专利名称：发泡剂及其制备方法
技术领域：
本发明属塑料、橡胶加工助剂，尤其是工业上应用的有机化学发泡剂H。
发泡剂H是一类能使处于一定粘液范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。如我们日常生活常接触的橡胶开孔海绵制品、泡沫鞋底、海绵垫。由于微孔结构的泡沫橡胶和泡沫塑料，具有质轻、隔热、隔音、有良好的机械阻尼特征，因此，用途十分广泛。
十九世纪三十年代，当人们发明用磺黄使橡胶硫化后不久，用碳酸铵和挥发性液体作为发泡剂以生产天然橡胶的开孔海绵制品，随着发泡剂的需要和应用范围扩大，人们又在发泡过程中利用压缩气体、挥发性液体和可溶性固体达到发泡的目的，制造海绵橡胶。1940年杜邦公司提出二偶氮氨基苯作为工业生产的有机化学发泡剂，得到了广泛的应用，直到到1946年二亚硝基五次甲基四胺的采用，有机化学发泡剂得到突破性的发展。
山西省化工研究所编著的“塑料、橡胶加工助剂”化学工业出版社，1983、5，P442～446介绍了工业生产发泡剂，即采用“六次甲基四胺”(乌洛托品)与亚硝酸钠的混合溶液，在冷却与酸反应来制备发泡剂H。酸可以用醋酸、盐酸、硝酸或硫酸。产率以乌洛托品计为75～79%上述不足之处在于亚硝化过程是在理论的酸量下进行的，如果酸、亚硝酸钠都过量时，则会生成三亚硝基三次甲基三胺，不能达到制备生产发泡剂H的目的。
其次，回收的副产物氯化钠价格低廉、色度呈淡灰色。
本发明的任务在于避免上述现有技术不足之处，而提供的一种发泡剂H及其制备方法(生产工艺)，即先将甲醛与氨水进行混合反应，然后加入亚硝酸钠、硝酸胺、柠檬酸进行亚硝化，并缓慢滴定甲醛溶液，避免酸的易分解，不稳定性，采取分离、抽滤、烘干、筛分等工序来制备发泡剂H。
本发明可以通过以下措施来制备发泡剂H(1)一种发泡剂H，含有含量为38%、浓度为37%的甲醛、含量为22.5%、浓度20%的氨水、含量为18.5%、纯度为98%的亚硝酸钠、含量为23%、纯度为98%的硝酸铵、含量为0.01、纯度为98%的柠檬酸;
(2)先将含量为38%、浓度为37%的甲醛与含量为22.5%、浓度为20%的氨水放置在反应釜中进行反应，并不断地搅拌，反应温度为30～70℃、反应时间为3～5小时;
(3)然后，将甲醛与氨水反应的混合溶液倒入夹层反应釜中，分一次加入含量为18.5%、纯度为98%的亚硝酸钠;分四次加入含量为23%、纯度为98%的硝酸铵;含量为0.01、纯度为98%的柠檬酸，在不断地搅动中，向反应的混合液中缓慢地滴定浓度为37%的甲醛溶液，进行亚硝化反应，夹层反应釜中放置浓度为15%、温度为-10℃的冷冻盐水，使反应温度控制在20～30℃、反应时间为5～7小时;
(4)将甲醛、氨水、亚硝酸钠、硝酸铵、柠檬酸反应而生成的母液(甲醛残液、硝酸钠、水)和发泡剂H倒入罐中，进行分离、抽滤;
(5)把过滤后的发泡剂H装入离心机，加水冲洗甲醛残液、离心甩干，使发泡剂的PH＝7;
(6)把离心甩干的发泡剂H放入有加热套的烘干机中，通入70～80℃的热水，对发泡剂H干燥2～3小时;
(7)将烘干的发泡剂H粉碎，用120～500目的筛进行振动筛分;
(8)用塑料袋分装筛出后的发泡剂H，称量、封口、装入有铁箍的牛皮纸桶中贮运;
(9)对发泡剂的副产物进行蒸发、浓缩、冷却结晶，离心甩干，形成硝酸钠的结晶体。
本发明还可以通过以下措施来制备发泡剂H。
(1)一种发泡剂H，含有含量为36%、浓度为37%的甲醛、含量为22%、浓度为20%的氨水、含量为18%、纯度为98%的亚硝酸钠、含量为22%、纯度为98%的硝酸铵;
(2)在反应釜中，将含量为36%、浓度为37%的甲醛与含量为22%、浓度为20%的氨水进行反应，反应时间为3-5小时，反应温度为30-70℃，并不断搅拌;
(3)尔后，将甲醛与氨水反应的混合液倒入另一个夹层反应釜中，分一次加入含量为18%、纯度为98%的亚硝酸钠，分四次加入含量为22%、纯度为98%的硝酸铵，在不断搅拌的过程中，向反应的混合液中，缓慢滴定浓度为37%的甲醛溶液进行亚硝化，夹层反应釜中放置冷冻冰块，硝化时间为5～7小时，反应温度控制在20～30℃;
(4)将甲醛、氨水、亚硝酸钠、硝酸铵反应生成的母液(甲醛残液、硝酸钠、水)和发泡剂H倒入罐中，进行分离、抽滤;
(5)把过滤后的发泡剂H装入离心机，加水冲洗甲醛残液、离心甩干，使发泡剂的PH＝7;
(6)把离心甩干的发泡剂H放入有夹热套的烘干机中，通入70～80℃热水，对发泡剂H干燥2～3小时;
(7)将烘干的发泡剂H粉碎，用120～500目的筛进行振动筛分;
(8)用塑料袋分装筛分后的发泡剂H，称量、封口、装入有铁箍牛皮纸桶中贮运;
(9)对发泡剂H的副产物进行蒸发、浓缩、冷却结晶、离心甩干，形成硝酸钠的结晶体。
本发明与现有技术制备发泡剂列表进行对比，可以显示其优点和产生的积极效果。
图1是本发明的制备方法(工艺流程)示意图a-甲醛b-氨水1-配料2-亚硝化3-抽滤母液和发泡剂H4-发泡剂H5-离心甩干6-干燥7-筛分8-称量9-包装10-母液11-蒸发12-浓缩13-冷却结晶14-硝酸钠晶体5′-离心甩干本发明将结合发泡剂H制备方法(生产工艺)流程示意图作进一步详述
实施例一，在搪瓷反应釜中，将含量为38%、浓度为37%的甲醛(a)和含量为22.5%、浓度为20%的氨水(b)混合配料(1)进行反应，并不断搅拌，反应温度为30-70℃，反应时间为5小时。然后，将甲醛与氨水反应的混合溶液倒入夹层反应釜中，分一次加入含量为18.5%、纯度为98%的亚硝酸钠;分四次加入含量为23%、纯度为98%的硝酸铵;含量为0.01、纯度为98%的柠檬酸，在不断地搅动中，通过高位槽阀门，将浓度为37%的甲醛溶液缓慢地滴定混合液中进行亚硝化反应，夹层反应釜中通入浓度为15%、温度为-10℃的冷冻盐水来控制反应温度，使反应温度保持在20-30℃。在氨水、甲醛进行亚硝化(2)，经过5小时不断搅拌，在反应釜的表面逐渐有絮状淡黄色的团块出现，即发泡剂H(4)的生成。由于发泡剂H不易溶水，其浮在溶液的表面上。再将混合溶液倒置底部有管道的罐中，在罐口放置漏斗，用滤布过滤发泡剂H。过滤(3)后的发泡剂H(4)装入编制袋，倒入离心机，一边甩离，一边用水冲洗发泡剂H中残存的甲醛溶液，使发泡剂H的PH＝7。发泡剂H甩干(5)后，放入有夹热套的烘干机里，烘干机夹热套中通入70～80℃的热水。待2小时发泡剂H干燥(6)后，扒出，粉碎，用细度为300目的筛振动筛分(7)。然后，用塑料袋分装发泡剂H，称量(8)封口，放置在有铁箍的牛皮纸桶中贮运。
沉淀在罐中的母液(10)(甲醛、硝酸钠、水溶液)，由管道抽出后，蒸发(11)、浓缩(12)、冷却结晶(13)、离心甩干(5′)，形成白色细小的晶体-硝酸钠(14)。
实施例二，将含量为36%、浓度为37%的甲醛(a)与含量为22%、浓度为20%的氨水(b)进行混合配料(1)，放入反应釜中反应，在不断地搅拌过程中，经过5小时的反应，反应温度30-70℃，将甲醛(a)与氨水(b)反应的混合溶液倒入夹层反应釜中，分一次加入含量为18%、纯度为98%的亚硝酸钠;分四次加入22%、纯度为98%的硝酸铵;在不断地搅动过程中，向反应溶液滴定浓度为37%的甲醛溶液进行亚硝化(2)，并在反应釜的夹层中放入冷冻冰块来控制温度，反应温度保持在30℃以下。经过7小时的反应，在溶液的表面逐渐有絮状，淡红色的团块出现，即发泡剂H(4)的生成。由于发泡剂H(4)不易溶水，浮在溶液的表面上，其母液(10)-甲醛残液，硝酸钠沉淀底部，再将混合液倒入底部有管道的罐中，在罐口放置漏斗，用滤布过滤发泡剂H。过滤(3)后的发泡剂H装入编制袋，倒入离心机，一边甩离，一边用水冲洗发泡剂H中残存的甲醛溶液，使发泡剂H的PH＝7。发泡剂H甩干后，放入有夹热套的烘干机里，烘干机夹热套中通入70～80℃的热水。待2小时发泡剂H干燥(6)后，扒出，粉碎，用细度为120-500目的筛振动筛分(7)。然后，用塑料袋分装发泡剂H，称量(8)、封口、包装(9)好后，放置在有铁箍的牛皮纸桶中贮运。
沉淀在罐中的母液(10)(甲醛、硝酸钠、水溶液)，由管道抽出后，蒸发(11)、浓缩(12)、冷却结晶(13)、离心甩干(5)，形成白色细小的晶体-硝酸钠(14)。
权利要求
1.一种发泡剂H，含有甲醛、氨水、亚硝酸钠、硝酸铵、柠檬酸，其特征在于含量(%)浓度(%)纯度(%)甲醛35.5～4037氨水21.5～2320亚硝酸钠17.5～18.598硝酸铵21.5～2398柠檬酸微量～0.01598
2.按权利要求1所述的发泡剂H，其特征在于含量(%)浓度(%)纯度(%)甲醛3837氨水22.520亚硝酸钠18.598硝酸铵2398柠檬酸0.0198
3.按权利要求1所述的发泡剂H，其特征在于含量(%)浓度(%)纯度(%)甲醛3637氨水2220亚硝酸钠1898硝酸铵2298
4.一种发泡剂H的制备方法或生产工艺，是由配料亚硝化抽滤、分离甩干、蒸发、烘干等工序组成，其特征在于(1)先将含量为38%、浓度为37%的甲醛与含量为22.5%、浓度为20%的氨水放置在反应釜中进行反应，并不断搅拌;(2)然后，将甲醛与氨水反应的混合溶液倒入夹层反应釜中，分一次加入含量为18.5%、纯度为98%的亚硝酸钠;分四次加入含量为23%、纯度为98%的硝酸铵;含量为0.01、纯度为98%柠檬酸，在不断地搅动中，向反应的混合液中，缓慢滴定浓度为37%的甲醛溶液进行亚硝化反应，夹层反应釜中通入浓度为15%、温度为-10℃的冷冻盐水;(3)将甲醛、氨水、亚硝酸钠、硝酸铵、柠檬酸反应而生成的母液(甲醛残液，硝酸钠、水)和发泡剂H倒入罐中，进行分离、抽滤;(4)把过滤后的发泡剂H装入离心机，加水冲洗甲醛残液，离心甩干，使发泡剂的PH＝7;(5)把离心甩干的发泡剂H放入有夹热套的烘干机中，通入70～80℃的热水，对发泡剂H干燥2-3小时;(6)将烘干的发泡剂H粉碎，用120～500目的筛进行振动筛分;(7)用塑料袋分装筛分后的发泡剂H，称量、封口、装入有铁箍的牛皮纸桶中贮运;(8)对发泡剂的副产物进行蒸发、浓缩、冷却结晶、离心甩干，形成硝酸钠的结晶体。
5.根据权利要求4所述的发泡剂H的制备方法或生产工艺，其特征在于(1)在反应釜中，将含量为36%，浓度为37%的甲醛与含量为22%，浓度为20%的氨水进行反应，并不断搅拌;(2)尔后，将甲醛与氨水反应的混合液倒入另一夹层反应釜中，分一次加入含量为18%，纯度为98%的亚酸钠，分四次加入含量22%、纯度为98%的硝酸铵，在不断搅拌的过程中，向反应的混合液中缓慢滴定浓度为37%的甲醛溶液进行亚硝化，夹层反应釜中放入冷冻冰块;(3)将甲醛、氨水、亚硝酸钠、硝酸铵反应生成的母液(甲醛残液、硝酸钠、水)和发泡剂H倒入罐中进行分离、抽滤;(4)把过滤后的发泡剂H装入离心机，加水冲洗甲醛残液、离心甩干，使发泡剂的PH＝7;(5)把离心甩干的发泡剂H放入有夹热套的烘干机中，通入70～80℃热水，对发泡剂H干燥2-3小时;(6)将烘干的发泡剂H粉碎，用120～500目的筛进行振动筛分;(7)用塑料袋分装筛分后的发泡剂H，称量、封口、装入有铁箍的牛皮纸桶中贮运;(8)对发泡剂的副产物进行蒸发、浓缩、冷却结晶、离心甩干，形成硝酸钠的结晶体。
6.根据权利要求1或4所述的发泡剂H及其制备方法(生产工艺)，其特征在于甲醛与氨水的反应温度30～70℃，反应时间3-5小时。
7.根据权利要求1或4所述有发泡剂H及其制备方法(生产工艺)，其特征在于亚硝化反应温度控制在30℃以下，反应时间5-7小时。
全文摘要
一种发泡剂H的制备方法及其生产工艺，是将甲醛与氨水进行混合反应，然后加入亚硝酸钠、硝酸铵和柠檬酸进行亚硝化反应。经抽滤、离心甩干、烘干、粉碎、筛分等工序，得出淡黄色的发泡剂H和白色细小晶体——硝酸钠。该发泡剂H的制备方法及其生产工艺，提高了发泡剂H的产率，增加副产的收益，工序简单，克服了现有技术在酸存在的条件下，低温易分解的缺点。
文档编号B01F17/16GK1085822SQ9211169
公开日1994年4月27日 申请日期1992年10月21日 优先权日1992年10月21日
发明者宁扬锁 申请人:兰州台新化学工业有限公司