三聚氰胺(英文名Melamine),是一種三嗪類含氮雜環有機化合物,重要的氮雜環有機化工原料。簡稱三胺,又叫2 ,4 ,6- 三氨基-1,3,5-三嗪、蜜胺、氰尿醯胺、三聚氰醯胺,分子式C3N6H6、C3N3(NH2)3,分子量126.12。
物理化學特性
三聚氰胺性狀為純白色單斜棱晶體,無味,密度1.573克/釐米3 (16℃)。常壓熔點354℃(分解);快速加熱昇華,昇華溫度300℃。溶于熱水,微溶於冷水,極微溶於熱乙醇,不溶於醚、苯和四氯化碳,可溶於甲醇、甲醛、乙酸、熱乙二醇、甘油、吡啶等。
呈弱鹼性(pKb=8),與鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、草酸等都能形成三聚氰胺鹽。在中性或微鹼性情況下,與甲醛縮合而成各種羥甲基三聚氰胺,但在微酸性中(PH值5.5-6.5)與羥甲基的衍生物進行縮聚反應而生成樹脂產物。遇強酸或強鹼水溶液水解,胺基逐步被羥基取代,先生成三聚氰酸二醯胺,進一步水解生成三聚氰酸一醯胺,最後生成三聚氰酸。
主要用途
三聚氰胺是一種用途廣泛的基本有機化工中間產品,最主要的用途是作為生產三聚氰胺/甲醛樹脂(MF)的原料。三聚氰胺還可以作阻燃劑、減水劑、甲醛清潔劑等。該樹脂硬度比脲醛樹脂高,不易燃,耐水、耐熱、耐老化、耐電弧、耐化學腐蝕、有良好的絕緣性能、光澤度和機械強度,廣泛運用於木材、塑膠、塗料、造紙、紡織、皮革、電氣、醫藥等行業。其主要用途有以下幾方面:
(1)裝飾面板:可製成防火、抗震、耐熱的層壓板,色澤鮮豔、堅固耐熱的裝飾板,作飛機、船舶和傢俱的貼面板及防火、抗震、耐熱的房屋裝飾材料。
(2)塗料:用丁醇、甲醇醚化後,作為高級熱固性塗料、固體粉末塗料的膠聯劑、可製作金屬塗料和車輛、電器用高檔氨基樹脂裝飾漆。
(3)模塑粉:經混煉、造粒等工序可製成蜜胺塑膠,無度、抗汙,潮濕時仍能保持良好的電氣性能,可製成潔白、耐摔打的日用器皿、衛生潔具和仿瓷餐具,電器設備等高級絕緣材料。
(4)紙張:用乙醚醚化後可用作紙張處理劑,生產抗皺、抗縮、不腐爛的鈔票和軍用地圖等高級紙。
(5)三聚氰胺-甲醛樹酯與其他原料混配,還可以生產出織物整理劑、皮革鞣潤劑、上光劑和抗水劑、橡膠粘合劑、助燃劑、高效水泥減水劑、鋼材淡化劑等。
合成工藝
三聚氰胺最早被李比希于1834年合成,早期合成使用雙氰胺法:由電石(CaC2)製備氰胺化鈣(CaCN2),氰胺化鈣水解後二聚生成雙氰胺(dicyandiamide),再加熱分解製備三聚氰胺。目前因為電石的高成本,雙氰胺法已被淘汰。工業合成主要使用尿素為原料,在加熱和一定壓力條件下:
6 (NH2)2CO → C3H6N6 + 6 NH3 + 3 CO2
按照反應條件不同,三聚氰胺合成工藝又可分為高壓法(7-10MPa,370-450℃,液相)、低壓法(0.5-1MPa,380-440℃,液相)和常壓法(<0.3MPa,390℃,氣相)三類。
國外三聚氰胺生產工藝大多以技術開發公司命名,如德國巴斯夫(BASF Process)、奧地利林茨化學法(Chemical Linz Process)、魯奇法(Lurgi Process)、美國聯合信號化學公司化學法(Allied Signal Chemical)、日本新日產法(Nissan Process)、荷蘭斯泰咪卡邦法(既DSM法)等。這些生產工藝按合成壓力不同,可基本劃分為高壓法、低壓法和常壓法三種工藝。目前世界上技術先進、競爭力較強的主要有日本新日產Nissan法和義大利Allied-Eurotechnica的高壓法,荷蘭DSM低壓法和德國BASF的常壓法。
中國三聚氰胺生產企業多採用半幹式常壓法工藝,該方法是以尿素為原料0.1MPa以下,390℃左右時,以矽膠做催化劑合成三聚氰胺,並使三聚氰胺在凝華器中結晶,粗品經溶解、過濾、結晶後製成成品。