通过喷雾干燥制备粉末状（聚）脲的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备（聚）脲粉末的方法、新型（聚）脲粉末、含有它们的组合物和它们作为增稠剂，特别是在润滑剂，如所谓的聚脲脂中的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备(聚)脲粉末的方法、新型(聚)脲粉末、含有它们的组合物和它们作为增稠剂，特别是在润滑剂，如所谓的聚脲脂中的用途。根据现有技术，这种所谓的含有聚脲在基油中作为增稠剂使用的聚脲脂，仍然几乎只能专门用所谓的“原位”法制得。在这种“原位”法中，通过溶解在溶剂或矿物油中的多异氰酸酯和同样溶解在矿物油或溶剂中的多胺之间进行加聚反应制得这类聚脲增稠剂。通过这种方法得到的聚脲呈一种分散的、预膨胀的状态，以及在脱去溶剂之后，在基油(矿物油)中形成一种凝胶状的结构性浆料，并且在进一步均化作用之后形成均匀的油脂。这种方法的缺点在于由上述反应得到的产品含有杂质。在这里TDI特别重要。因此在“原位”法中需要特别的检验程序。缺点还在于因为“原位”法的高粘性在控制该反应中会出现问题。反应物料内部也可能出现不均匀性。此外，因为加聚反应是放热反应，在除去热量时也会发生问题。关于这种所谓的“原位”的
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的详细情形可参见EP0534248 A1，其在此引入作为参考。EP 0534248 A1的方法试图克服上述
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的缺点，在此方法中，首先在溶剂(特别是甲苯、丁醇、乙酸乙酯、氯仿等)中或不在溶剂中通过挤出进行生成聚脲的加聚反应。随后对得到的固体再处理，也就是干燥(通过抽气或蒸发或脱除溶剂进行过滤)，然后磨粉并最终转换成油脂。在EP 0534248 A1描述的方法中，首先将聚异氰酸酯与胺反应制得聚脲；当这些成分反应完全时，然后把这些产品在干燥状态下磨粉成粉末，然后把磨粉的粗产品在基油中制成浆料并在高压均化器中加工成“PU脂”。这种方法的缺点在于通过磨粉得到的粉末颗粒相对较粗。这不利于将聚脲粉末混合到基液中。因此在这种方法中必须将高压均化器置于超过500巴的高压下。所以这种方法需要高能输入。与此相似，WO 02/04579的方法据说提供了一种有着低噪音性的聚脲脂，此方法需要剪切处理，该剪切处理可将增稠剂颗粒的尺寸减小到小于500μm。优选地，通过剪切处理将粒径减小到所有粒径都小于100μm，并且95％的粒径都小于50μm的程度。但是，当制备更精细颗粒的聚脲悬浮液时，此处所描述方法可能接受的能量输入就不可能实现了。此外WO 02/04579也没有说明任何能被客户现场混合入例如基油的精细分散的干燥聚脲粉末。WO 02/02683公开了含有一种精细分散的聚脲填料的橡胶组合物。光学显微镜测得的这种聚脲填料颗粒的尺寸是0.001-500μm。尽管，这种聚脲颗粒还没有被分离开来，但优选是在橡胶存在的情况下制备的。然而，该
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没有提及干燥的精细分散的聚脲粉末、制备它的方法以及它在所谓的PU脂中作为增稠剂的用途。令人十分惊奇的是，本专利技术的专利技术人成功地通过喷雾干燥法制备了特别精细分散的聚脲粉末。通过使用更精细分散的颗粒，特别是在混合入基油以制备所谓的PU脂时，就能够在均化过程中使用小于500巴的较低气压，这将节省能源和材料。除了通过均化将聚脲粉末混合入基油中成本(特别是能源消耗)较低的优点之外，本专利技术者也惊奇地发现采用根据本专利技术制得的聚脲粉末制备的PU脂在性能方面的优点。从而，同粗颗粒材料相比，为了得到相同的粘性，使用更精细分散的聚脲需要较低的负载。此外，同
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相比，使用本专利技术的聚脲粉末制得的处理过的PU脂的稠度改善了。这就意味着同根据
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制得的油脂相比，在60次工作冲程(PW，60)和6000次工作冲程(PW，6000)之后，根据ISO2137使用锥入度测量法测得的油脂的稠度变化较小。因此本专利技术涉及一种制备(聚)脲粉末的方法，其中对在至少一种溶剂中的(聚)脲颗粒的悬浮液进行喷雾干燥。在本专利技术中，(聚)脲目的是要包含单脲化合物和聚脲化合物。单脲化合物是那些分子中含有 基团的化合物，其中自由价被至少一个有机基团所饱和，这样脲基自身被排除在外。但是，本专利技术优选在分子中含有至少两个 基团的聚脲化合物。在使用的悬浮液中，(聚)脲颗粒占溶剂总重量的比率优选为10％-80％。特别优选为15％-35％。比率超过80％是不利的，因为在反应过程中悬浮液的稠化会阻碍反应成分的扩散和反应。比率低于10％也是不利的，因为产出不经济。应适当地选择在喷雾干燥中使用的悬浮液中的(聚)脲颗粒的平均粒径。优选小于50μm，尤其优选小于40μm。在本专利技术专利申请中使用的术语“平均粒径”指的是重均粒径并且是通过相干光散射法(激光衍射法)测定的。该数值包括单独的初级粒子尺寸和它们聚集成块的尺寸。如附图说明图1所示，例如，初级粒子的平均粒径通常明显要小一些，为1-10μm。在制备聚脲的过程中可以通过，例如在制备聚脲之前或制备过程中添加乳化剂或分散剂来控制在喷雾干燥中使用的悬浮液中的(聚)脲颗粒的平均粒径。合适的乳化剂和分散剂是阴离子、阳离子或非离子物质，例如，十二烷基苯磺酸钠盐、磺基丁二酸二辛酯、萘磺酸钠盐、三乙基苄基氯化铵或聚氧化乙烯醚类，后者诸如壬基苯酚与相对于每摩尔壬基苯酚为3-50摩尔用量的环氧乙烷的反应产物。该乳化剂或分散剂的用量约为0.1-5重量％，基于制备的聚脲的总量计。在本专利技术中，用于悬浮液的溶剂优选选自有机溶剂。在本专利技术中，术语溶剂特指分散剂，特别是在室温(20℃)下呈液态的分散剂。这种溶剂特别优选选自下列有机溶剂任选地取代的直链、支链或环状脂肪族烃或芳族烃。特别地，取代基可以是含氧和/或卤素的官能团，如氯、羰基、脂基、醚基等。溶剂的例子包括丁烷、戊烷、正己烷、环己胺、正辛烷、异辛烷、苯、甲苯、二甲苯、诸如二氯甲烷和氯苯的卤代烃，诸如二乙醚、四氢呋喃和石油醚的醚类，诸如丙酮的酮类，诸如乙酸乙酯和乙酸丁酯的酯类等。特别优选正己烷、正庚烷、石油醚和乙酸乙酯作为溶剂。特别优选用于食品用途的溶剂是那些记载于美国法律“Code of FederalRegulation”CFR 21§§170-199中，如§173.280中的异链烷石油醚、§173.270中的己烷、§173.210中的丙酮、§173.228中的乙酸乙酯以及§172.712中的1，3-丁二醇。使用的悬浮液的溶剂有利地是如下所述的在制备聚脲过程中使用的溶剂。但是也可能例如在制备聚脲之后进一步添加溶剂，从而得到具有合适浓度的用于喷雾干燥的悬浮液。也可能将一种或多种溶剂的混合物用于本专利技术的悬浮液。用于本专利技术的聚脲颗粒的悬浮液适宜通过在合适的溶剂中制备聚脲而得到，在该溶剂中聚脲以适合的粒径沉淀析出，从而得到的悬浮液能被直接用于喷雾干燥中。根据本专利技术，在喷雾干燥中使用的聚脲颗粒-溶剂悬浮液能用已知的方式制备得到，该方式是在适当的溶剂中使得至少一种多异氰酸酯、至少一种多胺和任选地至少一种一元胺进行反应。单脲化合物能用相应的方式制备得到，该方式是将单官能团的异氰酸酯化合物和单官能团的胺反应。聚脲适宜通过在溶液中，在-100-250℃，优选20-80℃的温度下，将至少一种多异氰酸酯和至少一种一元胺或多胺反应，伴随着聚脲的沉淀析出而制得。通过使多异氰酸酯和一元胺或多胺反应而制得的聚脲具有例如上述的粒径和≥180℃，优选≥200℃，尤其优选≥240℃的熔点或分解点。它们的玻璃化转变温度，如果存在的话，高于50℃，优选高于100℃。合适的用于制备聚脲的多异氰酸酯是例如六亚甲基-二异氰酸酯(HDI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备（聚）脲粉末的方法，其特征在于对在至少一种溶剂中的（聚）脲颗粒的悬浮液进行喷雾干燥。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B克雷，W劳菲尔，P加尔达，A费森贝克，
申请(专利权)人：莱茵化学莱茵瑙有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]