[发明专利]连续化稳定生产高醚化的六甲氧基甲基三聚氰胺的制备方法

说明书

本发明涉及一种连续化稳定生产高醚化的六甲氧基甲基三聚氰胺的制备方法，主要解决现有技术中六甲氧基甲基三聚氰胺质量不稳定、游离甲醛含量高、水分高、反应时间长的问题。本发明通过采用将三聚氰胺、甲醛和催化剂Ⅰ连续地加入双螺杆反应器中进行羟甲基化反应，得到物料Ⅰ；连续地将物料Ⅰ进入真空干燥机中干燥，磨粉后得到六羟甲基化三聚氰胺粉末Ⅱ；连续地将物料Ⅱ、甲醇和催化剂Ⅱ输送至醚化反应釜中进行醚化反应，反应得到物料Ⅲ；连续地将物料Ⅲ通入中和釜中，加入终止剂，终止醚化反应得到物料Ⅳ；物料Ⅳ连续地经蒸馏和过滤后得到最终产物六甲氧基甲基三聚氰胺的技术方案，取得了较好的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种连续化稳定生产高醚化的六甲氧基甲基三聚氰胺的制备方法。

背景技术

六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为涂料的主要交联剂，性价比最为优异，应用最广泛，其既溶于水又溶于有机溶剂，有利于制备高固体分涂料、水性涂料。其具高反应活性、良好附着力、相容性好、抗水解、高光泽、储存稳定性好、流动性优异等特点，除了应用于涂料领域汽车漆、卷材、印铁、工业漆、木器漆外，还可应用于油墨工业、造纸工业、皮革工业等。

六甲氧基甲基三聚氰胺树脂作为橡胶的主要粘合剂，利用其与加载体进行复配，形成亚甲基给予体粘合剂。它与亚甲基接受体配合使用，起到使橡胶与钢丝等骨架材料粘合的作用。

同时，六甲氧基甲基三聚氰胺树脂也是密胺多元醇树脂生产的主要原材料，但是，其来源较单一，且质量一直不稳定，制约着下游产品的可持续发展。

目前六甲氧基甲基三聚氰胺树脂可由间歇法和连续法两种工艺制备。

间歇法制备六甲氧基甲基三聚氰胺树脂主要有两种方法：一种为两步法，即第一阶段由三聚氰胺与甲醛在碱性介质中进行加成反应，生成羟甲基化中间体；第二阶段由该羟甲基化中间体与甲醇在酸性介质中进行醚化反应；国内外生产工艺大多采用该方法。但该法羟甲基段和醚化段均属于间歇法，生产效率低，且产品质量不稳定。另一种为一步法，该法为羟甲基化反应和醚化反应自始至终都是在同一设备中进行，先调节碱性，继而调节酸性，由于其反应的各阶段不能在适合的条件下进行，使得产品质量达不到生产下游产品的要求而未被生产厂家广泛采用。

中国专利CN1910162A中公开的连续化生产六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)工艺，其中步骤为将三聚氰胺和甲醛在普通单轴或双轴捏合器中，在催化剂的存在下连续地进行羟甲基化反应，得到水含量为17％～42％的六羟甲基三聚氰胺膏体，后直接与过量的甲醇进行醚化反应，得到最终产品六甲氧基甲基三聚氰胺。然而这种方法生产得到的六羟甲基三聚氰胺(HMM)存在以下缺陷；(1)游离甲醛含量高(2)六羟甲基三聚氰胺(HMM)的水分含量高，不利于后续的醚化反应进行。最终导致接下来步骤中制备得到的六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)也存在游离甲醛含量高、反应时间长、水分高、醚化度较低等缺点。

中国专利CN201310497152.2中公开了连续法制备六甲氧基甲基三聚氰胺树脂的制备方法，其步骤为：1)将三聚氰胺与甲醇水溶液，无机碱作催化剂，连续反应得到六羟甲基三聚氰胺；2)连续真空干燥六羟甲基三聚氰胺至水分小于1％，粉碎；3)六羟甲基三聚氰胺与甲醇，用有机酸调节pH进行连续醚化反应；4)醚化反应结束后的产品连续蒸馏，除去杂质，得到六甲氧基甲基三聚氰胺树脂(Ⅱ)。此发明实施例中得到的中间产品六羟甲基三聚氰胺的水分小于1％；最终产物六甲氧基甲基三聚氰胺树脂(Ⅱ)的游离甲醛含量为0.18％，最终产物的水分未做说明。同时，此发明所需要的醚化反应时间为5-20小时。

根据对现有技术，现有设备的研究，发现现有技术中常用的双螺杆反应器(双轴捏合器)的长径比基本都小于60；且一般只有起混合输送功能的单一的螺旋元件，同时螺旋元件的间隙在2mm左右，自清洁能力一般，密封性较差，承受压力较低。且当长径比相对短时，物料在双螺杆挤出机的停留时间就短，导致反应不够充分，最终影响其他步骤中的反应时间控制。而当双螺杆反应器结构中长径比越高时，物料在双螺杆挤出机中的停留时间越长，反应越完全，且更利于不同阶段的反应时间控制。