CN103058161B - 一种缺铵结晶ii型多聚磷酸铵产品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有表面反应活性的缺铵结晶II型多聚磷酸铵产品及其制备方法。它需要解决的技术问题是提高产品的反应活性。本发明产品，pH=1.5-5.5，酸值=1.0-10.0mgKOH/g，磷含量31.0-33.0%，平均粒径15-25μm。本发明制备方法：1)结晶II型多聚磷酸铵的制备；2)老化缺铵过程：捏合机中加入结晶II型多聚磷酸铵，搅拌，通入氮气，流量0.05-0.5m3/小时，温度升到150-250℃，保温时间1-6小时，搅拌速度50-200转/分钟，得产品。
Description
技术领域
本发明涉及无机化学领域，具体是一种缺铵结晶II型多聚磷酸铵产品及其制备方法。产品可由于属于阻燃剂制备技术领域。产品可用于聚烯烃无卤膨胀型阻燃剂和表面改性多聚磷酸铵的制备。
背景技术
结晶II型多聚磷酸铵（APP）是一种可以生物降解的以磷、氮为主要成分的环保无机阻燃剂，可作为涂料、塑料和橡胶的阻燃剂使用。但作为塑料，如聚烯烃的无卤阻燃剂和在耐水、耐候场合时需要进行改性，一般采用表面处理包覆的方法进行处理，但II型APP在显微镜下可以发现为结晶型透明的颗粒，不溶不熔，很难包覆，直接处理效率低，效果不理想。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，提高缺铵结晶II型多聚磷酸铵产品的反应活性；并提供一种该产品的制备方法。
本发明通过在一定温度条件下使结晶Ⅱ型多聚磷酸铵的颗粒表面失氨，产生P-OH，并通过pH和酸值控制，得到具有一定反应活性的结晶Ⅱ型多聚磷酸铵产品。
本发明的缺铵结晶II型多聚磷酸铵的制备方法按以下步骤：
1)结晶II型多聚磷酸铵的制备
在捏合机中投入等摩尔比的五氧化二磷与磷酸氢二铵作为反应物，转速40-80转/分钟搅拌均匀，升温通氨，在200℃-350℃下反应1小时～5小时，其中氨通入量为每100公斤反应物通氨量为0.5-5m3/小时；在200-280℃下，每100公斤反应物0.1-2 .0 m3/小时的通氨量下继续反应0.5-5小时，得到结晶II型多聚磷酸铵；
2) 老化缺铵过程
捏合机中加入结晶II型多聚磷酸铵，搅拌，通入氮气，流量0.05-0.5 m3/小时，温度升到150-250℃，保温时间1-6小时，搅拌速度50-200转/分钟，得产品。
所得的产品为，pH=1.5-5.5，酸值=1.0-10.0mgKOH/g，磷含量31.0-33.0%，平均粒径15-25μm。
本发明具有产品反应活性较高等特点，本发明制备方法具有简单、实用等优点。
具体实施方式
以下实施例本发明的具进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
1）在捏合机中加入五氧化二磷120公斤，磷酸氢二铵113公斤，转速60转/分钟下搅拌均匀后，升温通氨，氨通入量为8.0 m3/小时，温度升到250℃时, 成为粘稠糖浆状液体,继续通氨反应最终温度达到300℃，保持2小时。降低通氨量，调节为1.5 m3/小时，反应3小时，反应温度为240℃，得到白色的固体粉末。即为结晶II型多聚磷酸铵（简称A）。
2）将A加入捏合机中，搅拌速度150RPM，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到190℃后，保温时间3小时，得到缺铵结晶II型多聚磷酸铵（简称产品）。
实施例2
成为粘稠糖浆状液体,继续通氨反应最终温度达到300℃，保持2小时。降低通氨量，调节为3.0 m3/小时。余同实施例1。
实施例3
成为粘稠糖浆状液体,继续通氨反应最终温度达到300℃，保持2小时。降低通氨量，调节为0.5 m3/小时，余同实施例1。
实施例4
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到240℃后，保温时间3小时，得到产品。
实施例5
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.1 m3/小时，温度升到190℃后，保温时间3小时，得到产品。
实施例6
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.5 m3/小时，温度升到190℃后，保温时间3小时，得到产品。
实施例7
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.5 m3/小时，温度升到240℃后，保温时间3小时，得到产品。
实施例8
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到190℃后，保温时间6小时，得到产品。
实施例9
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到190℃后，保温时间1小时，得到产品。
实施例10
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到220℃后，保温时间6小时，得到产品。
实施例11
前同实施例1。将A加入捏合机中，搅拌速度150转/分钟，通入氮气，流量0.3 m3/小时，温度升到150℃后，保温时间6小时，得到产品。
表1：本发明产品性能对比表
| 编号 | 磷含量，% | pH | 酸值，mgKOH/g | 平均粒径，μm | 白度⑴ |
| 实施例1 | 32.1 | 4.2 | 5.1 | 20 | 92 |
| 实施例2 | 32.0 | 5.1 | 2.5 | 18 | 93 |
| 实施例3 | 31.8 | 2.9 | 9.7 | 23 | 81⑵ |
| 实施例4 | 32.1 | 3.5 | 8.0 | 21 | 88 |
| 实施例5 | 32.0 | 4.8 | 2.0 | 20 | 92 |
| 实施例6 | 32.1 | 4.0 | 6.4 | 20 | 92 |
| 实施例7 | 32.1 | 3.3 | 9.0 | 21 | 88 |
| 实施例8 | 32.1 | 3.8 | 7.2 | 20 | 89 |
| 实施例9 | 32.1 | 5.2 | 2.4 | 20 | 93 |
| 实施例10 | 32.1 | 3.4 | 8.3 | 20 | 88 |
| 实施例11 | 32.1 | 5.4 | 1.2 | 20 | 93 |
备注：⑴白度通过白度仪测得。
⑵老化后发灰变色，其他的是发黄。
表1数据显示，老化温度高、通氮量大、老化时间长，最终产品的pH值低、酸值大，其中温度对产品白度影响最大。前期制备结晶II型多聚磷酸铵时，后期通氨量小老化后颜色发灰，产品白度低。
Claims (1)
1.一种缺铵结晶II型多聚磷酸铵产品的制备方法，其特征在于：按以下步骤：
1)结晶II型多聚磷酸铵的制备
在捏合机中投入等摩尔比的五氧化二磷与磷酸氢二铵作为反应物，转速40-80转/分钟搅拌均匀，升温通氨，在200℃-350℃下反应1小时～5小时，其中氨通入量为每100公斤反应物通氨量为0.5-5m3/小时；在200-280℃下，每100公斤反应物0.1-2 .0 m3/小时的通氨量下继续反应0.5-5小时，得到结晶II型多聚磷酸铵；
2) 老化缺铵过程
捏合机中加入结晶II型多聚磷酸铵，搅拌，通入氮气，流量0.05-0.5 m3/小时，温度升到150-250℃，保温时间1-6小时，搅拌速度50-200转/分钟，得产品；
产品的pH=1.5-5.5，酸值=1.0-10.0mgKOH/g，磷含量31.0-33.0%，平均粒径15-25μm。
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