一种功夫酸球形晶体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种功夫酸球形晶体及其制备方法和应用，所述功夫酸球形晶体的制备方法包括如下步骤：将功夫酸溶液在溶析剂和架桥剂的作用下进行冷却结晶，并进行养晶，得到所述功夫酸球形晶体；该制备方法利用功夫酸自身易爆发成核和易聚结的特质，采用一锅法制备球形晶体，在制备过程中加入溶析剂和架桥剂，溶析剂的大量加入控制了功夫酸的快速生长，架桥剂的润湿作用和功夫酸易聚结的特性使得功夫酸在结晶过程中能够迅速团聚成紧实球体，在搅拌作用下形成颗粒均匀，球形度好的球形结晶，即将功夫酸结晶特性的劣势转变为优势，同时克服了传统制备球晶方法功夫酸无法成球的难题，为类似产品的结晶工艺提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种功夫酸球形晶体及其制备方法和应用
本专利技术属于化学工程工业结晶
，涉及一种功夫酸球形晶体及其制备方法和应用。
技术介绍
功夫酸(CAS号：72748-35-7)，又名三氟氯菊酸，化学名为3-(2-氯-3,3,3三氯丙烯-1-基)-2,2-二甲基环丙羧酸，英文名为Cyhalothricacid，其分子式为C9H10ClF3O2，分子量为242.62，通常情况下为白色粉状固体。功夫酸易溶于醇，苯，甲苯等有机溶剂，不溶于水、氯仿、己烷、二氯甲烷等溶剂。功夫酸是多个拟除虫菊酯的重要中间体，可用于合成氨菊酯、甲醚菊酯、氯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯、七氟菊酯等一系列产品。拟除虫菊酯是一类重要的杀虫剂，具有高效、广谱、低毒和能生物降解等特性，广泛用于农业和卫生害虫防治，迄今已有50多个品种的拟除虫菊酯商品化，年生产量逐年递增。颗粒形态是固体化工产品的重要特性之一，它显著影响前期生产中的过滤分离，烘干过程和后期产品的加工，应用和储存等。功夫酸在冷却结晶后大多会得到片状晶习(如图1)，晶体薄且易聚结，母液包藏严重，导致结晶后分离，烘干非常困难，给下游的生产造成了极大的挑战，这种晶体堆密度低，流动性差(休止角42°～47°)，不利于储存运输和下游应用，且冷却结晶收率低(58％～62％)，耗能高，所以迫切需要开发新的收率高，能耗低的工艺，且制备出容易过滤干燥，堆密度高，流动性好，不易聚结，粒度均匀的功夫酸产品。球形结晶技术是通过控制结晶条件，在架桥剂和聚结的作用下形成球形聚结体的技术，又称湿式聚结法。由于球形结晶有类球体形貌，具有极好的流动性和堆密度，在储存、运输、混合等应用方面有诸多优势。但湿式聚结受物质自身性质影响较大，并不适合所有物系。由于球形结晶的优势明显，在各类固体产品改性中得到了众多的应用。CN201610988838.5公开了一种奈韦拉平中间体球形晶体的制备方法，晶体易于分离和烘干，且大大提高了产品的流动性。但对于功夫酸，尚未发现任何专利和文献对其球形晶体制备过程进行报道，且由于功夫酸本身的晶体成核生长性质，易爆发成核，晶体生长为片状或块状，易聚结形成溶剂包藏，但其聚结体往往疏松、不规则，难以通过传统的聚结成球方法制备满足球形度要求的颗粒，其球形体的制备开发难度很高。本专利技术针对功夫酸晶体的特点，耦合溶析结晶和球形结晶技术，采用一锅法工艺改进了湿式球形聚结技术，进而得到的功夫酸球形晶体，产品粒度均匀，堆密度高，流动性好，不易聚结，便于分离和干燥，且一锅法工艺路程简单，时间短，收率高，能耗低，易于工业大规模生产，具有重要的工业应用和推广价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功夫酸球形晶体及其制备方法和应用，该制备方法利用功夫酸自身易爆发成核和易聚结的特质，采用一锅法制备球形晶体，通过在制备过程中加入溶析剂和架桥剂，溶析剂的大量加入控制了功夫酸的快速生长，架桥剂的润湿作用和功夫酸易聚结的特性使得功夫酸在结晶过程中能够迅速团聚成紧实球体，在搅拌作用下形成颗粒均匀，球形度好的球形结晶，即将功夫酸结晶特性的劣势转变为优势，同时克服了传统制备球晶方法功夫酸无法成球的难题，同时溶析结晶提高了收率，为类似产品的结晶工艺提供了新思路；本专利技术采用一锅法工艺改进了常规湿式球形聚结技术，进而得到的功夫酸球形晶体，产品粒度均匀，堆密度高，流动性好，不易聚结，便于分离和干燥，且一锅法工艺路程简单，时间短，易于工业大规模生产，具有重要的工业应用和推广价值；通过该制备方法制备得到的功夫酸球形晶体的主粒径在0.3-1mm之间，可通过调节搅拌速率控制粒径分布，休止角在28-32°之间，堆密度为0.554-0.627g/cm3，球形度好，流动性和堆密度均较现有产品有较大提升，收率高于98％。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种功夫酸球形晶体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将功夫酸溶液在溶析剂和架桥剂的作用下进行冷却结晶，并进行养晶，得到所述功夫酸球形晶体。作为本领域公知，功夫酸结晶特点为：易爆发成核，晶体生长较快，晶习呈片状，造成聚结和母液包藏严重，导致最终产品质量差。通过传统的控制过饱和度、降温速率，更换溶剂等手段，也难以改变功夫酸晶习和母液包藏的问题，这是晶体自身性质决定的。虽然可以尝试采用球形结晶策略改变产品的粒子形态，但采用传统溶析剂通过正滴法或反滴法得到的均是功夫酸的不规则聚结体，并不能得到球形结晶。本专利技术利用功夫酸易爆发成核和易聚结的特点，在溶析剂和架桥剂的作用下，采用一锅法制备球形晶体。其中：溶析剂中反溶剂水的大量加入控制了功夫酸晶体的快速生长，架桥剂润湿作用和溶质易聚结的特性使其迅速团聚成紧实球体，在搅拌作用下形成颗粒均匀，球形度好的球形结晶。即将常规功夫酸结晶特性的劣势转变为优势，同时克服了传统制备球晶方法功夫酸无法得到球形晶体的难题，同时溶析结晶提高了收率，为类似产品的结晶工艺提供了新思路。此外，本专利技术采用一锅法制备功夫酸球形结晶，耦合了溶析结晶和球形结晶技术，相比于匀速滴加节省了控速步骤，生产时间大大缩短，收率显著提高，工艺简单易操作，有利于节省能源，消减成本，并解决了影响功夫酸分离干燥和后期应用的难题；且在制备过程中所选溶剂均为环境友好型溶剂，绿色环保，价格低廉。本专利技术制备得到的功夫酸的球形结晶，与工业上现用方法制备得到的片状和块状相比，易于过滤分离和干燥，流动性更好，堆密度更高，不易聚结，在后续工业利用上，都体现着更为优越的产品性质、更为广阔的应用领域。在本专利技术中，所述功夫酸溶液的制备方法包括：将功夫酸原料置于其良溶剂中进行溶解，得到功夫酸溶液。优选地，所述溶解的温度为30-35℃，例如30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃等。优选地，所述功夫酸原料和良溶剂的质量比为0.15-0.25g/g，例如0.15g/g、0.16g/g、0.17g/g、0.18g/g、0.19g/g、0.20g/g、0.21g/g、0.22g/g、0.23g/g、0.24g/g、0.25g/g等。优选地，所述良溶剂包括碳原子数为1-4的醇类，优选甲醇、乙醇或正丙醇中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述溶析剂为功夫酸原料的良溶剂与水的混合物。优选地，所述良溶剂和水的体积比为1:(20-25)，例如1:20、1:21、1:22、1:23、1:24、1:25等。优选地，所述溶析剂和功夫酸溶液的质量比为(2-3):1，例如2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1、2.9:1、3:1等。在本专利技术中，所述架桥剂包括二氯甲烷、氯仿或四氯化碳中的任意一种或至少两种的组合。优选地，所述架桥剂和功夫酸溶液的体积为1:(1-1.8)，例如1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8等。优选地，所述冷却结晶和养晶均是在搅拌条件下进行的。优选地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功夫酸球形晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n将功夫酸溶液在溶析剂和架桥剂的作用下进行冷却结晶，并进行养晶，得到所述功夫酸球形晶体。/n

【技术特征摘要】
1.一种功夫酸球形晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将功夫酸溶液在溶析剂和架桥剂的作用下进行冷却结晶，并进行养晶，得到所述功夫酸球形晶体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功夫酸溶液的制备方法包括：将功夫酸原料置于其良溶剂中进行溶解，得到功夫酸溶液；
优选地，所述溶解的温度为30-35℃；
优选地，所述功夫酸原料和良溶剂的质量比为0.15-0.25g/g；
优选地，所述良溶剂包括碳原子数为1-4的醇类，优选甲醇、乙醇或正丙醇中的任意一种或至少两种的组合。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶析剂为功夫酸原料的良溶剂与水的混合物；
优选地，所述良溶剂和水的体积比为1:(20-25)；
优选地，所述溶析剂和功夫酸溶液的质量比为(2-3):1。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述架桥剂包括二氯甲烷、氯仿或四氯化碳中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述架桥剂和功夫酸溶液的体积为1:(1-1.8)。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷却结晶和养晶是在搅拌条件下进行的；
优选地，所述冷却结晶的降温速率为1-1.5℃/min；
优选地，所述冷却结晶的终点温度为5-10℃；
优选地，所述养晶的时间为20-30min。


6.根据权利要求1所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚俊波，屈海彬，聂强，赵庆瑞，陈明洋，吴送姑，侯宝红，
申请(专利权)人：天津大学，阜新达得利化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12