專利名稱：一種大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有大粒徑尺寸的氮系阻燃添加劑三聚氰胺氰脲酸鹽的合成制備方法。屬于利用化學(xué)合成方法制備具有特定顆粒形態(tài)材料的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三聚氰胺氰脲酸鹽(MCA)在20世紀(jì)70年代在國際上被開發(fā)出來，為白色粉末狀固體，作為一種氮系無鹵阻燃助劑近年來發(fā)展十分迅速；由于普通形態(tài)的MCA具有片層狀結(jié)構(gòu)，因此可作為潤滑劑使用；而在塑料阻燃添加劑領(lǐng)域，利用MCA的高氮含量、受熱分解釋放三聚氰胺和氨氣等特性，被用作氮系阻燃添加劑使用，添加在尼龍、聚甲醛、聚烯烴等材料中使用，制備阻燃材料。目前在MCA的晶體尺寸分為納米級、微米級(1-10微米)和大粒徑的20-100微米， 分別適用于不同用途。在2011年授權(quán)的專利201010264161. 3中介紹了一種納米三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法，采用醇水復(fù)合溶劑體系反應(yīng)并經(jīng)表面改性劑包覆制備了納米尺度的MCA產(chǎn)物。對于1-10微米尺度的MCA的制備方法報(bào)道較為廣泛，2000年河北科學(xué)院學(xué)報(bào)17 卷第4期219頁報(bào)道了一種三聚氰胺氰尿酸鹽的制備方法，采用三聚氰胺、氰尿酸在水溶劑體系下反應(yīng)制備了 MCA。2006年阻燃材料與技術(shù)第六期13頁報(bào)道了采用尿素先制備氰尿酸再與三聚氰胺在水中反應(yīng)制備MCA的方法。除此以外，期刊中還報(bào)道了其他的MCA的制備方法，2006年化工新型材料34卷第 11期32頁報(bào)道了采用尿素與三聚氰胺在280°C熔融反應(yīng)，再用水在100°C水解制備MCA的方法。1998年化工之友第I期35頁報(bào)道了采用三聚氰胺和氰尿酸在水中以磷酸為催化劑制備MCA的方法。1991年現(xiàn)代化工第4期51頁報(bào)道了采用三聚氰胺和氰尿酸在水中，以碳酸鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH值到8-8. 5，90-95 °C反應(yīng)制備MCA的方法。申請專利CN200710168553. 8三聚氰胺氰尿酸鹽的快速制備方法中報(bào)道采用了三聚氰胺和氰尿酸在水中并以縮二脲、尿素、水合肼為催化劑制備MCA的方法。對于大粒徑的MCA晶體(20-100微米)的制備方法，在美國專利US5493023中介紹了在250°C _500°C溫度下采用無溶劑固相反應(yīng)制備了粒徑20微米的MCA晶體。在美國專利US7547738中介紹了采用向MCA固含量40 %左右的水混合物中添加聚乙烯醇，并噴霧干燥獲得大粒徑的MCA顆粒的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用三聚氰胺、氰脲酸和聚烯烴酰胺為原料，利用聚烯烴酰胺的酰胺基團(tuán)與氰脲酸發(fā)生成鹽反應(yīng)將三聚氰胺氰脲酸鹽微晶體連接在一起形成片層晶體聚集體，在過濾干燥粉碎后獲得20微米-100微米大粒徑的MCA粉末顆粒。本方法制備大粒徑的MCA過程分為兩個部分進(jìn)行，第一部分采用三聚氰胺、氰尿酸和聚烯烴酰胺為原料，在水中反應(yīng)制備MCA片層微晶聚集體；第二部分對反應(yīng)獲得的產(chǎn)物過濾分離并干燥，采用機(jī)械粉碎的方法粉碎MCA聚集體獲得大粒徑的MCA顆粒。所用合成原料三聚氰胺(純度> 98 %，エ業(yè)級)、氰尿酸(純度> 95 %，エ業(yè)級)； 聚烯烴酰胺包括聚乙烯酰胺(平均分子量1000-500萬，エ業(yè)級)、聚丙烯酰胺(平均分子量 1000-500萬，エ業(yè)級)、聚丁烯酰胺(平均分子量1000-500萬，エ業(yè)級)。合成エ藝第一歩將三聚氰胺與氰脲酸在攪拌條件下加入水中，三聚氰胺與氰尿酸的質(zhì)量比為1 :0. 9-1. 10，三聚氰胺和氰脲酸總質(zhì)量為水的質(zhì)量的5% -40% ；加入聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚丁烯酰胺中的ー種或幾種到反應(yīng)體系中，加入量為三聚氰胺質(zhì)量的 0. -8%，攪拌條件下保持反應(yīng)體系溫度60°C -100°C，或在加壓條件下保持反應(yīng)體系溫度IOO0C -150°c，反應(yīng)時間20分鐘-10小時之間。第二步對第一步獲得的反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離，為抽濾、壓濾和離心分離方法中的ー種，并在80°C -250°C溫度下烘干過濾獲得的MCA，采用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，得大粒徑 MCA顆粒產(chǎn)物。由于三聚氰胺和氰尿酸發(fā)生酸堿成鹽反應(yīng)，而添加帶有氨基的水溶性的高分子聚烯烴酰胺可以與氰尿酸同時發(fā)生酸堿成鹽反應(yīng)，從而使反應(yīng)生成的MCA微晶被高分子連接到一起，形成MCA微晶的聚集體，使其在被過濾烘干后由于聚烯烴酰胺的連接作用而不分散成小顆粒，最后通過機(jī)械粉碎的方式獲得平均粒徑在20微米-100微米的MCA顆粒，并通過選擇適當(dāng)?shù)姆鬯樵O(shè)備并調(diào)節(jié)粉碎的時間來控制獲得的MCA粒徑尺寸。表1不同制備方法獲得MCA粒徑
權(quán)利要求
1.ー種大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法采用聚烯烴酰胺連接MCA微晶的方法制備大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽，其特征在于本合成方法分為兩個部分進(jìn)行，第一部分采用三聚氰胺、氰尿酸和聚烯烴酰胺為原料，在水中反應(yīng)制備MCA片層微晶聚集體；第二部分對反應(yīng)獲得的產(chǎn)物過濾分離并干燥，采用機(jī)械粉碎的方法粉碎MCA聚集體獲得大粒徑的MCA 顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法，其特征在于所選用的聚烯烴酰胺為聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚丁烯酰胺中的ー種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法，其特征在于所選用的聚烯烴酰胺加入量為三聚氰胺氰脲酸鹽制備中加入三聚氰胺質(zhì)量的0. 1% -8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種大粒徑三聚氰胺氰脲酸鹽的制備方法，其特征在于將三聚氰胺與氰脲酸在攪拌條件下加入水中，三聚氰胺與氰尿酸的質(zhì)量比為1 0.9-1.10， 三聚氰胺和氰脲酸總質(zhì)量為水的質(zhì)量的5% _40%，加入聚烯烴酰胺，攪拌條件下保持反應(yīng)體系溫度60°C -100°C，或在加壓條件下保持反應(yīng)體系溫度100°C _150°C，反應(yīng)時間20分鐘-10小時之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有大粒徑尺寸的氮系阻燃添加劑三聚氰胺氰脲酸鹽的合成制備方法。本發(fā)明采用三聚氰胺、氰脲酸和聚烷基酰胺為原料，利用聚烷基酰胺的酰胺基團(tuán)與氰脲酸發(fā)生成鹽反應(yīng)將三聚氰胺氰脲酸鹽微晶體連接在一起形成片層晶體聚集體，在過濾干燥粉碎后獲得20微米-100微米大粒徑的三聚氰胺氰脲酸鹽粉末顆粒。
文檔編號C08K9/04GK102532604SQ201210016088
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者馮發(fā)飛, 葉志殷, 湯朔, 邱勇, 錢立軍 申請人:北京工商大學(xué)