавких твердых веществах, а также в обеспечении способа их получения.

Коллоидные частицы нерастворимых твердых антипиренов и/или противодымных соединений пригодны для применения в качест3 ве внешних антипиреновых покрытий на текстильных материалах, или в качестве внутренних антипиреновых добавок к таким системам, как покрытия, пластик, текстильные материалы и резина.

Дисперсии таких частиц являются обычными, так как они позволяют транспортировать частицы, одновременно подавляя коалесценцию частиц в более крупные агломераты.

Эти и другие цели и преимущества были достигнуты с помощью настоящего изобретения, в котором частицы нерастворимого твердого антипирена и/или противодымного соединения коллоидного размера получают с помощью высокоэнергетической мельницы, такой как мельница со средой, даже несмотря на то, что торговые поставщики такого измельчающего оборудования не предполагают, что в нем могут быть достигнуты такие размеры частиц.

В соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения, в мельницу с перемешиваемой средой, загруженную измельчающей средой, вводят суспензию, содержащую жидкий разбавитель и частицы твердого соединения, имеющего свойства антипирена или противодымного средства. Суспензию обрабатывают в мельнице с перемешиваемой средой до тех пор, пока частицы не уменьшатся в размере, по меньшей мере, на 10%, более предпочтительно на 50-90%, и даже более предпочтительно - на 10-99%. Более того, частицы имеют объемный средний размер менее 0,5 мкм, предпочтительно 0,01-0,5 мкм , более предпочтительно 0,01-0,25 мкм, и даже еще более предпочтительно 0,01-0,1 мкм. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 99% указанных частиц имели размеры менее 1 мкм. Болес предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 99,9% указанных частиц имели размер менее 1 мкм. Также предпочтительно, чтобы суспензия дополнительно содержала диспергатор.

Другие цели и преимущества изобретения и альтернативные варианты его воплощения будут сразу очевидны для специалистов, в особенности после прочтения подробного описания и представленных ниже примеров.

Измельчение с влажными средами является предпочтительным способом приготовления тонкоизмельченных частиц по настоящему изобретению. Как правило, конечные характеристики материала, измельченного в мельнице с влажной средой, в частности размер частиц, определяются несколькими технологическими переменными.

Например, тип мельницы может влиять на конечные характеристики измельченных материалов. Тип мельницы также может определять, как быстро может быть достигнут конкретный результат.

Кроме того, конечные характеристики измельченного материала, а также время и энергия для их достижения определяются другими факторами. К примерам таких факторов относятся следующие:

(1) при измельчении с влажными средами более мелкие среды эффективнее при получении более мелких частиц в пределах времени 10 или менее минут;

(2) желательны более плотные среды и более высокие концевые окружные скорости, чтобы придать большую энергию измельчаемым частицам;

(3) при измельчении частиц выгодны меньшие вязкости жидкости;

(4) когда уменьшают диаметр частиц, увеличивается площадь открытых поверхностей, и, как правило, используют диспергатор, чтобы предотвратить агломерацию мелких частиц.

В некоторых случаях одно лишь разбавление может способствовать достижению конкретного конечного размера частиц, однако обычно используют диспергатор, чтобы достигнуть долгосрочной устойчивости по отношению к агломерации. Вышеуказанные и другие факторы, которые влияют на эффективность измельчения, обсуждаются в последующих параграфах.

Используемый здесь термин размер частиц относится к объемному среднему размеру частиц, измеряемому с помощью обычной техники измерения размера частиц, такой как седиментация, фотоннокорреляционная спектроскопия, фракционирование с потоком поля, дисковое центрифугирование, просвечивающая электронная микроскопия и динамическое светорассеяние. Авторы настоящего изобретения предпочитают устройство динамического светорассеяния, такое как анализатор размера частиц на основе рассеяния лазерного излучения Horiba LA-900 (Horiba Instruments, Invine, Калифорния), так как он имеет преимущества в отношении простого приготовления образцов и скорости. Объемное распределение для образца связано с весовым распределением.

Оборудование для помола

Оборудование для помола, предпочтительное для практики изобретения, широко известно как мельницы с влажными перемешиваемыми средами, в которых измельчающие среды перемешивают в измельчающей камере. Предпочтительный метод перемешивания осуществляется с помощью мешалки, содержащей вращающийся вал, такой как валы, встречающиеся в фрикционных мельницах. Вал может быть снабжен дисками, лопастями, штырями или другими приспособлениями. Часть приспособления, которая в радиальном направлении наиболее удалена от вала, называется здесь концом. Мельницы могут быть с периодической или непрерывной загрузкой, вертикальными или горизонтальными. Примером элементарной мельницы с перемешиваемыми средами является шаровая мельница.

Для практики настоящего изобретения в качестве эффективной мельницы со средами предпочтительна горизонтальная мельница со средой, непрерывного действия, снабженная внутренней сеткой, имеющей размеры отверстий от 1/2 до 1/3 от диаметра частиц среды. Возможны большие загрузки сред (например загрузки 92%).

Увеличение количества измельчающей среды в камере повысит эффективность измельчения путем уменьшения расстояний между отдельными частицами измельчающей среды и увеличения числа поверхностей, доступных для срезания материала, подлежащего измельчению. Объем измельчающих сред можно увеличивать до тех пор, пока измельчающие среды не составят примерно до 92% от насыпного объема камеры мельницы (пустое пространство между частицами исключается). При содержаниях существенно выше этой точки среда запирается.

Исходные материалы

В соответствии с настоящим изобретением антипирены или противодымные средства могут быть измельчены во влажном состоянии до уровней, которые в настоящее время не могут быть достигнуты с помощью техники сухого помола.

В пределах разумного размер загружаемого материала, подлежащего измельчению, не является критичным. Например, триоксид сурьмы можно измельчить до среднего размера частиц 0,10 мкм с помощью мельницы с перемешиваемой средой, при использовании способа по настоящему изобретению, если исходные частицы имеют средний размер 4,3; 2,0 или 0,6 мкм. Однако, как правило, размер частиц загружаемого материала не должен превышать более чем на 10% размер частиц измельчающей среды. Аналогичным образом, другие антипирены, такие как декабромдифенилоксид и борат цинка, можно измельчить, соответственно, до размера частиц 0.25 и 0,14 мкм за короткие времена измельчения .

Можно достигнуть меньших времен помола, если использовать более мелкие исходные материалы. Так, для того, чтобы уменьшить время помола, предпочтительно начинать с частиц, которые являются наименьшими при экономической целесообразности. Например, загружаемый материал 0,5-микронного триоксида сурьмы (измерено с помощью просвечивающей электронной микроскопии) можно измельчить до желаемого размера (например 0,1 мкм) за более короткое время, чем в случае материала с размером частиц 4,3 мкм. По этой причине триоксид сурьмы, имеющий средний размер частиц 0,5 мкм, является более предпочтительным, чем материал, имеющий больший размер частиц. Когда используют такой материал, можно достигнуть компактного распределения частиц, а также меньшего времени помола.

Измельчающие среды

К измельчающим средам, приемлемым для практики настоящего изобретения, относятся песок, стеклянная дробь, металлы и керамические материалы. К предпочтительной стеклянной дроби относятся титанит бария (содержащий свинец), натриевая известь (не содержащая свинец) и боросиликат. К предпочтительным металлам относятся углеродистая сталь, нержавеющая сталь и карбид вольфрама. К предпочтительным керамическим материалам относятся стабилизированный иттрием оксид циркония, силикат циркония и глинозем. Наиболее предпочтительной измельчающей средой для цели данного изобретения является стабилизированный иттрием оксид циркония.

Каждый тип среды имеет свои преимущества. Например, металлы имеют большие удельные веса, которые увеличивают эффективность измельчения вследствие повышенной ударной силы. Стоимость металлов изменяется в пределах от низкой до высокой, и проблемой может быть загрязнение. Стекла выгодны с точки зрения низкой стоимости и доступности мелких размеров, даже таких малых как 0,004 мм. Такие малые размеры дают возможность получения частиц меньшего конечного размера. Однако удельный вес стекол ниже, чем удельный вес других сред, и требуется большее время помола. Наконец, керамические материалы выгодны с точки зрения малого износа, низкой пористости и простоты очистки.

Измельчающие среды, используемые для уменьшения размеров частиц, предпочтительно являются сферическими. Как отмечено ранее, меньшие размеры частиц измельчающих сред приводят к меньшим конечным размерам частиц. Измельчающие среды для практики настоящего изобретения предпочтительно имеют средний размер частиц в интервале от 0,004 до 1,2 мм, более предпочтительно от 0,012 до 0,2 мм. Путем использования правильно выбранных измельчающих сред в способе помола по настоящему изобретению действительно измельчаются частицы, а не происходит деагломерация комков частиц - цель, для которой обычно используют мельницы со средами.

Жидкие разбавители

К жидким разбавителям, в которых можно измельчать и диспергировать частицы, относятся вода, органические жидкости (такие как диметилацетамид или этиленгликоль), пластификаторы поливинилхлорида (такие как диизодецилфталат), а также легкоплавкие твердые вещества, такие как воски или жиры, в которых помол проводят при температурах выше точки плавления восков или жиров. Как правило, если используемый жидкий разбавитель имеет разумную вязкость и не влияет отрицательно на химические или физические характеристики частиц, то выбор жидкого разбавителя является произвольным. Обычно предпочтительной является вода.

Диспергаторы

Диспергаторы предпочтительно служат для смачивания вновь открываемых поверхностей, которые образуются тогда, когда частицы разламываются. Кроме того, диспергаторы предпочтительно стабилизируют полученную суспензию измельченных частиц путем того, что они обеспечивают (1) положительный или отрицательный электрический заряд на размолотых частицах или (2) стерическое блокирование посредством использования большой объемной молекулы. Электрический заряд предпочтительно вводится с помощью анионных и катионных поверхностно-активных веществ, в то время как стерическое блокирование предпочтительно осуществляется за счет абсорбированных полимеров с зарядами на частице, которые отталкиваются друг от друга. Цвиттерионные поверхностно-активные вещества могут обладать свойствами как анионного, так и катионного поверхностно-активного вещества, при одной и той же молекуле.

К предпочтительным для практики изобретения диспергаторам относятся смачивающие агенты (такие как Triton X-100 и Triton CF-10, продаваемые Union Carbide, Danbury, Connecticut, и Neodol 91-6, продаваемый Shell Chemical); анионные поверхностно-активные вещества (такие как Tamol 731, Tamol 931 и Tamol-SN, продаваемые Rohm & Haas, Philadelphia, Pennsylvania, и Colloid 226/35, продаваемый Rhone Poulenc); катионные поверхностно-активные вещества (такие как Disperbyke 182, продаваемый Byke Chemie, Wellingford, Connecticut); амфотерные поверхностно-активные вещества (такие как Crosultain Т-30 и Incrosoft Т-90, продаваемые Croda, Inc., Parsippany, New Jersey); a также неионные поверхностно-активные вещества (такие как Disperse-Ayd W-22, продаваемый Daniel Products Co., Jersey City, New Jersey). Наиболее предпочтительными диспергаторами являются анионные поверхностно-активные вещества, такие как Tamol-SN.

Другие параметры измельчения

Для практики настоящего изобретения можно оптимизировать относительные пропорции измельчаемых частиц, жидких разбавителей, измельчающих сред и диспергаторов.

Предпочтительно, чтобы конечная суспензия, выходящая из мельницы, содержала следующее: (1) 5-60 вес.%, более предпочтительно 15-45 вес.% измельчаемых частиц, (2) 40-95 вес.%, более предпочтительно 55-85 вес.% жидкого растворителя; и (3) 2-15 вес.%, более предпочтительно 6-10 вес.% диспергатора.

Предпочтительно, чтобы загрузка измельчающих сред, как процент от объема камеры для помола, составляла 80-92%, более предпочтительно 85-90%.

Скорость мешалки регулирует количество энергии, подаваемой в мельницу. Чем выше скорость мешалки, тем большее количество кинетической энергии подается в мельницу. Большее количество кинетической энергии приводит к большей эффективности измельчения, вследствие большего сдвига и ударной силы. Таким образом, повышение числа об/мин для мешалки приводит к увеличению эффективности измельчения. Хотя это обычно желательно, специалисты понимают то, что увеличение эффективности измельчения будет сопровождаться одновременным повышением температуры камеры, давления в камере и скорости износа.

Концевая окружная скорость мешалки представляет собой максимальную скорость (и таким образом, кинетическую энергию), которая воздействует на измельчаемые частицы. Таким образом, мельницы большего диаметра могут придать среде скорости, равные скоростям в случае меньших мельниц, при меньшем числе об/мин.

Время пребывания (которое при накоплении называют временем удерживания) представляет собой промежуток времени, в течение которого материал пребывает в камере для измельчения при воздействии измельчающей среды. Время пребывания рассчитывают путем простого определения объема измельчения, доступного для мельницы, и деления этой величины на скорость потока через мельницу (расход). Как правило, для достижения требуемых характеристик конечного продукта (например, конечного размера частиц продукта), потребуется определенное время пребывания. Если это время пребывания можно уменьшить, то можно достигнуть большего расхода, сведя к минимуму капитальные затраты. Для практики настоящего изобретения время пребывания может изменяться, но предпочтительно составляет менее 15 мин, и, более предпочтительно менее 10 мин.

Часто желательно установить последовательно две или более мельницы, особенно когда для оптимизации эффективности измельчения необходимо значительное снижение размера частиц. Максимальное уменьшение размера частиц в рамках заданной стадии помола обычно находится в интервале от примерно 10:1 до почти примерно 40:1, и оно в некоторой степени зависит от размера частиц среды. В результате число стадий помола увеличивается, когда возрастает требование к суммарному снижению размера. Эффекты, подобные таковым в случае мельниц, расположенных по стадиям, также могут быть достигнуты при использовании единственной мельницы, путем отбора выходящего продукта и его повторной подачи через мельницу. Однако для достижения аналогичного конечного размера частиц может потребоваться большее время пребывания.

Предполагается, что последующие примеры, а также предшествующее описание изобретения и различных вариантов его воплощения не ограничивают изобретение, а иллюстрируют его. Специалисты могут сформулировать до9 полнительные варианты, попадающие в объем настоящего изобретения.

Пример 1. 10-литровую горизонтальную мельницу непрерывного действия со средой (Netzsch, Inc., Exton, Pennsylvania) на 90% загрузили средой YTZ (стабилизированный иттрием оксид циркония) со средним диаметром частиц 0,2 мм и удельным весом 5,95 (Tosoh Corp., Bound Brook, New Jersey). Внутри мельницы на выходе установили 0,1-миллиметровую сетку. Сорок пять фунтов (20,4 кг) триоксида сурьмы со средним исходным размером частиц 2,0 мкм (Cookson Specialty Additives, Anzon Division, Philadelphia, Pennsylvania) перевели в суспензию в 55 фунтах (24,9 кг) воды и 4,5 фунтах (2,04 кг) Tamol-SN.

Мельница работала при концевой окружной скорости, составляющей в среднем 2856 футов/мин (870,5 м/мин). Через 7,5 мин времени удерживания (5 проходов через мельницу) средний размер частиц по объему уменьшился до 0,102 мкм и 99,9% частиц имели размер менее 0,345 мкм.

Пример 2. Использовали ту же мельницу, среду и загрузку, как в примере 1. На этот раз использовали сырье из триоксида сурьмы со средним размером частиц 0,6 мкм (Cookson Specialty Additives, Anzon Division, Philadelphia, Pennsylvania). Тридцать фунтов (13,6 кг) триоксида сурьмы переводили в суспензию с 70 фунтами (31,8 кг) воды. 1,8 фунта (0,817 кг) TamolSN и 0,9 фунта (0,4Пг) Triton CF-10.

Концевая окружная скорость во время работы составляла в среднем 2878 футов/мин (877,2 м/мин). Через 4,8 мин времени удерживания в мельнице (4 прохода средний размер частиц по объему составлял 0,11 мкм и 99,9% частиц имели размеры менее 0,31 мкм.

Пример 3. Использовали ту же мельницу, среду, триоксид сурьмы и загрузку, как в примере 1. На этот раз поверхностно-активные вещества не использовали.

Двадцать восемь фунтов (12,7 кг) триоксида сурьмы перевели в суспензию со 100 фунтами (45,4 кг) воды. Концевая окружная скорость составляла 3023 фунт/мин (921,4 м/мин). Через 2,4 мин времени удерживания (2 прохода) средний размер частиц составлял 0,13 мкм, причем 99,9% частиц имели размеры менее 1,06 мкм.

Так как вязкость продукта была высокой, то добавили дополнительно 35 фунтов (15,9 кг) воды. Через 1,8 мин дополнительного времени удерживания (2 дополнительных прохода) средний размер частиц дополнительно снизился до 0,10 мкм. причем 99,9% частиц имели размеры менее 0,32 мкм.

Пример 4. Использовали ту же мельницу, среду и загрузку, как в примере 1. Тридцать фунтов (13,6 кг) 4-микронного сырья триоксида сурьмы (Cookson Specialty Additives, Anzon Division) перевели в суспензию с 70 фунтами (31,8 кг) воды и 2,8 фунтами (1,27 кг) Tamol-SN.

Концевая окружная скорость составляла 2860 футов/мин (871,7 м/мин). Через 7 мин времени удерживания (5 проходов) средний размер частиц составлял 0,10 мкм и 99,9% частиц имели размеры менее 1,2 мкм.

Пример 5. С использованием той же мельницы среды и загрузки, как в примере 1,80 фунтов (36,3 кг) бромированного органического антипирена (декабромдифенилоксида) (Arblemarle, Inc., Baton Rouge, Louisiana; Great Lakes, Lafayette, Indiana; Ameribrom, Inc., New York, New York) перевели в суспензию с 55 фунтами (24,9 кг) воды. Размер исходных частиц в среднем составлял 2,7 мкм, причем некоторые частицы даже достигали размера 10 мкм. Через 10,4 мин времени удерживания (6 проходов) средний размер частиц составлял 0,25 мкм, причем 99,9% частиц имели размер менее 2,70 мкм.

Пример 6. 10-литровую горизонтальную мельницу со средой по примеру 1 на 90% заполнили 4-6-миллиметровыми керамическими гранулами из диоксида циркония/кремнезема, полученными электрическим плавлением и имеющими удельный вес 3,85 (SEPR, Mountainside, New Jersey). Внутри мельницы использовали ту же 0,1-миллиметровую сетку из примера

1.

фунтов (22,7 кг) сырья 2-микронного триоксида сурьмы смешали с 11 фунтами (4,99 кг) воды и 5 фунтами (2,3 кг) Tamol-SN. Через 7,8 мин времени удерживания средний размер частиц составлял 0,20 мкм. причем 99,9% частиц имели размеры менее 0,46 мкм.

Пример 7. 10-литровую горизонтальную мельницу со средой по примеру 1 на 90% загрузили дробью боросиликатного стекла со средним диаметром 0,093 мм и удельным весом 2,6, продаваемого Potters Industries. В мельницу использовали 0,025-миллиметровую сетку.

Пятьдесят фунтов (22,7 кг) 0,6-микронного триоксида сурьмы перевели в суспензию с 61 фунтом (27,7 кг) воды и 5 фунтами (2,3 кг) Tamol-SN. Концевая окружная скорость составляла 3420 фут/мин (1042,4 м/мин). Сила тока на мельницу составляла только 67% от подобных опытов с использованием среды с удельным весом 5,95. Полученный продукт триоксида сурьмы имел средний размер частиц 0,09 мкм, причем 100% частиц имели размеры менее 0,30 мкм.

Пример 8. 10-литровую горизонтальную мельницу непрерывного действия со средой, по примеру 1, на 90% загрузили средой YTZ из примера 1. Пятьдесят фунтов (22,7 кг) бората цинка, имеющего средний размер частиц 9,8 мкм (Cookson Specialty Additives, Anzon Division, Philadelphia, Pennsylvania), перевели в суспензию в 93 фунтах (42,2 кг) воды и 3 фунтах (1,4 кг) Tamol-SN.

Концевая окружная скорость составляла 2788 фут/мин (849,8 м/мин). Через 8,9 мин (4 прохода) времени удерживания средний размер частиц был снижен до 0,14 мкм. причем 99,9% частиц имели размеры менее 0,41 мкм.

Пример 9. Аттритор (Union Process, Inc., Akron, Ohio) с объемом резервуара 750 куб. см загрузили 250 куб. см порошка YTZ (Metco, Inc., Westbury, New York), просеянного до размера 0,053 мм. В аттритор добавили 180 г суспензии из примера 1. После работы атгритора при 4000 об/мин (концевая окружная скорость 3600 фут/мин (1097,3 м/мин)) в течение 60 мин средний размер частиц полученного продукта составлял 0,07 мкм.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Порошок из частиц твердого химического соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, причем указанные частицы имеют средний по объему размер частиц менее 0,1 мкм; по меньшей мере, 99% указанных частиц имеют размеры менее примерно 1 мкм, и указанные частицы получают путем измельчения.
2. Порошок из частиц по π. 1, где, по меньшей мере, 99,9% указанных частиц имеют размеры менее 1 мкм.
3. Порошок из частиц по π. 1, где указанное твердое химическое соединение выбрано из группы, состоящей из гидратированных солей, органических фосфатов, боратов металлов, полиамидов, твердых галогенсодержащих антипиренов с точкой плавления выше 250°С, соединений молибдена, металлоценов, соединений сурьмы, соединений цинка и соединений висмута.
4. Порошок из частиц по π. 1, где указанное твердое химическое соединение выбрано из группы, состоящей из тригидрата алюминия, пентагидрата сульфата магния, гидроксида магния, гидратированного карбоната магния, полифосфата аммония, меламинпирофосфата, метабората бария, меламина, бромированных полимеров, этилен-бис-тетрабромфталамида, декабромдифенилэтана, додекахлордодекагидродиметанодибензоциклооктена, оксида молибдена, октамолибдата аммония, ферроцена, металлической сурьмы, пентаоксида сурьмы, антимоната натрия, смешанного металлооксида цинка и магния, сульфида цинка и основной углекислой соли висмута.
5. Порошок из частиц по π. 1, где указанное твердое химическое соединение является боратом цинка.
6. Порошок из частиц по π. 1, где указанное твердое химическое соединение является декабромдифенилоксидом.
7. Порошок из частиц по π. 1, где указанное твердое химическое соединение является триоксидом сурьмы.
8. Дисперсия, содержащая жидкий разбавитель, диспергатор и частицы по π. 1.
9. Дисперсия по п.8, в которой указанный жидкий разбавитель выбран из группы, состоящей из органических жидкостей, пластификаторов поливинилхлорида и восков и жиров с низкой точкой плавления.
10. Дисперсия по п.8, в которой указанный жидкий разбавитель выбран из группы, состоящей из диметилацетамида, этиленгликоля и диизодецил фталата.
11. Дисперсия по и. 8, в которой указанный жидкий разбавитель является водой.
12. Дисперсия по п.8, в которой указанный диспергатор выбран из группы, состоящей из катионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и неионных поверхностно-активных веществ.
13. Дисперсия по и. 8, в которой указанный диспергатор выбран из группы, состоящей из смачивающих агентов и анионных поверхностно-активных веществ.
14. Способ получения тонкоизмельченных частиц твердого соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, который включает загрузку мельницы с перемешиваемой средой измельчающей средой, жидким разбавителем и исходными частицами твердого соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, и перемешивание указанной измельчающей среды, жидкого разбавителя и исходных частиц до тех пор, пока указанные исходные частицы не уменьшатся в размере, по меньшей мере, на 10% и не будут получены измельченные частицы со средним по объему размером менее 0,1 мкм и, по меньшей мере, 99% указанных измельченных частиц не будут иметь размер менее 1 мкм.
15. Способ по и. 14, в котором указанная суспензия дополнительно содержит диспергатор.
16. Способ по и. 14, в котором указанная мельница с перемешиваемой средой работает при концевой окружной скорости в интервале от 1000 до 6000 фут/мин (304,8-1828,8 м/мин).
17. Способ по и. 14, в котором количество указанной перемешиваемой среды выбрано достаточным для того, чтобы заполнить примерно 80-92% насыпного объема внутри указанной мельницы.
18. Способ по и. 14, в котором указанную измельчающую среду выбирают из группы, состоящей из песка, стеклянной дроби, металлов и керамического материала.
19. Способ по и. 18, в котором указанную измельчающую среду выбирают из группы, состоящей из титанита бария, содержащего свинец, натриевой извести, боросиликата, углеродистой стали, нержавеющей стали, карбида вольфрама, силиката циркония и глинозема.
20. Способ по и. 19, в котором указанная среда является стабилизированным иттрием оксидом циркония.
21. Способ по п. 14, в котором указанное твердое химическое соединение выбрано из группы, состоящей из гидратированных солей, органических фосфатов, боратов металлов, полиамидов, твердых галогенсодержащих антипиренов с точкой плавления выше 250°С, соединений молибдена, металлоценов, соединений сурьмы, соединений цинка и соединений висмута.
22. Способ по и. 14, в котором указанное твердое химическое соединение выбрано из группы, состоящей из бората цинка, декабромдифенилоксида и триоксида сурьмы.
23. Способ по и. 14, в котором указанный жидкий разбавитель выбран из группы, состоящей из органических жидкостей, пластификаторов поливинилхлорида и восков или жиров с низкой точкой плавления.
24. Способ по и. 14, в котором указанный жидкий разбавитель выбран из группы, состоящей из диметилацетамида, этиленгликоля и диизодецил фталата.
25. Способ по и. 14, в котором указанный жидкий разбавитель является водой.
26. Способ по и. 15, в котором указанный диспергатор выбран из группы, состоящей из катионных поверхностно-активных веществ, амфотерных поверхностно-активных веществ и неионных поверхностно-активных веществ.
27. Способ по и. 14, в котором указанный диспергатор выбран из группы, состоящей из смачивающих агентов и анионных поверхностно-активных веществ.
28. Способ по и. 14, в котором указанная измельчающая среда имеет средний размер частиц в интервале от примерно 0,012 до 0,2 мм.
29. Способ по п.28, в котором указанная измельчающая среда является стабилизированным иттрием цирконием.
30. Способ по п.29, в котором указанная измельчающая среда имеет средний диаметр частиц около 0,2 мм.
31. Порошок из частиц твердого химического соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, полученный способом по и. 14.
32. Способ получения тонкоизмельченных частиц триоксида сурьмы, который включает загрузку мельницы с перемешиваемой средой керамической измельчающей средой, жидким разбавителем, диспергатором и исходными частицами триоксида сурьмы и перемешивание указанной измельчающей среды, жидкого разбавителя и исходных частиц триоксида сурьмы до тех пор, пока указанные исходные частицы триоксида сурьмы не уменьшатся в размере, по меньшей мере, на 10% и не будут получены измельченные частицы триоксида сурьмы со средним по объему размером менее 0,1 мкм и, по меньшей мере, 99% указанных измельченных частиц триоксида сурьмы имеют размер менее 1 мкм.
33. Способ по п.32, в котором указанный диспергатор является анионным поверхностноактивным веществом.
34. Способ по п.32, в котором указанный жидкий разбавитель является водой.
35. Способ по п.32, в котором указанная керамическая измельчающая среда является стабилизированным иттрием оксидом циркония, имеющим средний диаметр частиц около 0,2 мм.
36. Порошок из частиц триоксида сурьмы, имеющих средний по объему размер менее 0,1 мкм, причем, по меньшей мере, 99% указанных частиц имеют размеры менее примерно 1 мкм, и указанные частицы получены путем измельчения и диспергирования в жидком разбавителе, содержащем диспергатор.
37. Порошок из частиц по п.36, где указанный диспергатор является анионным поверхностно-активным веществом.
38. Порошок из частиц по п.36, где указанный жидкий разбавитель является водой.
39. Способ получения тонкоизмельченных частиц твердого соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, который включает загрузку мельницы с перемешиваемой средой измельчающей средой, жидким разбавителем и исходными частицами твердого соединения, обладающего свойствами антипирена или противодымного средства, и перемешивание указанной измельчающей среды, жидкого разбавителя и исходных частиц до тех пор, пока указанные исходные частицы не уменьшаются в размере, по меньшей мере, на 10% и не будут получены измельченные частицы со средним по объему размером менее 0,25 мкм и, по меньшей мере, 99% указанных измельченных частиц имеют размер менее 1 мкм, и указанный размер измельченных частиц достигается менее чем за 15 мин.
40. Способ получения тонкоизмельченных частиц триоксида сурьмы, который включает загрузку мельницы с перемешиваемой средой керамической измельчающей средой, жидким разбавителем, диспергатором и исходными частицами триоксида сурьмы и перемешивание указанной измельчающей среды, жидкого разбавителя и исходных частиц триоксида сурьмы до тех пор, пока указанные исходные частицы триоксида сурьмы не уменьшатся в размере, по меньшей мере, на 10% и не будут получены измельченные частицы триоксида сурьмы со средним по объему размером менее 0,25 мкм и, по меньшей мере, 99% указанных измельченных частиц триоксида сурьмы имеют размер менее 1 мкм, и указанный размер измельченных частиц триоксида сурьмы достигается менее чем за 15 мин.