[發明專利]一種新型聚磷酸銨阻燃劑的制備方法

無效

• 申請號: 201110105511.6
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102757028A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 潘小明;史廣平;邵志銘
• 申請（專利權）人: 江蘇大明科技有限公司
• 主分類號: C01B25/40
• 分類號: C01B25/40
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于化學技術領域，具體涉及一種聚磷酸銨阻燃劑的制備方法。

背景技術

聚磷酸銨(AmmoniumPolyPhosp)簡稱APP，是近20年來國外迅速發展起來的一種重要的高效添加型磷系無機阻燃劑。其具有以下特點：①含磷量高、含氮量大、阻燃效果優越；②具有良好的熱穩定性；③水溶性小，阻燃性能持久；④分散性較好，毒性較低，近于中性。聚磷酸銨是膨脹型阻燃劑不可缺少的主要原料，已經成為阻燃劑發展的主流，受到世界各國廣泛的關注。

聚磷酸銨通式為(NH₄)n+2PnO₃n+1，當n足夠大時，可寫為(NH₄PO₃)n，其結構式為：

現有技術主要用P₂O₅和磷酸二氫銨法或濕法磷酸加鈣鹽生產APP，但是上述方法合成的聚磷酸銨聚合度低，使用具有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的是克服上述不足之處提供一種工藝路線短，反應時間短，操作簡便，安全環保的聚磷酸銨阻燃劑的制備方法。

本發明用磷酸銨鹽和P₄O₁₀，在氨氣存在下分階段進行反應，得到的產物為(NH₄PO₃)n，式中n＝10～1000，基本上為水不溶性的。

本發明的目的具體是通過以下方式實現的：

一種聚磷酸銨阻燃劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

a)磷酸銨鹽與P₄O₁₀在氨氣存在下，于50～150℃溫度條件進行氨化反應，反應壓力保持1×10²～2×10²Pa，反應5～15min后停止通氨；

b)在氮氣存在條件下，物料再攪拌混合10～60min后，再在反應器內壓力低于大氣壓力1×10²～3×10²Pa條件下，溫度為200～400℃，通氨反應1～3h，優選通氨反應2h。

所述步驟“a)”中氨化反應溫度優選為80～120℃，進一步優選為90～110℃。氨化反應時間優選為10～15min。

所述步驟“a)”中優選磷酸銨鹽與P₄O₁₀的摩爾比為1∶1。優選磷酸銨鹽為磷酸氫二銨。

所述步驟“b)”中物料攪拌混合時間優選為40～60min，進一步優選為45～50min。

與現有技術比較本發明的有益效果：與現有技術比較，本發明不需要磷酸銨鹽和P₄O₁₀的粉碎和混合設備，反應中間不需排除氣體(NH₃+CO₂)，使工藝流程縮短，整個過程中不需分離中間產物，僅僅用混合物中的P₄O₁₀來除掉磷酸銨鹽縮合過程逸出的水分即可。因此，與傳統制備聚磷酸銨工藝比較，本發明工藝路線短，反應時間短，操作簡便，無大量廢氣排放，產品聚合度可高達1000～3000，收率高達90％以上，質量穩定。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明做進一步闡述。

實施例1

在配有旋轉混合和捏合功能的元件，容積為1000L反應器中，加入250kg(2.54kmol)P₄O₁₀和335kg(2.54kmol)磷酸氫二銨，物料加熱至100℃，通氨氣，使反應器內壓力保持為1×10²～2×10²Pa(用自動控制儀表測量)。約15min后，19m³的氨氣被吸收，停止通入氨氣，終止第一階段反應。接著通入氮氣，攪拌45min后，在反應器內壓力低于大氣壓力1×10²～3×10²Pa，溫度為200℃條件下，停止通入氮氣，開始通入氨氣，通入氨氣2h后，18m³的氨氣被吸收，從反應器中卸出產物，經冷卻、粉碎得成品，收率為90％以上。

所得產品性質：1％水懸浮液的PH＝6.1；10％水懸浮液25℃的溶解度為5％(0.5g/100gH₂O)，10％水懸浮液在25℃下的黏度為37mpa·s。30％(質量分數)的己二酸二乙醇酯混合液中，25℃下黏度為39000mpa·s。