固体有机过氧化物母粒的制备方法及辊压式造粒机用于固体有机过氧化物母粒制备的用途

摘要

本发明提供一种固体有机过氧化物母粒的制备方法及辊压式造粒机用于固体有机过氧化物母粒制备的用途，该制备方法包括如下步骤：（1）固体有机过氧化物与无机填料混合；（2）加入辊压式造粒机中进行挤压造粒；（3）干燥，即得固体有机过氧化物母粒。该制备方法是将无机填料和有机过氧化物混合后经辊压式造粒机造粒，制备过程中安全性高，制得的母粒有机过氧化物含量高且能精确控制，母粒成品率高。

说明书

技术领域

本发明涉及固体有机过氧化物母粒的制备方法，特别涉及无机填料固体有机过氧化物母粒的制备方法及辊压式造粒机用于固体有机过氧化物母粒制备的用途。

背景技术

有机过氧化物是化学性质不稳定的化合物，具有释放自由基能力，作为交联引发剂而得到广泛应用。也正因为此，许多纯有机过氧化物都具有爆炸性，且对机械震动敏感(尤其是低分子质量的有机过氧化物或含氧原子数较多的分子)。各国都视这些产品为危险物品，在满足一定的条件(如受热、受污染等)时，这些产品就会分解，放出大量热量，甚至有燃烧、爆炸的危险。若生产、储运和使用时处理不当，这些产品的潜在危险就会成为现实的危害。

防止爆炸方法是：在不影响有机过氧化物释放自由基的情况下，用某些适当的惰性物质稀释，使其尽量降低甚至消除爆炸的危险。常用的惰性物质有水、某些增塑剂或无机填料等。为了安全，许多商业供应的有机过氧化物都以潮湿的或混有填料的粉状、稀释的溶液、悬浮液等作为供应形式。为了考虑其安全，性问题、毒性以及使用简便性也成为重要的考虑因素，过氧化物以工业纯品或以制剂的形式出售，制剂的特性因载体材料(如二氧化硅、EPDM、PE等)和物理形状(如粉状、粒状、片状等)的不同而异。制造商采用制备高浓度颗粒状过氧化物母粒，首先降低了纯过氧化物含量，使其能符合免除《国际海运危险货物规则》危险品等级。

专利CN102558637B公开了选用的过氧化物必须能交联该基体树脂，将基体树脂颗粒放入一种液体介质中，这种液体介质是一种乳状液，包括0-98％(质量分数)的过氧化物。在一定的温度下(15-90℃)，经过足够长得时间(1-4小时)浸泡，聚合物颗粒就会吸收有机过氧化物，制得20-50％(质量分数)的高浓度的过氧化物母粒，这个质量分数是基于聚合物颗粒的总质量，包括过氧化物。在吸收完过氧化物后，上述液体介质必须以一定数量存在聚合物颗粒周围。此专利所制得的有机过氧化物母粒具有以下缺点：载体树脂颗粒小；介质和有机过氧化物加入量大大过量；后处理复杂；有机过氧化物母粒含量难以精确控制；有机过氧化物母粒含量难以精确测定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种固体有机过氧化物母粒的制备方法及辊压式造粒机用于固体有机过氧化物母粒制备的用途，该制备方法是将无机填料和固体有机过氧化物混合后经辊压式造粒机造粒，制备过程中安全性高，制得的母粒有机过氧化物含量高且能精确控制，母粒成品率高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种固体有机过氧化物母粒的制备方法，包括如下步骤：

(1)固体有机过氧化物与无机填料混合；

(2)加入辊压式造粒机中进行挤压造粒；

(3)干燥，即得固体有机过氧化物母粒。

优选的，所述固体有机过氧化物为过氧化二异丙苯，纯间位二(叔丁基过氧化异丙基)苯，间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物中的一种或几种。间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物中间位异构体与对位异构体的摩尔比为1.5～3.0：1。

优选的，所述无机填料为碱性，选自重质碳酸钙、高岭土、滑石、粘土、炭黑、二氧化硅中的一种或几种。固体有机过氧化物母粒随着无机填料的白度和颗粒细度的提高，产品外观质量提高。由于有机过氧化物是强氧化剂，遇酸会发生分解，甚至燃烧和爆炸，所使用无机物填料为碱性，或改性后呈碱性。

优选的，所述固体有机过氧化物与所述无机填料的质量比为20～70：80～30。

优选的，所述混合的温度≤32℃。

优选的，所述辊压式造粒机为对辊式造粒机或盘模挤压式造粒机。

上述固体有机过氧化物母粒为高含量和高成粒率的固体有机过氧化物母粒，所述高含量是所述母粒中有机过氧化物含量为20～70wt％，所述高成粒率是成粒率为95％以上。

优选的，在所述步骤(3)中的干燥前或干燥后进行筛分。

本发明还提供一种辊压式造粒机的新用途，用于固体有机过氧化物母粒制备的用途。

优选的，所述固体有机过氧化物母粒为高含量和高成粒率的固体有机过氧化物母粒，所述高含量是所述母粒中有机过氧化物含量为20～70wt％，所述高成粒率是成粒率为95％以上。

优选的，所述辊压式造粒机为对辊式造粒机或盘模挤压式造粒机。

本发明至少具有以下有益效果之一：

(1)提高固体有机过氧化物母粒制备生产过程中安全性，制得的母粒达到免除免除《国际海运危险货物规则》危险品等级；

(2)适合各种无机填料：由于制备原理相同，所以固体有机过氧化物适合与各种无机填料进行混合造粒；

(3)制备母粒有机过氧化物含量高且均匀，最高能达到70wt％；

(4)固体有机过氧化物交联母粒后序干燥效率高：由于在挤压造粒时，未加入任何其它介质，挤出母粒含湿率低，约为6wt％，且由于过氧化物熔点非常低，只要进行冷风吹干，就能达到合格产品；

(5)有机过氧化物含量容易分析测定：通过挤压造粒机得到的固体有机过氧化物交联母粒，因为只含有两种物质，即无机填料和固体有机过氧化物，所以测定其含量时，先用溶剂除无机物，再去除溶剂，即有得到纯有机过氧化物，分析结果稳定可靠；

(6)成粒率高：通过挤压造粒的成粒率达到95％以上。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

本发明的制备方法使用辊压式造粒机进行挤压造粒，原料利用辊轮模板的相对运动产生强大的工作压力,将粉状物料脱气重排,辗压成密实的圆柱条,经切刀分割成所需规格的小圆柱颗粒，制备母粒无需加入其它填料，无需采用基体树脂，生产安全，母粒成品率高，后序干燥效率提高。孔板固定在水平位置上，在孔板的上面装有2个至5个滚轮，此滚轮沿孔板中心轴回转，回转时，将上方掉下来的滚轮经孔板上的小孔挤压出，调节装在刮刀距离，可将粒子切成需要的长度。辊压式造粒机的成型机理是通过容积变化，在外力作用下使原先松散的物料由液相桥粘结力作用而团聚成一定形状的颗粒。

辊压式造粒机原用于肥料造粒，在造粒过程中，必须加入一定量水，经造粒机制成的粒子含水量约为6％左右。熔点低的有机过氧化物，经压辊挤压产生热量，使部分有机过氧化物融熔，配以相应的压辊数，辊压式造粒机压辊数一般有2～5个，原料通过辗压成密实的圆柱条，经切刀分割成所需规格的小圆柱颗粒，造粒过程无需加入水。

辊压式造粒机为对辊式造粒机或盘模挤压式造粒机。

1)对辊式造粒机

对辊式造粒机是用来加工饲料，一般由电动机、减速机、对合齿轮和轧辊组成。由电动机通过皮带将运动传给减速机，再减速机带动主动轧辊旋转，通过对合齿轮使从动轧辊获得与主动轧辊同速反向运动，这样把送入的原料由这对轧辊轧制成颗粒送出，完成造粒。

2)盘模挤压式造粒机

盘模挤压式造料机是用来加工饲料,有卧式和立式之分。另可根据盘模是否运动,又分成动模式和静模式造粒机。

盘模挤压式造粒机一般由主电机、减速机、压滚轮装置、割料刀和盘模等组成。

压滚轮装置在主轴带动下，在盘模表面旋转，同时产生自转，并形成强大挤压力，将粉状原料强制挤压通过盘模上一定规格形状圆柱孔而成型，再经切刀割断得到一定直径不同长度(或相同长度)的圆柱状颗粒。

其成型机理是通过容积变化，外力作用下使原先松散的物料由液相桥粘结力作用而团聚成一定形状的颗粒。

这种液相桥粘结力随着微粒间的距离增大而减小，且不稳定。当微粒间距离达到一定值(>2.5μm)时，液相桥不存在；当相对湿度达到50％时，即使微粒间距离很小，液相桥也很快破裂。

由于盘模挤压式造粒机只是在物料的一端加压力，而物料受到的外力作用有限，以宏观表现为颗粒产品强度不高(6～12N)；由于结合力是液相桥粘结力，在加工过程中必须添加一定的粘结剂和水(3.5％～10％)方能成型。本发明利用熔点低的有机过氧化物，经压辊挤压，会产生一定温度，使部分有机过氧化物融熔后不需添加粘结剂和水都能造粒。

从目前市场上所用的盘模挤压式造粒机的性能来看，生产能力在0.5～7t/h，颗粒规格为圆柱体，直径2～10，柱长不规则。另外由于挤压过程中物料与模孔之间的相对运动，故温升较高，一般达到45℃以上,对易挥发性原料不适用。

下述实施例使用的对辊式造粒机为河南通达重工科技有限公司生产，型号为DGZ-15型，使用的盘模挤压式造粒机为上海青浦自联毛料机设备厂生产，型号为FCY-F22。

实施例1

(1)加入计量90±1kg/釜PH8.5-9.5为重质CaCO₃，再加入过氧化二异丙苯(DCP)熔点为38℃，纯度为99％称量60±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度为25℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到146.2kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率97.47％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的DCP含量为40.2wt％。

实施例2

(1)加入计量87±1kg/釜PH8.5-9.5为重质CaCO3，再加入间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物(BIPB)，间位异构体与对位异构体的摩尔比为2：1，熔点为45～50℃，纯度为95％称量63±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度为31℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入对辊式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到147.5kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率98.3％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的BIPB含量为40.2wt％。

实施例3

(1)加入计量90±1kg/釜PH7.0-8.0为高岭土，再加入过氧化二异丙苯(DCP)熔点为38℃，纯度为95％称量60±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度20℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到146.4kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率97.6％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的DCP含量为40.1wt％。

实施例4

(1)加入计量87±1kg/釜PH7.0-8.0为高岭土，再加入间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物(BIPB)，间位异构体与对位异构体的摩尔比为1.5：1，熔点为45～50℃，纯度为95％称量63±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度18℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到146.25kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率97.5％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的BIPB含量为40.4wt％。

实施例5

(1)加入计量60±1kg/釜PH8.5-9.5为重质CaCO3，再加入过氧化二异丙苯(DCP)熔点为38℃，纯度为99％称量90±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度26℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到146kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率97.5％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的DCP含量为58.8％。

实施例6

(1)加入计量55±1kg/釜PH7.0-8.0为高岭土，再加入间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物(BIPB)，间位异构体与对位异构体的摩尔比为2：1，熔点为45～50℃，纯度为95％称量95±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度28℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到147kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率98％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的BIPB含量为60.2wt％。

实施例7

(1)加入计量118±1kg/釜PH10.0-11.0为二氧化硅，再加入间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物(BIPB)，间位异构体与对位异构体的摩尔比为3：1，熔点为45～50℃，纯度为95％称量32±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度31℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到146kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率97％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的BIPB含量为20.3wt％。

实施例8

(1)加入计量40±1kg/釜PH10.0-11.0为二氧化硅，再加入间位、对位二(叔丁基过氧化异丙基)苯混合物(BIPB)，间位异构体与对位异构体的摩尔比为2：1，熔点为45～50℃，纯度为95％称量110±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度20℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到148kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率98.6％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的BIPB含量为69.5wt％。

实施例9

(1)加入计量45±1kg/釜PH10.0-11.0为二氧化硅，再加入纯间位二(叔丁基过氧化异丙基)苯熔点为50～52℃，纯度为99％称量105±1kg/釜，搅拌混合，同时通过循环冷却水控制混合的温度20℃；

(2)将混合料缓慢、间断加入盘模挤压式造粒机，当造粒机内物料成粘稠状，并已成型连续出料时，连续、定量用容器加料。造粒过程为半连续作业，挤压造粒过程产生的热量靠自然散发；

(3)造粒后半成品，输送至振动流化床干燥机干燥，得到147.6kg固体有机过氧化物母粒，造粒的成粒率98.4％，通过分离有机过氧化物与无机填充料，并对有机过氧化物进行化学滴定或气相色谱分析，测得固体有机过氧化物母粒的纯间位BIPB含量为69.9wt％。