珠形顆粒狀的抗氧化劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及抗氧化劑及其制備方法與應(yīng)用，尤其涉及珠形顆粒狀的抗氧化劑及其 制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)抗氧化劑，廣泛用于塑料、橡膠、合成纖維、彈性體或原油制品等領(lǐng)域。然而， 現(xiàn)有技術(shù)提供的抗氧化劑都是白色結(jié)晶粉末，這種白色結(jié)晶粉末易造成粉塵污染，而且在 應(yīng)用中存在因其流動(dòng)性差而導(dǎo)致加料和計(jì)量掛壁，"橋架"等不利過程控制的現(xiàn)象，進(jìn)而引 起堵塞、混料不均等影響產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)問題。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)通常采用如下兩種方法對粉末狀產(chǎn)品進(jìn)行顆?；越鉀Q粉末產(chǎn)品帶來 的技術(shù)問題：
[0004] (1)擠壓成型法，即將粉體物料限定在特定的空間中，通過施加外力而壓緊為密實(shí) 狀態(tài)，擠壓成型的成功與否，一方面取決于施加的外力的有效利用和傳遞，另一方面取決于 顆粒物料的物理性質(zhì)。其設(shè)備主要有單雙螺桿造粒機(jī)、對輥齒輪造粒機(jī)及柱塞擠出機(jī)等。這 種方法在生產(chǎn)環(huán)節(jié)環(huán)保性沒有任何改觀，在擠壓成型過程中存在二次污染問題，在使用環(huán) 節(jié)污染性有所改善，但是并不徹底，用此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品顆粒強(qiáng)度較低，在包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ) 過程中容易破碎，仍然存在少量的粉塵，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)仍然存在安全隱患。
[0005] (2)熱熔成型法，其是利用產(chǎn)品的低熔點(diǎn)特性將熔融的物料通過特殊的冷凝方式， 使其冷凝結(jié)晶成所需要的片狀、條狀、塊狀及半球狀等形狀。其設(shè)備主要有轉(zhuǎn)鼓結(jié)片機(jī)和回 轉(zhuǎn)冷帶落膜成型機(jī)。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于不論在生產(chǎn)環(huán)節(jié)還是在使用環(huán)節(jié)都解決了環(huán)保 問題，但這種工藝有很大的局限性，產(chǎn)品熔點(diǎn)必須較低，熔融狀態(tài)下的產(chǎn)品粘度必須較小， 用此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品扁平、顆粒較大、流動(dòng)性差，這就導(dǎo)致產(chǎn)品在使用時(shí)便捷性、流散性、計(jì) 量的準(zhǔn)確性和可控性大大降低。針對一般的抗氧化劑，其熔化后其粘度特別的大，本領(lǐng)域技 術(shù)人員難以采用熱熔成型法將粉末狀抗氧化劑制備成顆粒狀抗氧化劑。
[0006] 因此，如何顆?；寡趸瘎┮钥朔鋷淼募夹g(shù)問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決 的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種珠形顆粒狀的抗氧化劑，該珠形顆粒狀的抗氧化 劑粒度大、堆密度大、揮發(fā)性低。
[0008] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述珠形顆粒狀的抗氧化劑的制備方法，該方法能夠 有效地將抗氧化劑珠形顆?；?br>[0009] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述珠形顆粒狀的抗氧化劑的應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種分離系統(tǒng)，所述分離系統(tǒng)能有效分離熔融態(tài)抗氧 化劑中的雜質(zhì)，并能使抗氧化劑的加熱減量優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的水平。
[0011] 本發(fā)明的再一目的在于提供一種蒸除抗氧化劑中2,4_二叔丁基苯酚或β-(3,5_二 叔丁基-4-羥基苯基)丙酸甲酯的方法。
[0012] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種珠形顆粒狀的抗氧化劑，所述珠形顆粒狀的抗 氧化劑的粒度為10~160目，優(yōu)選18~120目，更優(yōu)選20~80目，堆密度為0.4~0.7g/cm 3;進(jìn) 一步優(yōu)選地，所述珠形顆粒狀的復(fù)合塑料添加劑的加熱減量< 0.2%，和/或休止角< 25°。
[0013] 本發(fā)明提供的珠形顆粒狀的抗氧化劑的粒度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)提供的抗氧化劑， 不僅避免了粉塵污染或者爆炸，而且克服了常規(guī)粉末狀抗氧化劑的加料和計(jì)量困難以及堵 塞、掛壁等缺點(diǎn)，進(jìn)而提高了橡塑產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。此外，其堆密度大，揮發(fā)性低，便 于包裝、運(yùn)輸和存放，使貯存成本大大降低。由于揮發(fā)性變低，使塑料產(chǎn)品在成型過程中不 至于形成"魚眼"和氣泡，大大提高了塑料制品的質(zhì)量。
[00?4]優(yōu)選地，本發(fā)明所述抗氧化劑包括抗氧化劑168、抗氧化劑626、抗氧化劑1010和抗 氧化劑1076中的一種或多種。
[0015]本發(fā)明中抗氧化劑168主成分是指亞磷酸三(2,4_二叔丁基苯基)酯;抗氧化劑626 主成分是指雙（2，4_二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯;抗氧化劑1010主成分是指四[β-(3,5_二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯;抗氧化劑1076主成分是指β-(3,5-二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯。
[00?6]除本發(fā)明特別說明外，本發(fā)明所述抗氧化齊I」168、抗氧化劑626、抗氧化劑1010或抗 氧化劑1076的除外觀指標(biāo)為珠形顆粒狀外，其他指標(biāo)滿足相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如抗氧化劑 168、抗氧化劑626、抗氧化劑1010及抗氧化劑1076分別滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 3712-2010、行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 3974-2007、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 3713-2010及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 3795-2005。
[0017]特別地，本發(fā)明所述的抗氧化劑1010的熔點(diǎn)范圍可為65~125°C。
[0018] 另一方面，本發(fā)明提供所述珠形顆粒狀的抗氧化劑的制備方法，該方法包括:采用 噴淋造粒系統(tǒng)通過造粒工序?qū)⑷廴趹B(tài)抗氧化劑造粒原料制成所述珠形顆粒狀的抗氧化劑；
[0019] 所述噴淋造粒系統(tǒng)包括保溫栗、噴淋造粒塔、引風(fēng)機(jī)及關(guān)風(fēng)機(jī)，所述噴淋造粒塔塔 頂設(shè)置與保溫栗相連向下噴淋的噴淋頭，該噴淋頭外周設(shè)置夾套;所述噴淋造粒塔靠近底 端與頂端分別設(shè)置進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口；所述引風(fēng)機(jī)通過管路與所述出風(fēng)口相連;所述關(guān)風(fēng)機(jī) 設(shè)置于噴淋造粒塔底端；
[0020] 優(yōu)選地，所述噴淋造粒系統(tǒng)還包括旋風(fēng)分離器、袋式除塵器及換熱器，所述出風(fēng)口 通過管路依次與所述旋風(fēng)分離器、所述袋式除塵器、所述引風(fēng)機(jī)及所述換熱器連接;所述換 熱器的氣體出口通過進(jìn)風(fēng)管路與所述進(jìn)風(fēng)口相連；
[0021] 所述造粒工序包括：
[0022] 啟動(dòng)所述引風(fēng)機(jī)，從所述進(jìn)風(fēng)口將惰性氣體抽入所述噴淋造粒塔，在所述夾套內(nèi) 通入傳熱介質(zhì)加熱所述噴淋頭，通過所述保溫栗將所述熔融態(tài)抗氧化劑造粒原料打入所述 噴淋造粒塔進(jìn)行噴淋造粒，制得所述珠形顆粒狀的抗氧化劑；
[0023] 優(yōu)選地，從出風(fēng)口抽出的惰性氣體依次經(jīng)所述旋風(fēng)分離器、袋式除塵器、引風(fēng)機(jī)、 換熱器通過所述進(jìn)風(fēng)口循環(huán)進(jìn)入噴淋造粒塔。
[0024] 本發(fā)明所述噴淋造粒系統(tǒng)還可在進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)管管線上設(shè)置有風(fēng)溫探測儀和自動(dòng) 補(bǔ)惰性氣體裝置，在塔的底端設(shè)有塔壓探測儀和塔壓調(diào)節(jié)閥。
[0025]本發(fā)明所述惰性氣體包括但不限于氮?dú)?N2)、氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)等， 優(yōu)選氮?dú)狻?br>[0026] 在本發(fā)明造粒工序中，熔融態(tài)抗氧化劑造粒原料通過噴淋頭向下噴淋出細(xì)小液 滴，細(xì)流狀液體在下降時(shí)與受引風(fēng)機(jī)送至噴淋造粒塔中的上升的惰性氣體氣流，例如氮?dú)?氣流接觸，被剝離成細(xì)小液滴，落下過程中被惰性氣體冷卻成珠形顆粒狀的抗氧化劑。由本 發(fā)明方法制備得到的珠形顆粒狀的抗氧化劑，不產(chǎn)生粉塵污染，其揮發(fā)性低、流動(dòng)性好，有 效解決了抗氧化劑加料和計(jì)量時(shí)掛壁，"橋架"引起堵塞、混料不均等影響產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù) 問題。
[0027] 本發(fā)明可在噴淋頭外周設(shè)置的套管內(nèi)通入傳熱介質(zhì)，例如導(dǎo)熱油，加熱噴淋頭，使 從噴淋頭噴出的熔融態(tài)的抗氧化劑造粒原料粘度低，這種低粘度熔融態(tài)的抗氧化劑易被剝 離成細(xì)小液滴，從而能制得珠形顆粒狀的抗氧化劑。
[0028] 本發(fā)明所述噴淋造粒系統(tǒng)還可以包括用于暫存熔融態(tài)的抗氧化劑造粒原料的中 間保溫罐，該中間保溫罐通過管路與保溫栗連接。
[0029] 當(dāng)需要制備復(fù)合抗氧化劑時(shí)，可按復(fù)合抗氧化劑的配比將兩種或多種單一抗氧化 劑混合熔化成熔融態(tài)抗氧化劑混合液，然后再通過本發(fā)明的方法將該熔融態(tài)抗氧化劑混合 液造粒原料珠形顆粒化以制得珠形顆粒狀的復(fù)合抗氧化劑。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，在本發(fā)明所述方法中，所述噴淋頭的孔徑為0.1~ 1mm;所述噴淋造粒塔的高度為10~30m;
[0031 ]啟動(dòng)所述引風(fēng)機(jī)，控制所述噴淋造粒塔內(nèi)的風(fēng)速為0.1~lm/s;并控制進(jìn)入所述噴 淋造粒塔內(nèi)的惰性氣體的溫度為10~20°C ;
[0032] 在所述夾套內(nèi)通入傳熱介質(zhì)加熱所述噴淋頭，控制噴淋出的熔融態(tài)抗氧化劑造粒 原料的溫度為90~250 °C;
[0033] 優(yōu)選地，當(dāng)造粒原料為抗氧化劑168時(shí)，控制該溫度為210~220°C;當(dāng)造粒原料為 抗氧化劑626時(shí)，控制該溫度為185~195°C;當(dāng)造粒原料為抗氧化劑1010時(shí)，控制該溫度為 180~195°C ;當(dāng)造粒原料為抗氧化劑1076時(shí)，控制該溫度為105~115°C ;
[0034] 控制所述保溫栗的工作壓力為0 · 2~0 · 8MPa。
[0035] 具體而言，在所述夾套內(nèi)通入傳熱介質(zhì)加熱噴淋頭，使隨后通過該噴淋頭的熔融 態(tài)的抗氧化劑造粒原料溫度達(dá)90~250°C ;啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，使噴淋造粒塔內(nèi)的風(fēng)速為0.1~lm/ s，控制進(jìn)入所述噴淋造粒塔內(nèi)的惰性氣體的溫度為10~20°C，啟動(dòng)保溫栗，控制其工作壓 力為0.2~0.8MPa，將熔融態(tài)的抗氧化劑造粒原料打入塔頂?shù)膰娏茴^中，熔融態(tài)的抗氧化劑 造粒原料通過噴淋頭向下噴淋出細(xì)小液流，細(xì)流狀液體在下降時(shí)與受引風(fēng)機(jī)送至造粒塔中 的上升的惰性氣體氣流接觸，被剝離成細(xì)小液滴，落下過程中被惰性氣體冷卻成珠形粒狀 的抗氧化劑，落于造粒塔底部；啟動(dòng)關(guān)風(fēng)機(jī)，將塔底珠形顆粒狀的抗氧化劑排出。本方法是 在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，產(chǎn)生的熱量由換熱器移出。惰性氣體經(jīng)除塵冷卻后重新進(jìn)入造粒 塔循環(huán)使用。本發(fā)明采用如上工藝參數(shù)可控制由本發(fā)明造粒工序制得的珠形顆粒狀的抗氧 化劑的粒度為20~80目，堆密度為0.4~0.7g/cm 3,休止角20~25°，相較于粒度及堆密度不 在該范圍內(nèi)的珠形顆粒狀的抗氧化劑，由以上工藝所得抗氧化劑更加不產(chǎn)生粉塵污染，揮 發(fā)性更低、流動(dòng)性更佳，有效解決了抗氧化劑加料和計(jì)量時(shí)掛壁，"橋架"引起堵塞、混料不 均等影響產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)問題。
[0036] 特別地，本發(fā)明所述抗氧化劑168加熱減量< 0.2% ;
[0037]所述抗氧化劑626的加熱減量< 0.2% ;
[0038]所述抗氧化劑1010的加熱減量< 0.2% ;
[0039]所述抗氧化劑1076的加熱減