PL212889B1

PL212889B1 - Multikrystaliczna melamina

Info

Publication number: PL212889B1
Application number: PL354609A
Authority: PL
Inventors: Veronika Maria Leonarda Jozefina Aarts; Tjay Tjien Tjioe; Koert Liekelema
Original assignee: Dsm Nv
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2012-12-31
Also published as: EA200200515A1; TW567196B; NO20022052D0; AU1062801A; SA00210604B1; NO322225B1; KR20020059423A; PL354609A1; CN1414957A; JP2003516937A; ES2370384T3; AU781147B2; EP1226130A1; US20030018158A1; KR100674785B1; CA2389435C; EP1226130B1; CA2389435A1; NO20022052L; US6706856B2

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest multikrystaliczna melamina w postaci proszku, w której zawartość melamu jest większa od 2% wagowych.

Melaminę wytwarza się na skalę przemysłową różnymi sposobami. Istnieją sposoby obejmujące krystalizację melaminy z wodnego roztworu, istnieje także sposób, w którym melaminę otrzymuje się bezpośrednio z fazy gazowej, i sposób, w którym melaminę syntetyzuje się pod wysokim ciśnieniem (7-25 MPa), i w którym tak otrzymany stop melaminy rozpyla się w atmosferze amoniaku i ochładza. Ten ostatni sposób daje krystaliczny proszek, który można stosować jako taki, bez dalszych etapów oczyszczania.

Krystaliczna melamina, otrzymana zgodnie z pierwszym sposobem składa się z bardzo czystej melaminy, ale o stosunkowo dużych kryształach tak, że ich szybkość rozpuszczania w rozpuszczalnikach, takich jak na przykład woda lub mieszanina woda/formaldehyd, jest niska. Tak otrzymana melamina często jest mielona, w celu otrzymania bardziej odpowiednich mniejszych cząstek. Chociaż mniejsze cząstki mają większą szybkość rozpuszczania, mają one także niższą gęstość nasypową i czę sto gorsze wł a ś ciwoś ci pł ynię cia. W rezultacie, otrzymany produkt nie jest optymalny, jeś li chodzi o kombinację wł a ś ciwoś ci szybkoś ci rozpuszczania, gę stoś ci nasypowej i pł ynię cia. Melamina odzyskiwana bezpośrednio z fazy gazowej jest bardzo drobna i w konsekwencji tego ma złą gęstość nasypową i często złe właściwości płynięcia. Krystaliczna melamina, otrzymana zgodnie ze sposobem obejmującym rozpylanie i chłodzenie stopu melaminy w atmosferze amoniaku jest multikrystaliczną melaminą w postaci proszku o dobrych właściwościach rozpuszczania i reaktywności w połączeniu z rozsą dnymi wł a ś ciwoś ciami pł ynię cia.

Multikrystaliczna melamina w postaci proszku składa się z multikrystalicznych cząstek. Oznacza to, że większe cząstki (>20 μm) składają się z wielu małych kryształów, związanych razem z wytworzeniem dużych porowatych cząstek. W rezultacie, multikrystaliczne cząstki mają dużą powierzchnię właściwą, zwykle związaną z małymi cząstkami, i jednocześnie mają zalety dużych kryształów, takie jak dobre właściwości płynięcia. Obrazy uzyskane za pomocą skanningowego mikroskopu elektronowego pokazują wyraźną różnicę pomiędzy tymi cząstkami, a melaminą krystalizowaną z wody. Cząstki otrzymane przez rozpylanie stopu melaminy w atmosferze amoniaku mają strukturę podobną do kalafiora. Melamina krystalizowana z wody zawiera znaczną ilość kryształów o rozmiarach większych niż 50 um.

Sposób wytwarzania multikrystalicznej melaminy pod wysokim ciśnieniem, w którym otrzymuje się stop melaminy, który chłodzi się w atmosferze amoniaku opisano między innymi w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 4565867. W szczególności, w tym opisie patentowym opisano sposób poddawania mocznika pirolizie w reaktorze pod ciśnieniem od 10,3 do 17,8 MPa i w temperaturze od 354 do 427°C, z wytworzeniem produktu reaktorowego. Ten produkt reaktorowy zawiera ciekłą melaminę, CO2 i NH3 i jest przenoszony jako mieszany strumień pod ciśnieniem do separatora. W tym separatorze, utrzymywanym pod takim samym ciśnieniem i w takiej samej temperaturze jak wspomniany reaktor, wspomniany produkt reaktorowy rozdziela się na strumień gazowy i strumień ciekły. Strumień gazowy zawiera gazy odlotowe CO2 i NH3, a także pary melaminy. Strumień ciekły zawiera głównie ciekłą melaminę. Strumień gazowy przenosi się do jednostki stanowiącej skruber, podczas gdy ciekłą melaminę przenosi się do jednostki chłodzącej produkt. W jednostce stanowiącej skruber, wspomniane gazy odlotowe CO2 i NH3, zawierające pary melaminy, są przepłukiwane, pod takim samym ciśnieniem jak ciśnienie w reaktorze, za pomocą stopionego mocznika potrzebnego w procesie, aby wstępnie ogrzać mocznik i usunąć melaminę obecną w gazach odlotowych. Następnie, wstępnie ogrzany stopiony mocznik zawierający wspomnianą melaminę, wprowadza się do reaktora. W urządzeniu do chłodzenia produktu, ciekłą melaminę rozpręża się i chłodzi ciekłym medium chłodzącym, aby wytworzyć stały produkt melaminowy bez przepłukiwania w skruberze lub dalszego oczyszczania. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 4565867 korzystnie jako ciekłe medium chłodzące stosuje się ciekły amoniak.

Wadą sposobu opisanego w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 4565867 jest to, że otrzymana melamina ma żółtawy kolor, w rezultacie czego nie można jej stosować we wszystkich zastosowaniach melaminy.

Multikrystaliczną melaminę otrzymaną zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 4565867 można stosować w żywicach aminowo-formaldehydowych, w których barwa melaminy jest mniej ważna. Żywice aminowo-formaldehydowe, takie jak na przykład żywice

PL 212 889 B1 melaminowo-formaldehydowe (MF), żywice mocznikowo-formaldehydowe (UF) i żywice melaminowo-mocznikowo-formaldehydowe (MUF) są ogólnie znane. W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki o numerze 5120821 opisano sposób wytwarzania żywic melaminowo-formaldehydowych wychodząc z melaminy, ciągle zawierającej 2-8% zanieczyszczeń z procesu wytwarzania melaminy. Te zanieczyszczenia zawierają niewielkie ilości na przykład ammeliny, ammelidu, ureidomelaminy, melemu i melamu. Zwiększenie ilości tej kombinacji zanieczyszczeń jest niekorzystne, zwłaszcza w przypadku zastosowań , w których ż ywica aminowo-formaldehydowa musi by ć transparentna. Zbyt duża zawartość związków zawierających tlen, na przykład zmniejsza pH roztworu żywicy i może to powodować nietrwałość żywic. Zmniejszenie pH jest powodowane, między innymi, przez związki zawierające tlen, ammelinę, ammelid i kwas cyjanurowy, w skrócie przez ARC (związki pokrewne ammelinie).

Celem wynalazku jest uzyskanie ulepszonej multikrystalicznej melaminy w postaci proszku za pomocą wysokociśnieniowego procesu wytwarzania melaminy, w którym melaminę otrzymuje się w postaci suchego proszku bezpoś rednio ze stopu melaminy. Dokł adniej, celem wynalazku jest otrzymanie multikrystalicznej melaminy w postaci proszku za pomocą wysokociśnieniowego procesu wytwarzania melaminy, o dużej szybkości rozpuszczania w wodzie, dających się zaakceptować właściwościach płynięcia, niskiej zawartości związków zawierających tlen i o dobrym zabarwieniu.

Przedmiotem wynalazku jest multikrystaliczna melamina w postaci proszku o następujących właściwościach:

- powierzchnia właściwa od 0,9 do 3 m²/g;

- zawartość skł adników zawierają cych tlen < 0,7% wagowych;

- zabarwienie APHA mniej niż 17;

- zawartość melamu wię ksza od 2% wagowych.

Korzystnie multikrystaliczna melamina w postaci proszku ma zabarwienie mniejsze niż 15 APHA.

Korzystnie zawartość melamu w multikrystalicznej melaminie w postaci proszku jest większa od 2,5% wagowych.

Korzystnie zawartość składników zawierających tlen w multikrystalicznej melaminie w postaci proszku jest niższa niż 0,4% wagowych.

Korzystnie zawartość ammeliny, ammelidu i kwasu cyjanurowego w multikrystalicznej melaminie w postaci proszku jest mniejsza niż 0,15% wagowych.

Powszechnie stosowanym sposobem oznaczania barwy melaminy jest tak zwana kalorymetria APHA. Obejmuje ona wytwarzanie żywicy melaminowo-formaldehydowej o stosunku F/M 3, przy czym stosuje się roztwór formaldehydu zawierający 35% wagowych formaldehydu, od 7,5 do 11,2% wagowych metanolu i 0,028% wagowych kwasu (takiego jak kwas mrówkowy). Teoretyczna zawartość ciał stałych w roztworze wynosi 56% wagowych, 25 g melaminy rozpuszcza się w 51 g powyższego roztworu przez gwałtowne ogrzanie mieszaniny do temperatury 85°C. Po około 3 minutach cała melamina zostaje rozpuszczona. Do tego roztworu dodaje się 2 ml roztworu węglanu sodowego o stężeniu 2,0 mol/litr, i następnie całość miesza się przez 1-2 minuty. Potem mieszaninę gwałtownie ochładza się do temperatury 40°C. Barwę określa się za pomocą spektrofotometru Hitachi U100 z kuwetą szklaną o długości 4 cm, mierząc absorbancję powyższego roztworu przy długości fali 380 nm i 640 nm z demineralizowaną wodą jako ś lepą próbą w kuwecie odniesienia.

Zabarwienie APHA oblicza się, stosując następujący wzór:

APHA = f* (A380 - A640) w którym A380 = absorbancja przy 380 nm;

A640 = absorbancja przy 640 nm; f = współczynnik kalibracji.

Współczynnik kalibracji f oznacza się na podstawie pomiarów absorbancji przy 380 nm na roztworach wzorcowych, sporządzonych z chlorku kobaltu i heksachloroplatynianu potasu. Roztwór wzorcowy 500 APHA zawiera 1,245 g heksachloroplatynianu (IV) potasu, 1,000 g chlorku kobaltu (II) i 100 ml 12 M roztworu kwasu chlorowodorowego na litr roztworu wzorcowego. Z tego roztworu wzorcowego sporządza się rozcieńczenia do kalibracji przy 10 i 20 APHA. Współczynnik kalibracji f oblicza się, stosując następujący wzór:

f = APHA (roztwór wzorcowy) / A380 w którym APHA (roztwór wzorcowy) = wartość APHA roztworu wzorcowego i A380 = absorbancja przy 380 nm.

PL 212 889 B1

Powszechnie stosowanym sposobem określania powierzchni właściwej jest oznaczanie za pomocą adsorpcji gazów według metody BET. Metodę BET opisano w S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller; J. Am.Chem.Soc.; 60 (1938) 309.

Przykładami innych charakterystycznych właściwości produktu według wynalazku są:

₃ objętość porów proszku: 0,35 - 65 cm³/g zawartość mocznika: <0,3% wagowych zawartość ureidomelaminy: <0,3% wagowych zawartość ammeliny: <0,14% wagowych zawartość ammelidu: <0,015% wagowych zawartość kwasu cyjanurowego: <0,01% wagowych zawartość guanidyny: <0,04% wagowych

Wytwarzanie melaminy korzystnie zaczyna się od mocznika w postaci stopu, jako surowca.

Podczas wytwarzania melaminy, przebiegającego zgodnie z następującym równaniem reakcji:

6CO (NH2)2 C3N6H6 + 6NH3 + 3CO2 produktami ubocznymi są NH3 i CO2.

Wytwarzanie można prowadzić pod wysokim ciśnieniem, korzystnie od 5 do 25 MPa, bez obecności katalizatora. Temperatura reakcji mieści się w zakresie od 325 do 450°C i korzystnie wynosi od 350 do 425°C. Produkty uboczne, NH3 i CO2, zwykle zawraca się do sąsiadującej instalacji do wytwarzania mocznika.

Melaminę według wynalazku można otrzymać, na przykład w instalacji nadającej się do wytwarzania melaminy z mocznika, z zastosowaniem procesu wysokociśnieniowego. Instalacja nadająca się do wytwarzania melaminy według wynalazku może zawierać jednostkę stanowiącą skruber, reaktor połączony z separatorem gaz/ciecz lub oddzielny separator gaz/ciecz, ewentualnie zbiornik poreakcyjny lub dojrzewalnik i jednostkę chłodzącą, składającą się z jednego lub większej liczby zbiorników.

W jednym z moż liwych sposobów, melaminę wytwarza się z mocznika w instalacji obejmują cej jednostkę stanowiącą skruber, reaktor melaminy, separator gaz/ciecz i jednostkę chłodzącą. Stop mocznika z instalacji do wytwarzania mocznika wprowadza się do jednostki stanowiącej skruber pod ciśnieniem od 5 do 25 MPa, korzystnie od 6 do 15 MPa, i w temperaturze wyższej od temperatury topnienia mocznika. Jednostkę stanowiącą skruber można wyposażyć w płaszcz chłodzący, w celu zapewnienia dodatkowego chłodzenia w skruberze. Jednostka stanowiąca skruber może być także wyposażona w wewnętrzne elementy chłodzące. W jednostce stanowiącej skruber dochodzi do zetknięcia ciekłego mocznika z gazami reakcyjnymi z separatora gaz/ciecz, usytuowanego za reaktorem. Gazy reakcyjne składają się głównie z CO2 i NH3 i zawierają także pewną ilość par melaminy. Stopiony mocznik wymywa pary melaminy z gazów odlotowych i zawraca tę melaminę z powrotem do reaktora. W procesie wypłukiwania, gazy odlotowe ochł adzają się od temperatury reaktora, to znaczy od temperatury 350-425°C, do temperatury 170-270°C, a mocznik ogrzewa się do temperatury 170-270°C. Gazy odlotowe usuwa się z wierzchołka jednostki stanowiącej skruber i, na przykład zawraca do instalacji do wytwarzania mocznika, w której stosuje się je jako surowiec do wytwarzania mocznika.

Wstępnie ogrzany mocznik odbiera się z jednostki stanowiącej skruber, wraz z wypłukaną melaminą, i wprowadza, na przykład za pomocą pompy wysokociśnieniowej, do reaktora, w którym panuje ciśnienie 5 do 25 MPa, a korzystnie 6 do 15 MPa. Alternatywnie, można wykorzystać siłę grawitacji do przenoszenia stopu mocznika do reaktora melaminy, umieszczając jednostkę stanowiącą skruber powyżej reaktora.

W reaktorze, stopiony mocznik ogrzewa się do temperatury 325 do 450°C, korzystnie około 350 do 425°C, pod podanym wyżej ciśnieniem, w których to warunkach mocznik przekształca się w melaminę, CO2 i NH3. Pewną ilość amoniaku można dozować do reaktora, na przykład w postaci ciekłej lub w postaci gorących par. Dostarczany amoniak moż e służyć, na przykład do zapobiegania powstawaniu niepożądanych produktów kondensacji melaminy lub do przyspieszania mieszania w reaktorze. Ilość amoniaku dostarczonego do reaktora wynosi 0 do 10 moli na mol mocznika; korzystnie stosuje się 0 do 5 moli amoniaku, a zwłaszcza 0 do 2 moli amoniaku na mol mocznika.

CO2 i NH3 powstałe w wyniku reakcji jak również dodatkowo wprowadzony amoniak oddziela się od ciekłej melaminy w separatorze gaz/ciecz, umieszczonym za reaktorem. Korzystne może być dozowanie amoniaku do tego separatora gaz/ciecz, umieszczonego za reaktorem. Ilość amoniaku

PL 212 889 B1 wynosi więc 0,1-15 moli amoniaku na mol melaminy, korzystnie 0,3-10 moli. Ma to tę zaletę, że dwutlenek węgla zostaje szybko oddzielony tak, że inhibitowane jest tworzenie się produktów ubocznych zawierających tlen. Przy wyższym ciśnieniu w reaktorze stosuje się większą ilość amoniaku niż przy ciśnieniu niższym.

Ciekłą melaminę o temperaturze w zakresie od temperatury topnienia melaminy do 450°C odbiera się z separatora gaz/ciecz, umieszczonego za reaktorem i przed rozpyleniem można ją ewentualnie ochłodzić do temperatury powyżej temperatury topnienia melaminy. Stop melaminy przesyła się, ewentualnie wraz z gazowym amoniakiem, do jednostki chłodzącej, w której ciekły stop melaminy rozpyla się za pomocą urządzenia rozpylającego w środowisku amoniaku i ochładza gazowym lub odparowującym medium pod ciśnieniem 0,1-10 MPa, korzystnie 0,1-2 MPa, co powoduje powstanie proszku, który to proszek, ewentualnie po dalszym ochłodzeniu, ma temperaturę poniżej 50°C. Jako medium chłodzące korzystnie stosuje się amoniak.

Stwierdzono, że na zawartość melamu w multikrystalicznej melaminie według wynalazku mają wpływ dwa istotne parametry, którymi są ciśnienie amoniaku w reaktorze i temperatura w reaktorze. Wzrost zawartości melamu można uzyskać, zmniejszając ciśnienie amoniaku w reaktorze, w podanych granicach. Przeciwnie, zawartość melamu maleje, gdy ciśnienie amoniaku w reaktorze wzrasta. Wzrost zawartości melamu można także uzyskać przez zwiększenie temperatury w reaktorze, w podanych granicach. Przeciwnie, zawartość melamu maleje, gdy maleje temperatura w reaktorze.

Stwierdzono, że zastosowanie multikrystalicznej melaminy w postaci proszku według wynalazku pozwala wytworzyć żywicę aminowo-formaldehydową o nieoczekiwanych szczególnych właściwościach. Dotyczy to zarówno właściwości podczas wytwarzania samej żywicy jak i właściwości produktów końcowych, wytworzonych z użyciem tej żywicy.

Stwierdzono również, że można skrócić czas wytwarzania żywicy o 10-20% bez zmniejszania początkowego pH. Czas wytwarzania żywicy zależy od pH i jest optymalny w odniesieniu do innych właściwości. Na przykład trwałość żywicy maleje przy niższym pH żywicy. Zbyt wysokie pH powoduje niepożądane reakcje uboczne związane z rozkładem formaldehydu. Przykład III i przykład porównawczy A pokazują skrócenie czasu wytwarzania żywicy przy tym samym pH roztworu żywicy.

Ponadto stwierdzono, że żywice wytwarzane z multikrystalicznej melaminy według wynalazku wykazują ulepszoną trwałość podczas przechowywania w stosunku do porównywalnych żywic wytwarzanych ze standardowej melaminy wytwarzanej w procesie przebiegającym w fazie gazowej. Przykład IV i przykład porównawczy B wykazują podwójny wzrost trwałości. W obu próbach stosowano stosunek molowy formaldehyd/melamina (F/M) 1,5 i pH formaliny 8,8.

Po zwiększeniu stosunku F/M, trwałość wzrasta nawet bardziej. W dalszych próbach przy wyższych stosunkach F/M dla żywicy opartej na multikrystalicznej melaminie w postaci proszku według wynalazku oznaczono trwałość w ciągu 6 tygodni, w porównaniu z 4 tygodniami dla żywicy o takim samym stosunku F/M, opartej na standardowej melaminie, otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej.

Żywice wytwarzane z użyciem multikrystalicznej melaminy według wynalazku okazały się być także mniej wrażliwe na zmiany pH podczas procesu wytwarzania tak, że każda niedokładność w dozowaniu kwasu i zasady ma mniej poważne konsekwencje, jeśli chodzi o zmianę czasu kondensacji i trwałość żywicy.

Oprócz melaminy, żywica aminowo-formaldehydowa może także zawierać 0-40% wagowych innego związku aminowego, takiego jak na przykład mocznik.

Żywice aminowo-formaldehydowe często stosuje się w (dekoracyjnych) wierzchnich warstwach laminatów, w klejach i jako proszek do formowania do wytwarzania produktów odpornych na zarysowanie, takich jak naczynia i wyroby elektrotechniczne. Dlatego, żywice aminowo-formaldehydowe wymagają doskonałych właściwości mechanicznych, na przykład wysokiej wytrzymałości i twardości powierzchniowej (odporność na ścieranie i zarysowanie) i dostatecznie dużej odporności na temperaturę.

Wierzchnie warstwy laminatów zwykle wytwarza się przez impregnowanie nośnika, na przykład papieru, żywicą aminowo-formaldehydową w sposób znany fachowcom. W trakcie tego stwierdzono, że produkty w postaci arkuszy, składające się z jednej lub większej liczby warstw arkusza nośnika impregnowanego żywicą aminowo-formaldehydową opartą na multikrystalicznej melaminie w postaci proszku według wynalazku, ewentualnie uzupełnionej zwyczajowymi dodatkami, mają po usieciowaniu doskonałą elastyczność (patrz przykład V i przykład porównawczy C). Doskonałą elastyczność uzyskuje się wówczas, gdy stosuje się żywice o niskim stosunku F/M. Gdy stosuje się multikrystaliczną melaminę zawierającą 2% wagowych melamu, możliwy jest stosunek F/M wynoszący 1,39, i uzyska6

PL 212 889 B1 nie dobrego laminatu dającego się formować wtórnie pod niskim ciśnieniem (LPL). Dający się formować wtórnie oznacza, że obiekt można deformować po uformowaniu. W przypadku innych znanych melamin, na przykład melaminy otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, stosunek F/M wynoszący 1,39 nie jest możliwy w warunkach atmosferycznych ze względu na niższą szybkość rozpuszczania. W przykładzie porównawczym C wybrano żywicę opartą na melaminie wytworzonej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, w którym w warunkach atmosferycznych możliwy jest stosunek F/M wynoszący tylko 1,49. Stwierdzono, że zdolność laminatu do deformowania po uformowaniu, wytworzonego w oparciu o multikrystaliczną melaminę według przykładu V była lepsza o współczynnik 2.

Nieoczekiwanie, stwierdzono także, że laminaty wykonane przy użyciu żywicy wytworzonej z multikrystalicznej melaminy według wynalazku wykazują wyższy połysk powierzchni niż laminaty wykonane przy użyciu żywicy otrzymanej ze znanych melamin. Ten nieoczekiwany efekt zilustrowano w przykładzie VI i w przykładzie porównawczym D.

Multikrystaliczna melamina w postaci proszku według wynalazku może także być stosowana w klejach i suszonym rozpył owo proszku z ż ywic aminowo-formaldehydowych, w których wyż ej wspomniane korzyści również odgrywają rolę.

Wynalazek wyjaśniono bardziej szczegółowo, powołując się na następujące przykłady.

P r z y k ł a d I

Stop melaminy o temperaturze 400°C i pod ciśnieniem 15 MPa wprowadzano do zbiornika za pomocą urządzenia rozpylającego i chłodzono ciekłym amoniakiem, który także rozpylano w tym zbiorniku. Temperatura w zbiorniku wynosiła 160°C. Ciśnienie amoniaku wynosiło 0,1 MPa. Po 1 minucie, produkt został ochłodzony do temperatury otoczenia i do zbiornika dozowano powietrze. Produktem końcowym był multikrystaliczny proszek o następujących właściwościach:

powierzchnia właściwa: 1,2 m²/g zawartość składników zawierających tlen: 0,12% wagowych zabarwienie (APHA): 14 zawartość melamu: 2,4% wagowych zawartość melemu: 0,23% wagowych stężenie amoniaku: 50 ppm

P r z y k ł a d II

Stop melaminy o temperaturze 402°C i pod ciśnieniem 8,1 MPa wprowadzano do zbiornika za pomocą urządzenia rozpylającego i chłodzono ciekłym amoniakiem, który także rozpylano w tym zbiorniku. Temperatura w zbiorniku wynosiła 146°C. Ciśnienie amoniaku wynosiło 1,4 MPa. Po 1 minucie, produkt został ochłodzony do temperatury otoczenia i do zbiornika dozowano powietrze. Produktem końcowym był multikrystaliczny proszek o następujących właściwościach:

powierzchnia właściwa: 1,3 m²/g zawartość składników zawierających tlen: 0,11% wagowych zabarwienie (APHA): 15 zawartość melamu: 3,2% wagowych zawartość melemu: 0,59% wagowych stężenie amoniaku: <50 ppm

P r z y k ł a d III

Roztwór melaminowo-formaldehydowy zawierający melam sporządzono rozpuszczając 1113 g multikrystalicznej melaminy (o zawartości melamu = 2% wagowych; zawartości składników zawierających tlen = 0,4% wagowych; powierzchni właściwej = 1,3 m²/g; zabarwieniu =14 APHA) w 1589 g 30% roztworu formaliny i 272 g wody, której pH nastawiono na 9,0 za pomocą 2N NaOH, i następnie ogrzewając go do temperatury wrzenia pod chłodnicą zwrotną. Po 87 minutach osiągnięto tolerancję na wodę 1,0 (g wody/g żywicy). Tolerancja na wodę oznacza ilość wody w gramach, którą można dodać w temperaturze 20°C do 1 g żywicy, zanim żywica stanie się mętna.

Przykład porównawczy A

Sporządzono roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej jak w przykładzie II, rozpuszczając 1113 g melaminy (o zawartości melamu 0,05% wagowych), otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, w 1589 g 30% roztworu formaliny i 272 g wody, której pH nastawiono na 9,0 2N roztworem NaOH, po czym roztwór ogrzano do temperatury wrzenia pod chłodnicą zwrotną. W tym przypadku tolerancję na wodę wynoszącą 1,0 (g wody/g żywicy) osiągnięto po 110 minutach.

PL 212 889 B1

P r z y k ł a d IV

Roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej sporządzono, rozpuszczając 157 g multikrystalicznej melaminy, takiej jak stosowano w przykładzie III w 186 g 30% roztworu formaliny i 82 g wody, której pH nastawiono na 8,8 za pomocą 10% wodnego roztworu Na2CO3, i następnie ogrzewając go do temperatury 95°C. Stwierdzono optymalną trwałość wynoszącą 2 tygodnie przy tolerancji na wodę 3,0 (g wody/g żywicy).

Przykład porównawczy B

Roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej sporządzono jak w przykładzie IV, rozpuszczając 157 g melaminy (o zawartości melamu 0,05% wagowych), otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, w 186 g 30% roztworu formaliny i 82 g wody, której pH nastawiono na 8,8 za pomocą 10% wodnego roztworu Na2CO3, i następnie ogrzewano do temperatury 95°C. W tym przypadku optymalna trwałość wynosiła tylko 1 tydzień przy takiej samej tolerancji na wodę jak w przykładzie IV.

P r z y k ł a d V

Sporządzono roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej, rozpuszczając 522 g melaminy stosowanej w przykładzie III, w 576 g 30% roztworu formaliny i 165 g wody, której pH nastawiono na 9,3 za pomocą 4,3 g NaOH, i następnie ogrzewano roztwór do temperatury wrzenia pod chłodnicą zwrotną. Gdy osiągnięto temperaturę zmętnienia, obniżono temperaturę reakcji do 90°C. Temperatura mętnienia jest temperaturą, w której 1 kropla żywicy dodana do dużej ilości wody o temperaturze 20°C nie rozpuszcza się już bezpośrednio lecz wykazuje zmętnienie. W chwili gdy osiągnięto tolerancję na wodę 1,3 (g wody/g żywicy) (w ciągu 10 minut), mieszaninę reakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej.

Żywicą tą, katalizowaną paratoluenosulfonamidem, impregnowano następnie papier (papier ozdobny 120 g/m²). Ten impregnowany papier suszono w ciągu 6 minut w temperaturze 100°C. Następnie ten impregnowany papier sprasowywano w ciągu 30 sekund w temperaturze 160°C i pod ciśnieniem 2,2 MPa, aby otrzymać laminat. Po ochłodzeniu mierzono zdolność do ponownego odkształcenia po uformowaniu zgodnie z EN 438,2 (192°C, promień 6 mm). Spośród badanych próbek, 89% przechodziło próbę z powodzeniem.

Przykład porównawczy C

Sporządzano roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej jak w przykładzie V, stosując jako materiał wyjściowy 615 g standardowej melaminy, otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, 729 g 30% formaliny i 172 g wody. Z tej żywicy także sporządzano laminat jak opisano w przykładzie V. W tym przypadku 44% próbek przechodziło z powodzeniem próbę zdolności do ponownego odkształcenia po uformowaniu zgodnie z EN 438-2 (192°C, promień 6 mm).

P r z y k ł a d VI

Sporządzono roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej zawierającej melam, rozpuszczając 522 g melaminy, takiej jak otrzymano w przykładzie II, zawierającej 3,2% wagowych melamu, w 576 g 30% roztworu formaliny i 165 g wody, której pH nastawiono na 9,3 za pomocą 4,3 g NaOH, i następnie ogrzewając do temperatury wrzenia pod chłodnicą zwrotną, 55 minut po osiągnięciu temperatury mętnienia, temperaturę mieszaniny reakcyjnej obniżono do 90°C. Temperatura mętnienia jest temperaturą, w której 1 kropla żywicy dodana do dużej ilości wody o temperaturze 20°C nie rozpuszcza się już bezpośrednio lecz wykazuje zmętnienie. W chwili osiągnięcia tolerancji na wodę 1,3 (g wody/g żywicy) (w ciągu 10 minut), mieszaninę reakcyjną ochłodzono do temperatury pokojowej.

Tą żywicą, katalizowaną paratoluenosulfonamidem, impregnowano następnie papier (papier dekoracyjny o gramaturze 120 g/m). Ten impregnowany papier suszono w ciągu 6 minut w temperaturze 100°C. Następnie ten impregnowany papier prasowano w ciągu 30 sekund w temperaturze 160°C i pod ciś nieniem 2,2 MPa, aby otrzymać laminat. Po ochłodzeniu połysk wynosił 83, oznaczany zgodnie z EN-438-2 przy kącie 60°.

Przykład porównawczy D

Sporządzano roztwór żywicy melaminowo-formaldehydowej jak w przykładzie VI, stosując jako materiał wyjściowy 615 g standardowej melaminy, otrzymanej w procesie prowadzonym w fazie gazowej, zawierającej 729 g 30% formaliny i 172 g wody. Z tej żywicy także sporządzano laminat jak opisano w przykładzie VI. W tym przypadku połysk, oznaczany według EN- 438-2 przy kącie 60°, wynosił 65.

Claims

1. Multikrystaliczna melamina w postaci proszku o następujących właściwościach:

- powierzchnia właściwa od 0,9 do 3 m²/g;

- zawartość składników zawierających tlen < 0,7% wagowych;

- zabarwienie APHA mniej niż 17;

- zawartość melamu wię ksza od 2% wagowych.

2. Multikrystaliczna melamina w postaci proszku według zastrz. 1, znamienna tym, że ma zabarwienie mniejsze niż 15 APHA.

3. Multikrystaliczna melamina w postaci proszku według zastrz. 1, albo 2, znamienna tym, że zawartość melamu jest większa od 2,5% wagowych.

4. Multikrystaliczna melamina w postaci proszku według zastrz. 3, znamienna tym, że zawartość składników zawierających tlen jest niższa niż 0,4% wagowych.

5. Multikrystaliczna melamina w postaci proszku według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienna tym, że zawartość ammeliny, ammelidu i kwasu cyjanurowego jest mniejsza niż 0,15% wagowych.