专利名称：一种溴系阻燃剂的连续研磨方法及实现该方法的研磨机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种溴系阻燃剂的连续研磨方法及实现该方法的研磨机。
背景技术：
随着塑料、橡胶、树脂等在日常生活中的普及，人类对于阻燃剂的需求量越来越大，它已成为塑料、橡胶、树脂中添加助剂使用量仅次于增塑剂的精细化学品，其中溴系列阻燃剂约占阻燃剂总需求量的40%。添加型溴系阻燃剂一般要求粒径在5微米以下。目前，溴系阻燃剂的粉碎方法主要有两种方式，一是气流粉碎，二是湿法研磨。气流粉碎的过程中，部分溴系阻燃剂会受高温空气中氧气的氧化而变质，影响产品的使用效果和外观。现有的湿法研磨是将溴系阻燃剂先分散到水中，然后送入研磨机中进行研磨，一批物料研磨完后，再进行下一批物料的研磨，每批次产品量在500-1000公斤之间，即间歇研磨，不能进行连续化的生产；由于溴系阻燃剂在研磨过程中挥发出具有强腐蚀性的溴化氢或溴素，会对设备造成腐蚀，导致使用寿命短，加大了产品的生产成本，还会造成产品批次间颜色不一致，另外研磨转速低、研磨时间长、效率落后，产品粒径差别大，工艺过程能源消耗高、产品质量差，严重影响了下游客户的使用，阻碍了溴系阻燃剂在高品质工程塑料中的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种溴系阻燃剂的连续研磨方法。为了解决上述技术问题，本发明所提供的溴系阻燃剂的连续研磨方法，包括以下步骤
Cl)按溴系阻燃剂还原剂PH调节剂工艺水=1000:5-30:5-30 =500-5000的质量配比关系，将上述物料混合并混匀，制得混合料液；
(2)将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液从研磨机顶部的溢流口流出，从溢流口连续流出的为溢流料液；
(3)溢流料液经除铁器除去铁磁物质后，再进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状溴系阻燃剂；
所述溴系阻燃剂为十溴二苯乙烧、十溴二苯醚、六溴苯、五溴甲苯、十四溴二苯氧基苯、1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯或聚丙烯酸五溴苄酯。本发明步骤(2)中，在研磨机转速一定的情形下，进料速度越慢得到的颗粒越细小，但综合生产效率等因素，进料速度以符合下述要求为准，即进入研磨机底部的混合料液历经O. 2-5小时从溢流口溢出。所述还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫脲或水合肼。所述PH值调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、氨水或亚硫酸钠。
本发明提供了一种连续研磨与溴系阻燃剂杂质消除同步进行的方法，在研磨的同时利用还原剂与包覆在溴系阻燃剂粗品上的溴单质反应，生成溶于水的溴化氢，并利用PH值调节剂与溴化氢反应生产无机溴化物，反应产物均溶于水。以还原剂亚硫酸钠和PH值调节剂碳酸钠为例，反应方程式如下
Na2S03+H20+Br2=Na2S04+2HBr(I)
Na2C03+2HBr=2NaBr+H20+C02(2)。本发明所提供的方法效果和益处在于
(I)利用本专利技术研磨溴系阻燃剂可避免研磨过程中会发出的溴单质对设备的腐蚀，减少了含铁化合物对溴系阻燃剂颜色的影响。(2)利用本专利技术可实现连续化生产，减少了人为因素对产品质量的影响，产品粒度均一、粒径分布范围小、质量稳定，并且生产效率高。(3)本专利技术操作参数易控制，可根据客户需要通过控制进料速度和研磨机搅拌转速来调节产品粒度，可满足不同客户的需求。(4)本专利技术强化了研磨过程搅拌效果，促进研磨球之间的有效碰撞，提高研磨效率，降低了研磨过程的能耗。(5)本专利技术可避免因研磨过程磨损的铁杂质对产品质量的影响。一种本发明所述连续研磨方法中使用的研磨机，包括具有封闭内腔的内筒体，内筒体内设有其上连接有多片叶片的搅拌轴，搅拌轴由连接在内筒体顶部的动力装置驱动，内筒体内腔中填装有若干研磨球，内筒体底部设有进液口，内筒体筒壁的上端部位环布有多个溢流口，内筒体上端外部环设有用于收集从溢流口流出的料液的集流槽，集流槽的底壁上设有出液口。所述集流槽底壁倾斜设置，出液口设在集流槽底壁的低端。所述溢流口上装有滤网。所述内筒体外设有外筒体，内筒体与外筒体间设有冷却腔，冷却腔的底部设有供冷却水进入的进水口，冷却腔的顶部设有供冷却水流出的出水口。
图1本发明的工艺流程 图2为研磨机的结构示意图。
具体实施例方式本发明中所述研磨机的结构如图2所示，包括连接在支座I上的内筒体2和外筒体3，内筒体2和外筒体3之间设有冷却腔4，内筒体2内设有搅拌轴5，搅拌轴5上固接有多片搅拌叶片6，搅拌轴5上端穿出内筒体2的顶壁后与连接在内筒体2顶部的动力装置即搅拌电机7动力相连，内筒体2底部连接有穿出外筒体3的进料管8，进料管8用作料液进入内筒体2内腔的通道，内筒体2内腔中填装有若干研磨球9，冷却腔4的底部设有供冷却水进入的进水口 10，冷却腔4的顶部设有供冷却水流出的出水口 14，内筒体2筒壁的上端部位环布有多个间隔设置的溢流口 11，溢流口 11上装有滤网，滤网在图中未示出。内筒体2筒壁上端的外表面上环设有集流槽12，集流槽12用于收集从溢流口 11流出的料液，集流槽12的底壁倾斜设置，集流槽12的底壁的低端设有出液口 13。
本发明的工艺流程如图1所示，下面结合工艺流程图对本发明所述方法作进一步的说明。实施例1 :
按十溴二苯乙烷亚硫酸钠碳酸钠工艺水=1000:5:5 :500的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机17的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经4小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经4小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状十溴二苯乙烷，经检测十溴二苯乙烷粒径在1. 5微米，白度92。实施例2
按十溴二苯乙烷水合肼碳酸氢钠工艺水=1000:5:10 1000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 6小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 6小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状十溴二苯乙烷，经检测十溴二苯乙烷粒径在2. 8微米，白度90。实施例3
按十溴二苯醚二氧化硫脲碳酸钾工艺水=1000:15:10 2000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 2小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 2小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状十溴二苯醚，经检测十溴二苯醚粒径在4. 5微米，白度92。实施例4
按六溴苯亚硫酸钠碳酸氢钾工艺水=1000:15:15 4000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 4小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 4小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状六溴苯，经检测六溴苯粒径在3. 2微米，白度93。实施例5
按溴化聚苯乙烯焦亚硫酸钠氨水(30%):工艺水=1000:20:10 4000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 4小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 4小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状溴化聚苯乙烯，经检测溴化聚苯乙烯粒径在3. 2微米，白度89。实施例6
按五溴甲苯焦亚硫酸钠氨水(质量浓度为30%):工艺水=1000:20:20 :2000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 35小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 35小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状五溴甲苯，经检测五溴甲苯粒径在3. 6微米，白度91。实施例7
按十四溴二苯氧基苯焦亚硫酸钠碳酸氢钾工艺水=1000:20:10 4000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经I小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经I小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状十四溴二苯氧基苯，经检测十四溴二苯氧基苯粒径在2. 7微米，白度91。实施例8
按聚丙烯酸五溴苄酯焦亚硫酸钠碳酸氢钾工艺水=1000:20:25 4000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 6小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 6小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状聚丙烯酸五溴苄酯，经检测聚丙烯酸五溴苄酯粒径在2. 9微米，白度92。实施例9
按1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷焦亚硫酸钠碳酸氢钾工艺水=1000:30:30 4000的质量配比关系，将上述物料加入混料器15内混匀，制得混合料液；通过送料泵16将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液经O. 6小时方从研磨机顶部的溢流口流出，换言之，就是混合料液进入研磨机内腔底部后要经O. 6小时才从溢流口流出，由于混合料液连续不断地进入研磨机，溢流料液也从溢流口连续不断地流出；溢流料液流经除铁器18除去铁磁物质后，再进入缓冲罐19，然后再从缓冲罐19由输料泵21送入压滤机20进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷，经检测1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷粒径在2. 5微米，白度90。
权利要求
1.一种溴系阻燃剂的连续研磨方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)按溴系阻燃剂:还原剂:PH调节剂:工艺水=1000:5-30:5-30=500-5000的质量配比关系，将上述物料混合并混匀，制得混合料液； (2)将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动且使最底层的混合料液从研磨机顶部的溢流口流出，从溢流口连续流出的为溢流料液； (3)溢流料液经除铁器除去铁磁物质后，再进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状溴系阻燃剂。
2.如权利要求1所述的溴系阻燃剂的连续研磨方法，其特征在于溴系阻燃剂为十溴二苯乙烷、十溴二苯醚、六溴苯、五溴甲苯、十四溴二苯氧基苯、1，2-双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷、溴化聚苯乙烯、聚溴化苯乙烯或聚丙烯酸五溴苄酯。
3.如权利要求1所述的溴系阻燃剂的连续研磨方法，其特征在于所述还原剂为亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫脲或水合肼。
4.如权利要求1所述的溴系阻燃剂的连续研磨方法，其特征在于所述PH值调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、氨水或亚硫酸钠。
5.一种权利要求1所述连续研磨方法中使用的研磨机，其特征在于包括具有封闭内腔的内筒体，内筒体内设有其上连接有多片叶片的搅拌轴，搅拌轴由连接在内筒体顶部的动力装置驱动，内筒体内腔中填装有若干研磨球，内筒体底部设有进液口，内筒体筒壁的上端部位环布有多个溢流口，内筒体上端外部环设有用于收集从溢流口流出的料液的集流槽，集流槽的底壁上设有出液口。
6.如权利 要求5所述的研磨机，其特征在于所述集流槽底壁倾斜设置，出液口设在集流槽底壁的低端。
7.如权利要求5所述的研磨机，其特征在于所述溢流口上装有滤网。
8.如权利要求5、6或7所述的研磨机，其特征在于所述内筒体外设有外筒体，内筒体与外筒体间设有冷却腔，冷却腔的底部设有供冷却水进入的进水口，冷却腔的顶部设有供冷却水流出的出水口。
全文摘要
本发明公开了一种溴系阻燃剂的连续研磨方法，步骤为(1)将溴系阻燃剂、还原剂、pH调节剂和工艺水混匀后，制得混合料液；(2)将混合料液从研磨机的底部连续送入研磨机内进行研磨；控制进料速度，使后进入研磨机内的混合料液推着先进入的混合料液向上移动直至研磨机顶部的溢流口流出，从溢流口连续流出的为溢流料液；(3)溢流料液经除铁器除去铁磁物质后，再进行固液分离，所得固体物经水洗、干燥后，便制得粒径符合设定范围值的粉末状溴系阻燃剂。本发明所得产品色泽好、产品粒度均一、粒径分布范围小、质量稳定。
文档编号B02C17/16GK103071568SQ201310051258
公开日2013年5月1日 申请日期2013年2月17日 优先权日2013年2月17日
发明者唐星三, 孟烨, 李茂桉, 高玉章, 孙跃明, 董勇 申请人:山东天一化学股份有限公司