一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法。
【背景技术】
[0002] 三聚氰胺氰尿酸盐（MCA)是20世纪80年日本开发的精细化学品，主要作为阻燃 润滑剂使用，含氮量高达49. 4%，在水中溶解度小，MCA具有良好的热稳定性，300°C以下不 分解，400°C开始升华且同时分解。MCA具有阻燃，润滑，消光等特性，可用于塑料阻燃、机 械润滑、涂料消光以及化妆品和印染领域.近年来，随着全球阻燃剂市场向着无卤化的方 向发展，三聚氰胺氰尿酸盐作为一种氮含量大、阻燃效率高、低毒、低烟的氮系阻燃剂 得到了广泛的重视。作为阻燃剂使用的MCA产品应具有纯度高、粒径小、色泽浅等特点. MCA聚酰胺、聚盐、聚甲醛、聚氨盐、合成橡胶、环氧树脂等聚合物的阻燃.尤其适用非 增强尼龙的阻燃，三聚氰胺氰尿酸盐高温下分解成三聚氰胺和氰尿酸，氰尿酸催化尼龙降 解以熔滴形式离开燃烧区.三聚氰胺、氰尿酸继续分解产生大量不然气体隔绝氧气，10% 左右的阻燃剂含量可使尼龙达到UL94-1. 6mm的阻燃级别。
[0003] MCA产品用于改性塑料分散性不好，容易团聚原因在于MCA是氢键复合的大平面 网络结构物质，内聚能大分散性较差，在尼龙中使用分散不良导致容易熔融滴落燃棉不能 通过UL94 V-O测试，且一般MCA粒径较小造成下料困难导致下料不均问题。
[0004] 专利CN102532604A -种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，提出使用聚烯烃 酰胺为添加剂粘附反应制造大粒径MCA，得到平均粒径22. 6微米产物； 专利CN102585290A -种大粒径宽分布三聚氰胺氰尿酸盐的制备，提出使用聚丙烯酰 胺反应生产大粒径MCA 20~100微米； 专利1364858A阻燃润滑剂制造方法中提出使用PVA作为助剂得到45~50微米MCA ; 上述专利使用水溶性添加剂容易影响MCA品质，添加剂耐热性能不高，容易导致尼龙 高温加工过程黄变。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法。
[0006] 本发明所采取的技术方案是： 一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法，步骤如下： 1) 将三聚氰胺、氰尿酸混合均匀，加水，加热保温，除去水份； 2) 将己内酰胺、催化剂进行预聚反应，再加入助催化剂，混匀； 3) 将步骤2)得到的预聚体加入到步骤1)的体系中，进行聚合反应，反应完成后冷却出 料即可。
[0007] 步骤1)中，三聚氰胺、氰尿酸的摩尔比为1:0. 95~1 ;水的量为三聚氰胺、氰尿酸质 量和的25~100%。
[0008] 步骤1)中，加热保温为：加热至50~120°C保温0. 5~4小时。
[0009] 步骤2)中己内酰胺的用量为步骤1)中得到的产物MCA理论质量的0. 1~10% ;催 化剂用量为己内酰胺质量的0. 1~3%，助催化剂用量为己内酰胺质量的0. 1~3%。
[0010] 步骤2)中，聚合反应温度100~250°C，聚合反应时间0. 5~5小时。
[0011] 步骤2)中，所述的催化剂为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、 碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐、醇钠、醇钾中的至少一种；所述的助 催化剂为芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯、N-乙酰基己内酰胺中的至少一种。
[0012] 步骤2)中，预聚合反应的真空度为0~-0. 098MPa，温度为70~180°C。
[0013] 步骤2)中，预聚合反应的时间为5-30min。
[0014] 步骤3)中，聚合反应的真空度为0~-(λ 098MPa，温度为100~250°C。
[0015] 步骤3)中，聚合反应时间0. 5~5小时。
[0016] 所述的产物三聚氰胺氰尿酸盐平均粒径6~12微米，堆积密度0. 5~0. 9 g/mL。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明制备的MCA具有较大的粒径，且表面包覆有尼龙6， 应用在塑料改性尤其是尼龙改性中的时候，可以改善MCA与基体相容性较差的问题，且本 发明的制备方法绿色环保，其作为下游塑料加工的原料，可以减少粉尘现象。
[0018] 1)本发明制备的MCA粒径较大，可减少下游生产中出现的粉尘现象，改善下游生 产环境； 2) 本发明制备的MCA在改性塑料加工过程中容易下料，避免出现物料蓬松下料架桥， 从而导致下料不均影响加工进而引起熔体发泡等问题，以至于塑料品质不稳定； 3) 本发明制备的MCA已经被尼龙包覆处理，表面能大大降低，且MCA在反应过程中与尼 龙6发生氢键交联，再与尼龙共混加工过程不出现二次团聚，分散效果良好； 4) 本发明由于使用尼龙6作为助剂避免了在尼龙改性加工中的相容性问题，同时也解 决了一般MCA用于尼龙改性加工中，必须额外引入相容剂等其他助剂导致的产物耐热性不 良的问题； 5) 本发明采用较为简单生产工艺，生产过程中大大减少水的用量且不产生酸碱等物质 有利于环保；对比其他MCA具有粒径大易分散优点，解决了其他MCA应用在塑料改性加工 中，容易出现下料不均、分散困难的问题。
【具体实施方式】
[0019] 一种大粒径三聚氰胺氰尿酸盐的制造方法，步骤如下： 1) 将三聚氰胺、氰尿酸按照摩尔比1:0. 95~1加入到捏合机中混合均匀，再加入三聚氰 胺、氰尿酸质量和25~100%的水，加热至50~120°C保温0. 5~4小时，开启真空除去水份； 2) 将己内酰胺、催化剂加入预反应器中，在真空度为0~-0. 098MPa (优选 为-0. 01~-0. 098MPa)、温度为70~180°C下进行预聚反应5-30min，再加入助催化剂，搅拌 均匀即可；其中，己内酰胺的用量为步骤1)得到的产物的理论产量的〇. 1~1〇% (优选的，为 1-5%)，催化剂用量为己内酰胺质量的0. 1~3% (优选的，为0. 1-1%)，助催化剂用量为己内酰 胺质量的〇. 1~3% (优选的，为0. 1-1%); 3) 将步骤2)得到的预聚体加入到步骤1)的捏合机中，于真空度为0~-0. 098MPa (优 选为-0. 01~-0. 098MPa)、温度为100~250°C下进行聚合反应0. 5~5小时，反应完成后冷却出 料即可。
[0020] 所得的产物三聚氰胺氰尿酸盐平均粒径6~12微米，堆积密度0. 5~0. 9 g/mL。
[0021] 步骤2)中，所述的催化剂为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、 碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐、醇钠、醇钾中的至少一种；优选的， 为氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾