[發(fā)明專利]一種高聚合度聚磷酸銨的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611172651.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN106586998B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王榮軍;吳健泳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 衢州普信新材料有限公司
• 主分類號(hào): C01B25/40
• 分類號(hào): C01B25/40
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本發(fā)明提供了一種高聚合度聚磷酸銨的制備方法：通過加入Ⅱ型聚磷酸銨作為晶種，同時(shí)加入固體催化劑，使Ⅱ型聚磷酸銨的聚合反應(yīng)更均勻，反應(yīng)平穩(wěn)，合成過程溫度容易控制，合成的產(chǎn)品聚合度得到提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚磷酸銨的制備方法，尤其是一種高聚合度聚磷酸銨的制備方法。

背景技術(shù)

目前聚磷酸銨產(chǎn)品中應(yīng)用較廣泛的I和Ⅱ型。結(jié)晶II型聚磷酸銨主要有三種合成方法，一種是五氧化二磷技術(shù)路線，以五氧化二磷和磷酸氫二銨為原料，同時(shí)添加尿素、三聚氰胺、硫酸銨等為縮合劑，在特定的氨氣氣氛下，在捏合機(jī)中反應(yīng)制得結(jié)晶II型聚磷酸銨；另一種是利用磷酸氫二銨為主要原料，加入特定的縮合劑，通過對(duì)氨氣氣氛的控制，合成結(jié)晶II型聚磷酸銨；還有一種是晶型轉(zhuǎn)換法，利用結(jié)晶I型聚磷酸銨為原料，通過對(duì)反應(yīng)條件的控制，使結(jié)晶I型聚磷酸銨轉(zhuǎn)化成結(jié)晶II型聚磷酸銨。

CN105084337A公開一種多磷酸催化法合成結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨的方法。該法采用多磷酸作為反應(yīng)催化劑，以五氧化二磷為原料，一步反應(yīng)得到晶型穩(wěn)定的結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨。將五氧化二磷、磷酸一銨和三聚氰胺混合，混合均勻后加入聚合反應(yīng)器中，同時(shí)加入反應(yīng)催化劑多磷酸，在240℃～350℃，0.15～0.4MPa的氨氣及氮?dú)饣旌蠚夥諌毫ο峦瓿煞磻?yīng)，得到結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨產(chǎn)品。本發(fā)明一步法制備方法中采用的反應(yīng)設(shè)備是具有強(qiáng)力破碎效果及密封承壓效果的連續(xù)化反應(yīng)裝置。本發(fā)明具有容易操作，總反應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。

CN102190291A公開了一種晶型轉(zhuǎn)化法制備結(jié)晶II型聚磷酸銨的方法，具體步驟為：將一定質(zhì)量結(jié)晶I型聚磷酸銨升溫到150-200℃后，加入結(jié)晶II型聚磷酸銨作為晶種，并加入一定質(zhì)量的水，繼續(xù)升溫到280-350℃，反應(yīng)1.5-3小時(shí)后開始通入氨氣，保溫反應(yīng)1-3小時(shí)后，經(jīng)冷卻，粉碎，即得到結(jié)晶II型聚磷酸銨。該生產(chǎn)方法安全、簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)反應(yīng)設(shè)備無腐蝕，得到產(chǎn)品晶型穩(wěn)定。

CN102167304B公開了一種高純度高聚合度水不溶性結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨的制備方法，包括以下的步驟：1）利用雙螺桿將結(jié)晶H型的五氧化二磷和磷酸氫二銨以摩爾比1:1-1.5的比例輸送至捏合器中，預(yù)熱物料至100-300℃間，預(yù)熱同時(shí)通入20-25m3/h的氨氣；2）通氨30-40min后停止通氨，向捏合器中加入供氨化合物，加完后恢復(fù)通氨4-8h，氨氣流量為8-15m3/h；3）將步驟2）中的物料轉(zhuǎn)移到另一個(gè)具有攪拌功能的密閉容器中，在攪拌的情況下向其中加入偶聯(lián)劑；4）維持?jǐn)嚢柚廖锪蠝囟冉抵?0℃以下，將物料轉(zhuǎn)移至有機(jī)溶劑中洗滌30-50min；5）將步驟4）中的物料轉(zhuǎn)移至壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，再將物料置于低溫烘箱中干燥、過篩得成品。本發(fā)明的聚磷酸銨聚合度高，耐水性好，起始分解溫度較高，產(chǎn)品品質(zhì)好。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外的高聚合度聚磷酸銨生產(chǎn)中，都是使用五氧化二磷和磷酸氫二銨為基礎(chǔ)原料合成的，但是因?yàn)樵摲磻?yīng)使用磷酸催化極為劇烈，溫度上升極為迅速，導(dǎo)致合成過程溫度的控制十分困難，這一原因使得合成的產(chǎn)品聚合度整體偏低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種高聚合度聚磷酸銨的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種高聚合度聚磷酸銨的制備方法，其特征在于制備步驟包括：

（1）固體催化劑的制備

按重量份，100份高流速丁基瓊脂糖微球，10-30份1-癸基-3-甲基咪唑?qū)谆交撬幔?-5份2-金剛烷酮-5-甲酸，在20-50℃混合1-5h，得到固體催化劑；

（2）合成反應(yīng)

按重量份，100份磷酸氫二胺和70-130份五氧化二磷，10-20份三聚氰胺，0.5-2份Ⅱ型聚磷酸銨, 1-5份固體催化劑，溫度至250～320℃，反應(yīng)1-5h，過濾、洗滌，烘干，粉碎，既得到Ⅱ型聚磷酸銨阻燃劑。

所述合成反應(yīng)在氨氣氣氛中反應(yīng)。