一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺，属于阻燃剂技术领域，具体步骤为：工艺原料在预处理后进入结晶釜中进行降温结晶，经过先升温溶解、保温处理后进行降温结晶操作，降温结晶操作包括一级降温和二级降温，需控制好降温速率，根据不同的温度阶段，采用程序控温方式降温后进行离心分离，最后得到的固体湿物料进入干燥设备进行除湿，离心、干燥得到的溶剂储备回用。本发明专利技术以溴化反应生成的溴系阻燃剂为原料，根据其在溶剂中的溶解度随温度的变化，通过调节温度来控制体系产品在溶剂中的成核速率，在生产中起到增大产品粒度，改善车间粉尘环境，降低产品含湿量的效果，同时可以使溶剂的循环批次提高。溶剂的循环批次提高。溶剂的循环批次提高。

【技术实现步骤摘要】
一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺


[0001]本专利技术属于阻燃剂
，尤其是涉及一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺。

技术介绍

[0002]阻燃材料的晶型、晶体形貌对其感度、燃烧性能、堆积密度、爆轰性能等均有重要的影响。不同晶型的溴素产品表现出的形貌差异，晶体形貌在高能材料的物理和化学性质中起着至关重要的作用。相同尺寸的晶体，分散性好、形貌规整度好，产生的冲击强度和摩擦感度更低，安定性更好。不同晶面生长速率不同导致晶体形貌最终呈现较大的差异，晶面生长速率可以通过使用溶剂、控制温度或是加入良好的晶种来调控。所以制备具有理想形貌的溴素阻燃剂产品是确保其安全、高效应用的前提保障。
[0003]然而温度是影响晶体成核、晶面生长速率、决定其形貌的重要因素。分子动力学模拟（MD）可定量获得溶剂和晶面之间的相互作用，获得晶体每个面的相对生长速率。有关温度对晶体生长形貌的影响已有大量的研究报道。例如：（1）采用MD方法研究了温度对β
‑
HMX晶体形貌的影响规律，为β
‑
HMX晶体形貌调控提供理论依据。（2）采用分子动力学方法研究了不同体积比的甲酸/水混合溶剂对含能离子盐5,5
’‑
联四唑
‑1‑1’‑
二氧二羟铵（TKX
‑
50）生长形貌的影响，结果表明，当甲酸/水的体积比为1/2，温度为298K时，TKX
‑
50的晶体形貌更接近球形。（3）采用MD方法研究了FOX
‑
7在DMSO溶剂中不同温度下的晶体形貌，结果表明温度可以显著影响FOX
‑
7晶体形貌，且模拟结果与实验高度贴合。
[0004]当前已有相关研究探究了溶剂极性、种类和温度对溴素阻燃剂的合成研究，关于反溶剂滴加速率及原料双滴加对溴素阻燃剂的影响也有研究，但有关调控结晶温度在阻燃剂工业生产中的实际应用还未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种增大产品的粒度、降低产品含湿量、使溶剂循环批次得到提高的溴素阻燃剂的控温结晶工艺。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺，包括以下步骤：（1）升温溶解：将原料进行预处理工艺得到有机相物料，将有机相物料排至对应的接收罐，再由转料泵将物料送至一级结晶釜中，一级结晶釜进料完毕后，开启一级结晶釜搅拌装置，同时打开一级结晶釜蒸汽盘管阀门，将釜内物料升至78～85℃，搅拌时间10～15min，停止加热，将釜内析出的固相物料全部溶解。
[0007]（2）前期保温：开始自然降温，待物料温度降至70～75℃时，停止降温，保温搅拌时间10～15min，开始一级降温操作；由于大多的结晶工序中都是高温的热物料（85
±
5℃）直接投加到低温的结晶釜中（≤30℃），高温的物料被急速冷却，物料溶剂的过饱和度被瞬间增大，造成有机溶剂所夹带的固相物料大量地析出，形成爆核现象，在整个结晶过程中成核速率大于核生长速率，出现
核抱团、团聚结块，导致后续干燥环节中，少量水分被夹在内无法蒸出，出现产品含湿量过高的问题。
[0008]（3）一级降温：通过调节蒸汽阀开度大小，使整个一级降温平均速率保持在0.1～0.2℃/min，待一级结晶釜内物料温度降至40
±
1℃时，停止降温，关闭一级结晶釜搅拌装置，然后打开一级结晶釜下料阀，将釜内物料排至对应的二级结晶釜中；由于有机溶剂循环批次的增加，溶剂中的杂质和产品晶种含量也随之提高，在结晶过程中起到诱导作用，若结晶初期降温速率过快，生成的大量晶核很容易在溶剂原有的晶体上抱团交错生长，造成产品粒度不均一、色度偏高、含湿量高，同时生产溶剂的循环批次也会受到限制，所以控制初期降温结晶速率对整个结晶效果显得尤为重要，既可以降低产品含湿量，又可以提高溶剂的循环批次。
[0009]（4）二级降温：待二级结晶釜物料全部进完后，启动二级结晶釜搅拌装置，同时打开二级结晶釜冷却介质阀门（冷却介质采用
‑
12
±
3℃的乙二醇），开始二级降温操作，通过调节冷却阀门开度大小，使二级降温平均速率保持在0.5
±
0.1℃/min，待釜内物料温度降至5
±
1℃，关闭冷却介质阀门，停止降温，准备放料；根据固体物料在溶剂中的溶解度变化趋势，控制好结晶初期、中期的成核速率，使成核速率稳定，生成的核大小均一、表面光滑、分布均匀，待溶剂中大多晶核生成后，在结晶后期加快降温速率，增大过饱和度，同时适当提高一下转速，使刚生成的细小晶核有效均一地附着在已有的晶体上，起到诱导增长作用。这样可以使产品的粒度大一些，形成大小均一的颗粒状产品。
[0010]（5）离心干燥：打开二级结晶釜下料阀，将釜内物料排至对应的离心机中，物料经过高速离心分离，得到固体湿物料，再通过输送机将物料传送到干燥器中，经过干燥脱水、包装得到最终产品（溶剂排到母液接收罐中，由泵打到车间指定高位槽储备回用）。
[0011]可见，本专利技术的整个结晶过程要分为二级进行，每一级降温速率各不相同。在一级降温操作中需要先对物料进行升温，将进料过程中析出的固相全部回溶，然后再降温，当物料温度处在70～75℃时，停止降温，降温速率调控在0.4
±
0.1℃/min，保温搅拌时间10～15min，当物料温度在40
±
1～75℃范围时，降温速率调控在0.1～0.2℃/min；而在二级降温操作中，降温速率控制在0.5
±
0.1℃/min。
[0012]优选地，本专利技术一级结晶釜搅拌装置和二级结晶釜搅拌装置均为双层桨式，所述一级结晶釜的夹套内安装有一级结晶釜蒸汽盘管，实现升温和降温，所述一级结晶釜夹套内还安装有循环水进出阀门，循环水采用常温自来水，该一级结晶釜搅拌转速为70
±
5r/min；所述二级结晶釜搅拌装置的搅拌转速为100
±
5r/min。
[0013]优选地，步骤（1）所述的有机相物料还包括过氧化氢、硫酸和漂白剂。
[0014]优选地，步骤（1）所述的预处理工艺包括以下步骤：A. 低温溴化反应：依次往反应釜中投加定量的有机溶剂、过氧化氢、硫酸、双酚A，启动搅拌，同时打开反应釜冷却介质阀门后，最后通过溴素计量罐滴加溴素进行合成反应，整个反应过程釜内温度控制在20～26℃；B. 升温熟化：待溴化反应结束后，将釜内物料排至对应的熟化釜内，开启搅拌装置，打开蒸汽阀门升温至85
±
5℃，搅拌后保温静置分液，将得到的有机相物料排至对应的中和釜，中和釜盛有定量的漂白剂；
C. 漂白（中和）：待中和釜进料完毕后，开启搅拌装置，打开蒸汽阀门升温至85
±
5℃，搅拌后保温静置分液，将得到的有机相物料排至对应的水洗釜，水洗釜盛有定量的纯水；D. 水洗分液：待水洗釜进料完毕后，开启搅拌装置，打开蒸汽阀门升温至85
±
5℃，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溴素阻燃剂的控温结晶工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）升温溶解：将原料进行预处理工艺得到有机相物料，将有机相物料送至一级结晶釜中，一级结晶釜进料完毕后，将釜内物料升至78～85℃，搅拌时间10～15min，停止加热，将釜内析出的固相物料全部溶解；（2）前期保温：开始自然降温，待物料温度降至70～75℃时，停止降温，保温搅拌时间10～15min，开始一级降温操作；（3）一级降温：通过调节蒸汽阀开度大小，使整个一级降温平均速率保持在0.1～0.2℃/min，待一级结晶釜内物料温度降至40
±
1℃时，停止降温搅拌，将釜内物料排至二级结晶釜中；（4）二级降温：待二级结晶釜物料全部进完后，加入冷却介质进行搅拌，使二级降温平均速率保持在0.5
±
0.1℃/min，待釜内物料温度降至5
±
1℃，停止降温，准备放料。2.根据权利要求1所述的溴素阻燃剂的控温结晶工艺，其特征在于：二级降温后，将二级结晶釜内物料排至离心机中，物料经过离心分离，得到固体湿物料，再通过输送机将物料传送到干燥器中，经过干燥脱水、包装得到最终产品，溶剂排到母液接收罐后进入高位槽储备回用。3.根据权利要求1所述的溴素阻燃剂的控温结晶工艺，其特征在于：在步骤（2）中，降温速率调控在0.4
±
0.1℃/min。4.根据权利要求1所述的溴素阻燃剂的控温结晶工艺，其特征在于：所述一级结晶釜内安装有一级结晶釜搅拌装置，所述一级结晶釜搅拌装置的搅拌转速为70
±
5r/min，所述一级结晶釜的夹套内安装有一级结晶釜蒸汽盘管，所述一级结晶釜夹套内还安装有循环水进出阀门，循环水采用常温自来水。5.根据权利要求1所述的溴素阻燃剂的控温结晶工艺，其特征在于：所述二级结晶釜内安装有二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：张研，周清云，刘红雨，王春玲，刘朝晖，
申请(专利权)人：天津长芦汉沽盐场有限责任公司，
类型：发明
国别省市：