專利名稱：一種非五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨的方法
一種非五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚磷酸銨制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種非五氧化二磷原料路線制 備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法。
背景技術(shù)：
結(jié)晶II型聚磷酸銨阻燃劑是一種高效的無鹵阻燃材料，它具有低毒、低煙、無熔 滴的特點，同時又具有很好的熱穩(wěn)定性、較低的水溶性、較小的吸濕性的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于 聚烯烴的無鹵膨脹阻燃。對于結(jié)晶II型聚磷酸銨的制備方法，現(xiàn)主要的技術(shù)是采用五氧化二磷和磷酸氫 二銨為主要原料，同時添加尿素、三聚氰胺、碳酸銨或硫酸銨為縮合劑，并在氨氣氣氛條件 進行，反應(yīng)在捏合機中進行，經(jīng)混合、熔融、結(jié)晶、粉碎制得結(jié)晶II型聚磷酸銨。如發(fā)明專利公開CN1629070A，選用等摩爾的五氧化二磷和磷酸氫二銨在 150-350°C溫度下，添加硫酸銨、三聚氰胺或碳酸氫銨為縮合劑，在氨氣氣氛下經(jīng)混合、熔 融、結(jié)晶、粉碎制得結(jié)晶II型聚磷酸銨。五氧化二磷來源于熱法磷酸，它吸濕性極強，在工業(yè)生產(chǎn)上對安全操作帶來極大 的隱患，且貯存及運輸對安全規(guī)格要求極高。逐漸限制熱法磷酸是企業(yè)節(jié)能減排和資源可 持續(xù)發(fā)展的必然要求。目前，熱法磷酸除用于電子級、醫(yī)藥級磷酸及其它一些特定磷化工產(chǎn) 品外，其它磷化工產(chǎn)品正在逐步被濕法磷酸及其磷酸鹽所替代，因此，以非五氧化二磷為原 料路線的結(jié)晶II型聚磷酸銨制備方法，符合企業(yè)節(jié)能減排和磷化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的 需要。對于非五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶II型聚磷酸銨，發(fā)明專利公開101428780A 選用精制磷酸為主要原料，以尿素、三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺中的一種或它們的混合物為 縮合劑，在150 320°C的溫度，反應(yīng)半小時后，通入氨氣氨化、熟化、結(jié)晶、破碎，得到結(jié)晶 II型支鏈聚磷酸銨。發(fā)明專利公開101538029A以磷酸氫二銨為主要原料，以尿素和(或) 三聚氰胺為縮合劑，在120 320°C溫度，反應(yīng)30 120分鐘，通入氨氣氨化30 100分鐘 使其熟化和結(jié)晶，之后破碎，得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。本發(fā)明提供了另一種非五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服五氧化二磷原料路線技術(shù)的不足，提供一種以磷酸銨鹽和 聚磷酸三聚氰胺鹽為主要原料，制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法。本發(fā)明的實施方法是將一定量的磷酸銨鹽和聚磷酸三聚氰胺鹽在常溫下混合均勻，升溫到120°C 320°C通入濕氨氣，反應(yīng)30 120分鐘，繼續(xù)升溫到180 380°C通入濕氨氣，反應(yīng)1_5小 時，之后經(jīng)固化、破碎、冷卻，得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，其具體步驟為
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(1)在反應(yīng)器中加入磷酸銨鹽和聚磷酸三聚氰胺鹽，其中，磷酸銨鹽可以是磷酸二 氫銨、磷酸氫二銨、或磷酸三銨中的任意一種或多種以任意比例的混合物，聚磷酸三聚氰胺 鹽可以是磷酸三聚氰胺鹽、焦磷酸三聚氰胺鹽、或聚磷酸三聚氰胺鹽中的任意一種，磷酸銨 鹽的重量份數(shù)為100份，聚磷酸三聚氰胺鹽的重量份數(shù)為1-100份；(2)常溫下將物料混合均勻，加熱至120 320°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣， 濕氨氣體的流量l-30L/min，濕氨氣體是以干空氣通入濃度為2_25 %的氨水溶液中，并且 該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)30 120分鐘；(3)繼續(xù)升溫到180 380°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量l-30L/min，濕氨氣體是 以干空氣通入濃度為2-25%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)1-5 小時；(4)冷卻出料，粉碎，即可得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。采用X射線衍射，對得到的聚磷酸銨晶型進行檢測，所用的儀器為D/MAX2550VB/ PC型轉(zhuǎn)靶X射線多晶衍射儀CuK檢測。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是本發(fā)明以磷酸銨鹽和聚磷酸三聚氰胺鹽的混合物作為反應(yīng)原料，是一種非五氧化 二磷原料路線的結(jié)晶II型聚磷酸銨制備方法，制備過程安全、簡單、易實現(xiàn)，并且晶型穩(wěn)定。

圖1是本發(fā)明制備的結(jié)晶II型聚磷酸銨的X射線衍射圖。具體實施方式
以下提供本發(fā)明制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法的具體實施方式
。實施例1在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨100kg，磷酸三聚氰胺鹽30kg，常溫下將物料混合均 勻，加熱至220°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣，濕氨氣體的流量20L/min，濕氨氣體是以 干空氣通入濃度為8%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)30分鐘； 繼續(xù)升溫到320°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以干空氣通入濃度為 15%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)3小時；冷卻出料，粉碎，即可 得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。實施例2在反應(yīng)器中加入磷酸二氫銨100kg，磷酸三聚氰胺鹽70kg，常溫下將物料混合均 勻，加熱至280°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以 干空氣通入濃度為15%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)60分鐘； 繼續(xù)升溫到280°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以干空氣通入濃度為 15%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)4小時；冷卻出料，粉碎，即可 得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。實施例3在反應(yīng)器中加入磷酸三銨100kg，聚磷酸三聚氰胺鹽50kg，常溫下將物料混合均勻，加熱至180°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以 干空氣通入濃度為20%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)60分鐘； 繼續(xù)升溫到350°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以干空氣通入濃度為 20%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)4. 5小時；冷卻出料，粉碎，即 可得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。實施例4在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨100kg，焦磷酸三聚氰胺鹽30kg，其余均同實施例3。實施例5在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨50kg，磷酸二氫銨50kg，聚磷酸三聚氰胺鹽60kg，其 余均同實施例3。實施例6在反應(yīng)器中加入磷酸三銨100kg，磷酸三聚氰胺鹽60kg，其余均同實施例3。實施例7在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨100kg，聚磷酸三聚氰胺鹽100kg，常溫下將物料混合 均勻，加熱至180°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣，濕氨氣體的流量20L/min，濕氨氣體是 以干空氣通入濃度為15%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)100分 鐘；繼續(xù)升溫到220°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以干空氣通入濃 度為2%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)4小時；冷卻出料，粉碎， 即可得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。實施例8在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨80kg，磷酸三銨20kg，焦磷酸三聚氰胺鹽13kg，常 溫下將物料混合均勻，加熱至220°C，期間不斷攪拌，并通入濕氨氣，濕氨氣體的流量20L/ min，濕氨氣體是以干空氣通入濃度為10%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一 次，反應(yīng)60分鐘；繼續(xù)升溫到280°C通入濕氨氣，濕氨氣體的流量lOL/min，濕氨氣體是以干 空氣通入濃度為20%的氨水溶液中，并且該氨水溶液每半小時更換一次，反應(yīng)2小時；冷卻 出料，粉碎，即可得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，其特征在于，具體步驟為在反應(yīng)器中將一定量的磷酸銨鹽和聚磷酸三聚氰胺鹽在常溫下混合均勻，升溫到120℃～320℃通入濕氨氣，反應(yīng)30～120分鐘，繼續(xù)升溫到180～380℃通入濕氨氣，反應(yīng)1 5小時，之后經(jīng)固化、破碎、冷卻，得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。
2.如權(quán)利要求書1所述的一種制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，其特征在于，磷酸銨鹽 的重量份數(shù)為100份，聚磷酸三聚氰胺鹽的重量份數(shù)為1-100份。
3.如權(quán)利要求書1所述的一種制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，其特征在于，磷酸銨鹽 可以是磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、或磷酸三銨中的任意一種或多種以任意比例的混合物。
4.如權(quán)利要求書1所述的一種制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，其特征在于，聚磷酸三 聚氰胺鹽可以是磷酸三聚氰胺鹽、焦磷酸三聚氰胺鹽、或聚磷酸三聚氰胺鹽中的任意一種。
5.如權(quán)利要求書1所述的一種制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，其特征在于，濕氨氣體 是以干空氣通入濃度為2-25%的氨水溶液中，濕氨氣體的流量l-30L/min，并且該氨水溶 液每半小時更換一次。
全文摘要
一種結(jié)晶II型聚磷酸銨的制備方法，具體步驟為將一定量的磷酸銨鹽和聚磷酸三聚氰胺鹽在常溫下混合均勻，升溫到120℃～320℃通入濕氨氣，反應(yīng)30～120分鐘，繼續(xù)升溫到180～380℃通入濕氨氣，保溫反應(yīng)1-5小時，之后經(jīng)固化、破碎、冷卻，得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。本發(fā)明的優(yōu)點，采用非五氧化二磷工藝路線，制備過程安全、簡單、易實現(xiàn)，并且晶型穩(wěn)定。
文檔編號C09K21/04GK101891168SQ201010217469
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者于建國, 劉夠生, 陳文彥 申請人:華東理工大學(xué)