專利名稱：粒狀蜜胺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粒狀蜜胺。
從RD 42466已知粒狀蜜胺。在RD 42466中，從一般的角度公開了通過?；に?、壓實工藝或者擠壓工藝來制備粒狀蜜胺。
已知的粒狀蜜胺的不足是，它在溶劑，例如水或者甲醛水溶液(也稱福爾馬林)中的溶解通常比原料慢很多。
本發(fā)明的目的是減少上述不足。
本發(fā)明的目的是通過使粒狀蜜胺的D99介于300μm與1800μm之間而達到的。
根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的優(yōu)點是在例如福爾馬林的溶劑中的溶解速率高于已知的粒狀蜜胺。
根據(jù)本發(fā)明的蜜胺是粒狀的。這意味著相比較直接從蜜胺制備方法中得到的蜜胺，該蜜胺已經(jīng)過團聚步驟。在本發(fā)明的上下文中，蜜胺制備方法應理解為任何由原料，特別是尿素合成并以粉末形式獲得的蜜胺的方法。這樣的方法本身是已知的，例如在2001年第6版的Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry中“蜜胺和胍胺”一章的第4部分所公開的。所述制備蜜胺的已知方法不包括本發(fā)明意義中的團聚步驟，例如RD 42466中所公開的?；簩嵒蛘邤D壓。實際上，可由所述方法得到的蜜胺粉末構成了制備根據(jù)本發(fā)明的粒狀物質(zhì)的優(yōu)選原料。
根據(jù)本發(fā)明的蜜胺具有介于300μm與1800μm之間的D99。如已知的，“βμm的Dα”是指當顆粒尺寸分布測量完成時，在已考慮顆粒的αwt％作為尺寸不足的分率之后，正好達到βμm的值。因此，αwt％的顆粒的顆粒尺寸不大于βμm。
根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的D99應至少為300μm。已發(fā)現(xiàn)粒狀蜜胺的處理特性，例如其自由流動行為隨D99的增大而提高。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的D99至少為400μm，更優(yōu)選至少為500μm，特別是至少600μm，最優(yōu)選至少為700μm。
根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的D99應至多為1800μm。已發(fā)現(xiàn)與具有更高D99例如2500μm或者更高的粒狀蜜胺相比，如果D99等于或者小于1800μm，則粒狀蜜胺在溶劑，例如水或者福爾馬林中的溶解速率增大。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的D99至多為1700μm，更優(yōu)選至多為1600μm，特別是至多1500μm，最優(yōu)選至多為1400μm。
在根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的一個優(yōu)選實施方式中，粒狀蜜胺的D5至少為25μm。這意味著粒狀蜜胺包含低百分比的非常精細的顆粒(“精粒”)。這樣所具有的優(yōu)點是提高了該粒狀蜜胺在運輸和處理過程中的流動特性。優(yōu)選地，該粒狀蜜胺的D5至少為50或者75μm，更優(yōu)選至少為100或者150μm，特別是至少為200μm或者250μm，最優(yōu)選至少為300μm。根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的D5應該優(yōu)選至多為1700μm或者1500μm，原因是更高的D5值將使得幾乎不可能達到在本發(fā)明范圍內(nèi)的D99。更優(yōu)選地，D5至多為1000μm或者800μm，最優(yōu)選至多為500μm。
在根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的一個優(yōu)選實施方式中，通過對多晶蜜胺進行團聚步驟，可得到粒狀蜜胺；更優(yōu)選地，所述團聚步驟是壓實工藝。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的壓實多晶蜜胺比原料，即多晶蜜胺本身具有更高的溶解速率。多晶蜜胺及其制備本身是已知的，并在例如US4,565,867或者WO 99/46251中有公開。
在RD 42466中以通用的方式公開了蜜胺的壓實。為了得到根據(jù)本發(fā)明的壓實粒狀蜜胺，必須確保達到以上給出的D99以及如果合適的D5。此外，本發(fā)明還涉及蜜胺的壓實方法，包括·輥壓步驟，其中蜜胺粉末被壓成壓實蜜胺；·壓碎步驟，其中壓實蜜胺被壓碎成粒狀蜜胺；·粒狀蜜胺的粗篩選步驟，其中從粒狀蜜胺中分離出大于所需顆粒尺寸的顆粒，其中粗篩選步驟以使粒狀蜜胺的D99介于300μm與1800μm之間的方式進行。
從RD 42466或者Perry Chemical Engineers Handbook(第六版，ISBN0-07-049479-7 McGraw-Hill Book Company，第8-62至8-65頁)中直接已知通用方式的輥壓步驟、壓碎步驟和粗篩選步驟。
在本發(fā)明的輥壓步驟中形成壓實蜜胺。如已知的，壓實是指通過施加壓力的團聚。根據(jù)本發(fā)明方法中的輥壓步驟可以以各種方式進行，例如借助于兩個旋轉(zhuǎn)輥；該輥可以是光滑的，以使壓實蜜胺從輥壓步驟以平板形式出現(xiàn)；該輥也可以是成型的，以使壓實蜜胺具有例如圓柱狀的預定形狀。在輥壓步驟的一個優(yōu)選實施方式中，一個輥是光滑且未成型的，而另一個輥是成型的。進行輥壓步驟的一個重要操作參數(shù)是輥負載；如PerryChemical Engineers Handbook(第六版，ISBN 0-07-049479-7 McGraw-HillBook Company，第8-62至8-65頁)中所定義的，它是輥壓步驟中所施加的力除以輥的寬度。輥負載通常以兆牛頓每米輥寬(MN/m)來表示。輥負載可以在寬范圍內(nèi)變化；然而，輥負載不得過低，否則壓實無法有效。輥負載也不能太高，因為否則的話，壓實蜜胺將會如此“堅固”以致例如在水或者福爾馬林中溶解蜜胺的下游操作不能順利進行。進行根據(jù)本發(fā)明的輥壓步驟的輥負載優(yōu)選至少為0.3或者0.5MN/m，更優(yōu)選0.75或者1MN/m，還更優(yōu)選至少為1.5MN/m，特別優(yōu)選至少為2MN/m，最優(yōu)選至少為2.5MN/m。進行根據(jù)本發(fā)明的輥壓步驟的輥負載優(yōu)選至多為8或者7MN/m，更優(yōu)選至多為6或者5MN/m，還更優(yōu)選至多為4MN/m，特別優(yōu)選至多為3.5MN/m，最優(yōu)選至多為3MN/m。
供給輥壓步驟的蜜胺粉末可以是任何已知的蜜胺粉末。在一個優(yōu)選實施方式中，蜜胺粉末是在制備蜜胺的高壓(即，壓力在5MPa與30MPa之間)非催化工藝中得到的。在這樣的高壓工藝中，由蜜胺熔體得到呈例如多晶材料形式或粉末形式的蜜胺，多晶材料是進行或者不進行借助于例如NH3的冷卻，直接通過膨脹步驟得到的，粉末是基本由經(jīng)水相回收部分例如通過使可以包含或者可以不包含NH3和/或例如NaOH的其它堿性化合物的水相(重)結(jié)晶而得到的單晶組成。在另一個優(yōu)選實施方式中，蜜胺粉末是在制備蜜胺的低壓(即壓力在大氣壓與約3MPa之間)催化工藝中得到的；這樣的工藝可以包括水相回收部分。在蜜胺粉末被供給輥壓步驟之前，也可以首先對其進行一個或者多個操作。
壓碎步驟可以以任何本身已知的適當方式進行，在壓碎步驟中，例如以平板或者(半)圓柱狀得到的壓實材料被粉碎。在此工藝中粒狀蜜胺已經(jīng)形成；然而，此粒狀蜜胺可能仍含有比所需的要大或者小的顆粒。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在壓碎步驟之后進行粗篩選步驟。對壓碎步驟中所得的粒狀蜜胺采用的粗篩選步驟可以通過本身已知的技術來實現(xiàn)，目的是分離出比所需尺寸大的粒狀蜜胺；這些是粗顆粒。所需的最大尺寸依賴于對粒狀蜜胺所設定的后續(xù)要求，因而可以在寬范圍內(nèi)變化。為了得到根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺，粗篩選步驟應該以使得粒狀蜜胺的D99介于300μm與1800μm之間的方式進行。如技術人員已知的，這可以通過例如選擇粗篩選步驟中所用的篩孔尺寸來完成，從而達到上述的D99。
分離出的粗顆粒優(yōu)選返回至壓碎步驟。這樣做的優(yōu)點是，與其中粗顆粒返回至輥壓步驟的已知方法相比，此粒狀蜜胺的結(jié)構使得它比通過已知方法制得的粒狀蜜胺溶解更快?？赡懿⒉黄谕麑⑺蟹蛛x出的粗顆粒返回至壓碎步驟；在根據(jù)本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施方式中，還是將一定比例的分離出的粗顆粒添加至粒狀蜜胺中。此方法的優(yōu)點是可以精確控制這種粗顆粒的比例。優(yōu)選將至多60wt％的粗顆粒添加至粒狀蜜胺，更優(yōu)選至多50wt％，還更優(yōu)選至多40wt％或者至多30wt％，特別優(yōu)選至多20wt％，最優(yōu)選至多10wt％，同時確保所得粒狀蜜胺的D99在上述給出的范圍內(nèi)。
在一個優(yōu)選實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括來自粗篩選步驟或者壓碎步驟的粒狀蜜胺被供給它的精篩選步驟，其中將所需顆粒尺寸以下的顆粒與粒狀蜜胺分離，隨后將分離出的顆粒部分地返回至輥壓步驟并且部分地供給至來自精篩選步驟的粒狀蜜胺。精篩選步驟可以通過本身已知的技術來實現(xiàn)；精篩選步驟的目的是分離出比所需尺寸小的粒狀蜜胺；這些是精細顆粒或者精粒。粒狀蜜胺的所需最小尺寸依賴于該粒狀蜜胺的最終應用，因而可以在寬范圍內(nèi)變化。優(yōu)選地，粒狀蜜胺的所需最小尺寸為10μm或者20μm，更優(yōu)選40μm或者60μm，還更優(yōu)選80或者100μm，特別優(yōu)選150或者200μm，最優(yōu)選250或者300μm。精篩選步驟的結(jié)果是可以控制粒狀蜜胺的D5，從而得到根據(jù)優(yōu)選實施方式的D5至少為200μm的粒狀蜜胺。將一定比例的分離出的精細顆粒添加至粒狀蜜胺是有利的；優(yōu)選地，至多60wt％的精細顆粒被供給粒狀蜜胺；更優(yōu)選至多50wt％，還更優(yōu)選至多40wt％或者至多30wt％，特別優(yōu)選至多20wt％，最優(yōu)選至多10wt％，同時確保所得粒狀蜜胺的D99以及D5(如果適合的話)在上述給出的范圍內(nèi)。在根據(jù)本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施方式中，粗篩選步驟和精篩選步驟是同時進行的。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中可以將粘合劑，例如水添加至蜜胺粉末。然而在根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實施方式中，供給輥壓步驟的蜜胺粉末中沒有粘合劑。在本發(fā)明的上下文中，術語“沒有(使用)粘合劑”是指所用的粘合劑少于1wt％，優(yōu)選少于0.4wt％，特別是少于0.4wt％，最優(yōu)選為0wt％。粘合劑的重量百分比是供應給團聚步驟的蜜胺的量的百分比。這樣的優(yōu)點是不必再去除粘合劑和/或避免了在進一步處理含粘合劑的蜜胺中的任何缺點，同時卻得到粘結(jié)的粒狀蜜胺。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以在壓實工藝之前對蜜胺粉末進行尺寸減小步驟。這種尺寸減小工藝的例子是研磨工藝。然而在一個優(yōu)選實施方式中，并未進行這樣的尺寸減小步驟。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以作為單獨的工藝進行；然而，或者本方法可以與合成蜜胺的方法相結(jié)合。
由于根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺在溶劑，例如水或者福爾馬林中的溶解速率高，因而特別適合用于氨基塑料樹脂中。這種樹脂的例子是蜜胺-甲醛樹脂和蜜胺-尿素-甲醛樹脂。
根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺已經(jīng)過團聚步驟。團聚步驟的結(jié)果是與原料相比，粒狀蜜胺的表面特性已發(fā)生變化。材料表面特性的一個重要參數(shù)是分散能含量(disperse energy content)。如已知的，材料的分散能含量是構成材料表面能的兩個組成部分之一，即基于Van der Waals相互作用的組成部分。材料表面能的另一個組成部分是通過材料的極性相互作用形成的。在多種相關的材料性質(zhì)，例如可能的靜電荷較高、不容易被疏水物質(zhì)潤濕或者團聚趨勢增加中，可以看出材料較高的分散能含量。本身已知的測定材料分散能含量的技術是反氣相色譜法(IGC)。在此技術中，柱中填充有待測其分散能含量的材料。隨后，各種具有不同極性的氣體通過該材料，并測定每種氣體的保留時間。然后依此可以計算分散能含量。通過IGC測量分散能含量在例如“An exploration of inter-relationships betweencontact angle，inverse phase gas chromatography and triboelectric chargingdata”，N.M.Ahfat，G.Buckton，R.Burrows，M.D.Ticehurst，Eur.J.Pharm.Sci.，9(2000)，221-276中有描述。這里應當注意的是，材料的分散能含量是與其顆粒的表面相關的特性；這意味著當材料已與其他物質(zhì)接觸時，測量可能會受影響。因此，對例如粒狀蜜胺的材料的分散能含量的測量優(yōu)選在其制備后不久進行，或者在沒有任何明顯方式影響材料下進行，當材料是從其原始包裝中直接取出用于測量時，則可以認為是材料沒有受到明顯影響。
令人驚訝地已發(fā)現(xiàn)，如果根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的分散能含量在40與62mJ/m2之間，則與已知的蜜胺，特別是例如直接由制備蜜胺的方法得到的蜜胺，例如多晶蜜胺的非粒狀蜜胺相比，該粒狀蜜胺在溶劑，例如水或者福爾馬林中溶解得更快；盡管根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺已經(jīng)過團聚步驟，以致本領域的技術人員預想粒狀蜜胺的溶解會進行得更慢。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的分散能含量為至少42或者44mJ/m2，更優(yōu)選至少46或者47mJ/m2，還更優(yōu)選49或者50mJ/m2，特別優(yōu)選51或者52mJ/m2，最優(yōu)選至少53mJ/m2。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的分散能含量為至多66mJ/m2，更優(yōu)選至多65mJ/m2，還更優(yōu)選至多64mJ/m2，特別優(yōu)選至多63mJ/m2，最優(yōu)選至多62mJ/m2。
通過實施例和對比實驗對本發(fā)明進行說明。
實施例1通過根據(jù)本發(fā)明的方法制備根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺。
對多晶蜜胺(供應商MCI)應用輥壓步驟。利用Bepex L200/50P進行輥壓步驟；一個輥是光滑的，另一個輥是成型的；這形成半圓形的壓實蜜胺。輥負載為0.9MN/m。在壓實蜜胺被壓碎成粒狀蜜胺之后，進行粗篩選步驟，分離出所有1mm或者更大的顆粒。所得的粒狀蜜胺的D99為1000μm。
實施例2在蜜胺-甲醛樹脂制備工藝中測試如實施例1中所制得的、D99為1000μm的、根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的溶解行為。樹脂制備在Mettler ToledoLabmaxTM自動實驗室反應器中通過Camille TGTM軟件控制進行。甲醛含量為31wt％的福爾馬林(＜200ppm的甲酸，1％的甲醇)被加到反應器中，然后如固體成分所需的添加水，使得后來要添加的甲醛和氨基化合物的重量分率的百分比和相對于樹脂總量為55wt％。在10分鐘內(nèi)將成分加熱至30℃。接著借助于2N的NaOH溶液將pH值調(diào)節(jié)至9.3。隨后，添加蜜胺，以使甲醛/蜜胺的摩爾比為1.5。然后在47分鐘內(nèi)將反應器中的物質(zhì)加熱至100℃，并保持在100℃直到達到濁點。然后將反應器中的物質(zhì)冷卻至95℃，并保持在95℃直到反應器中的物質(zhì)冷卻后獲得耐水度在1.5與2.5之間(20℃)的樹脂。
如已知的，濁點的定義是樹脂在水中不再無限可溶時的反應程度(縮合程度)。通常由以下方法來確定濁點在20℃下，當向大量的水中加入1滴樹脂時，它不再溶解而是產(chǎn)生渾濁時的點。如已知的，耐水度的定義是在水-樹脂混合物變渾濁之前在20℃下可以向1克樹脂中添加的水量(以克計)。
64分鐘后樹脂變澄清，表明全部蜜胺已溶解；這是在到達濁點之前，而到達濁點是在70分鐘后。83分鐘后耐水度達到2.0。
實施例3、4利用類似實施例1中制得的、同樣D99為1000μm的另外兩種粒狀蜜胺來重復實施例2。
在63和59分鐘后樹脂變澄清，表明全部蜜胺已溶解；這是在到達濁點之前，而到達濁點是在71和69分鐘之后。94和87分鐘后耐水度達到2.0。
對比實驗1在蜜胺-甲醛樹脂的制備工藝中使用D99為2000μm的、呈粒狀的團聚多晶蜜胺。該樹脂制備工藝是以實施例2中同樣的方式進行的。75分鐘后樹脂變澄清，表明全部蜜胺已溶解；這是在到達濁點之前，而到達濁點是在71分鐘之后。83分鐘后耐水度達到2.0。
對比實驗2在蜜胺-甲醛樹脂的制備工藝中使用D99為145μm的、粉末形式的非團聚多晶蜜胺。該樹脂制備工藝是以實施例2中同樣的方式進行的。68分鐘后樹脂變澄清，表明全部蜜胺已溶解；這是在到達濁點之前，而到達濁點是在72分鐘之后。92分鐘后耐水度達到2.0。
從實施例和對比實驗可以清楚地看出，具有根據(jù)本發(fā)明的D99的壓實多晶蜜胺的溶解速率比D99在根據(jù)本發(fā)明的范圍外的壓實多晶蜜胺更高，-樹脂變澄清前所用的時間更短。還看到令人驚訝地，所述根據(jù)本發(fā)明的粒狀蜜胺的溶解速率意外地比原料更高。
權利要求
1.一種粒狀蜜胺，其特征在于D99介于300μm與1800μm之間。
2.根據(jù)權利要求1的粒狀蜜胺，其中D5至少為25μm。
3.根據(jù)權利要求1的粒狀蜜胺，它可通過對多晶蜜胺進行團聚步驟而得到。
4.根據(jù)權利要求3的粒狀蜜胺，其中所述團聚步驟是壓實步驟。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項的粒狀蜜胺，其中所述粒狀蜜胺是沒有使用粘合劑下得到的。
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項的粒狀蜜胺，其中所述粒狀蜜胺是在團聚之前沒有尺寸減小步驟下得到的。
7.一種壓實蜜胺的方法，包括·輥壓步驟，其中蜜胺粉末被壓成壓實蜜胺；·壓碎步驟，其中壓實蜜胺被壓碎成粒狀蜜胺；·粒狀蜜胺的粗篩選步驟，其中從所述粒狀蜜胺中分離出大于所需顆粒尺寸的顆粒，其特征在于粗篩選步驟以使得粒狀蜜胺的D99介于300μm與1800μm之間的方式進行。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中將在粗篩選步驟中從粒狀蜜胺中分離出的顆粒至少部分地返回壓碎步驟，并且可選地至多部分地供應給來自粗篩選步驟的粒狀蜜胺。
9.根據(jù)權利要求7或8的方法，還包括來自粗篩選步驟的粒狀蜜胺被供給它的精篩選步驟，其中將在所需顆粒尺寸以下的顆粒從粒狀蜜胺中分離出，隨后將分離出的顆粒部分地返回至輥壓步驟，并且部分地供給來自精篩選步驟的粒狀蜜胺。
10.根據(jù)權利要求7的方法，其中輥負載介于0.3與7MN/m之間。
11.根據(jù)權利要求7-10中任一項的方法，其中蜜胺粉末是多晶蜜胺粉末。
12.根據(jù)權利要求1-6中任一項的粒狀蜜胺在制備氨基塑料樹脂中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種D
文檔編號B01J2/22GK1802358SQ200480015820
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權日2003年6月6日
發(fā)明者薩斯卡·尹格勃戈·范迪克, 彼得·沃恩克 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權資產(chǎn)管理有限公司