[發(fā)明專利]一種分步反應(yīng)與聚合生產(chǎn)聚磷酸銨的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010168995.4
• 申請(qǐng)日: 2010-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN101830449A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 古思廉;梅毅;劉晨曦;諶芳;李云東;楊東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南省化工研究院
• 主分類號(hào): C01B25/28
• 分類號(hào): C01B25/28;C09K21/04
• 代理公司: 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 張媛德;范嚴(yán)生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在同一套裝置里生產(chǎn)不同聚合度聚磷酸銨產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種平均聚合度的高純度高聚合度聚磷酸銨的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

聚磷酸銨，簡(jiǎn)稱APP。是近幾十年迅速發(fā)展起來(lái)的一種無(wú)機(jī)無(wú)鹵環(huán)保型阻燃劑，具有阻燃效果好、熱穩(wěn)定性好、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，作為膨脹型阻燃劑(IFR)的主要成分之一，被廣泛地應(yīng)用于阻燃領(lǐng)域。

聚磷酸銨產(chǎn)品的聚合度有高低之分，平均聚合度的大小直接影響到其作為阻燃劑使用的應(yīng)用效果和應(yīng)用范圍。低聚合度APP吸濕性很強(qiáng)，在高溫、高濕度的情況下就會(huì)使粒子離析，降低其阻燃效能，并且會(huì)使材料本身的機(jī)械強(qiáng)度降低，影響其正常使用。聚合度越高的APP越難溶于水，能從根本上解決APP的吸濕性問題，而且能提高其與高分子材料的相容性，因此生產(chǎn)高聚合度的APP是目前的主要發(fā)展方向。

我國(guó)自20世紀(jì)80年代開始研究開發(fā)APP的合成技術(shù)和應(yīng)用，生產(chǎn)企業(yè)主要分布在上海、天津、四川、山東等地，多數(shù)工廠采用的是磷酸與尿素縮合法生產(chǎn)APP，各自的產(chǎn)量不大，產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定，聚合度也不高，大部分在100以內(nèi)，在聚烯烴阻燃中應(yīng)用較少，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，無(wú)論是產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都存在較大差距。

隨著APP合成工藝與合成技術(shù)的不斷改進(jìn)完善，APP產(chǎn)品的平均聚合度也在不斷提高，國(guó)外APP產(chǎn)品常見聚合度可達(dá)幾百甚至上千。如瑞士科萊恩公司(Clariant)生產(chǎn)的ExolitAP?422產(chǎn)品，平均聚合度

常見的聚磷酸銨生產(chǎn)方法主要有磷酸與尿素縮合法，磷酸二氫銨與尿素縮合法以及五氧化二磷與磷酸銨化合法等3種。

針對(duì)于現(xiàn)有的聚磷酸銨生產(chǎn)方法中存在諸如：由于磷酸在高溫下對(duì)設(shè)備的腐蝕性大，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求較高的問題；在以磷酸鹽為原料的方法中，為了提高反應(yīng)程度而加入的分散劑，在反應(yīng)結(jié)束后又需要進(jìn)行脫除的問題；以及五氧化二磷(P₂O₅)有很強(qiáng)的吸濕性和反應(yīng)活性，不易控制等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種分步反應(yīng)與聚合生產(chǎn)聚磷酸銨的方法，尤其是具有生產(chǎn)控制方便，產(chǎn)率高，能耗低，有利于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)的，產(chǎn)品平均聚合度的高純度高聚合度聚磷酸銨產(chǎn)品分步反應(yīng)與聚合生產(chǎn)聚磷酸銨的方法。

本發(fā)明提出以聚磷酸和縮聚劑為原料，加入到合成反應(yīng)器中，通過(guò)控制不同的工藝條件，能夠生產(chǎn)出不同聚合度的聚磷酸銨產(chǎn)品，其中包括高聚合度的產(chǎn)品。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供了一種聚磷酸銨的生產(chǎn)方法，該方法采用下述順序的步驟：

a以一定純度的聚磷酸(H_n+2P_nO_3n+1)為原料，然后加入縮聚劑，聚磷酸與縮聚劑的重量比為1∶1，將兩者混合均勻。

b將步驟a的所得物加入到連續(xù)合成反應(yīng)器中。

c將步驟b中得到的產(chǎn)物通過(guò)繼續(xù)控制反應(yīng)氣氛壓力0.00MPa-0.6MPa，在120℃-500℃的溫度下維持30-300分鐘的反應(yīng)聚合時(shí)間，得到聚合度在10-1800不等的高純度聚磷酸銨產(chǎn)品。

將步驟a所述的聚磷酸變換不同的純度，選擇相應(yīng)的縮聚劑，重復(fù)步驟a-c可以得到不同聚合度的高純度聚磷酸銨產(chǎn)品。

所述的原料聚磷酸純度的重量百分?jǐn)?shù)為90％-120％。

所述的縮聚劑選自尿素、碳酸氫銨、三聚氰胺、雙氰胺、硫酸銨、磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸銨中的一種，或它們的混合物。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：以聚磷酸和縮聚劑為原料，原料易得，并且原料性質(zhì)穩(wěn)定、安全、易于控制。采用連續(xù)式合成反應(yīng)器，加熱迅速、加熱范圍均勻且熱的利用率高，節(jié)約了時(shí)間、能源，降低了成本，提高了效率。采用連續(xù)合成反應(yīng)技術(shù)，減少了工藝步驟，使反應(yīng)過(guò)程易于控制，改善了工藝對(duì)設(shè)備的要求，對(duì)環(huán)境影響程度小。采用連續(xù)合成反應(yīng)技術(shù)，降低了合成反應(yīng)過(guò)程的尾氣量，減少了尾氣處理設(shè)備的投資。由于采用原料不同，本發(fā)明在合成反應(yīng)過(guò)程中排放的尾氣量減少了60％；尾氣可以方便地予以回收制造其它磷酸鹽產(chǎn)品或副產(chǎn)品。具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。采用聚磷酸為原料，減輕了物料對(duì)設(shè)備材質(zhì)的腐蝕，同時(shí)帶入系統(tǒng)的雜質(zhì)量少，既有利于獲得高純度高聚合度的聚磷酸銨產(chǎn)品，又降低了能耗。采用連續(xù)法工藝，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，降低了生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了生產(chǎn)條件。克服了現(xiàn)有批量生產(chǎn)技術(shù)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量不易穩(wěn)定的缺點(diǎn)。通過(guò)改變工藝操作條件，可在同一套裝置里生產(chǎn)不同品質(zhì)用途的聚磷酸銨產(chǎn)品。

具體實(shí)施方式