JPH03141109A - 低粘稠の水性懸濁液を与えるポリリン酸アンモニウムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は、オルトリン酸アンモニウム及び五酸化リンを
気体アンモニアの存在下及び反応成分の同時的揺動下加
熱して一般式（Ｎｔ１４ＰＯ：＋）ｎ（式中ｎはｌＯ乃
至１０００の数に相当する）で示される、実質的に水不
溶性の鎖状ポリリン酸アンモニウムを製造する方法に関
する一 米国特許出願公開第３，９７８，１９５号明細書により
、ポリリン酸アンモニウムは、はぼ当量のオルトリン酸
アンモニウム及び五酸化リンを気体アンモニアの存在下
１７０乃至３５０の温度に加熱して製造することができ
る。加熱は、反応成分の絶え間ない及び同時的混合、混
練及び粉砕下、第−加熱段階中反応成分をペースト状状
態で低い混合強度を以て反応させ、引き続いての熱処理
段階において大なる混合強度を以て流動床において後処
理する様に実施される。

この様に製造したポリリン酸アンモニウムは、一般式（
ＮＨｎＰＯｚ）ｎ　（式中ｎは１０乃至１０００の数に
相当する）で示される、実質的に水不溶性の鎖状ポリリ
ン酸アンモニウムである。

種々な使用目的においてこのポリリン酸アンモニウムは
、水性相において高粘稠なゲルを形成する欠点を有する
。

それゆえ、一方では実質的に水不溶性であるが、しかし
他方では水性相中で高粘稠なゲルを形成しない、ポリリ
ン酸アンモニウムを製造する課題が設定された。

驚くべきことに本発明者は、処理法を簡単に変更する場
合には、米国特許出願公開第３．９７８．１９５号明細
書による公知方法により低粘稠な水性懸濁液を与えるポ
リリン酸アンモニウムを製造することができることを見
出した。

〔発明の構成〕

本発明による方法は、ポリリン酸アンモニウム□６０℃
において調製したその２０重量％水性懸濁液は２０℃に
おいて１００１ＩＩＰａ・ｓより低い粘度を有する□を
製造するために、オルトリン酸アンモニウム及び五酸化
リンからなる反応混合物を高い混合強度を以て細砕段階
で１００乃至３００℃１好ましくは１５０乃至２８０℃
の温度において１０乃至６０分、好ましくは２０乃至３
０分の時間にわたって反応させ、その後反応物を公知の
方法で５０乃至２００分、好ましくは１００．乃至１２
０分の時間にわたって２００乃至３００　”Ｃ１好まし
くは２５０乃至２８０℃の温度においてアンモニアふん
囲気下熱処理することにある。

さらに本発明による方法は、選択的に、ａ）　オルトリ
ン酸アンモニウムとしてオルトリン酸ジアンモニウムを
使用し、 ｂ）　ｈａｓ　：　（ＮＨ４）ＸＨ３−ＸＰＯ４＝　ｌ
　：０．３乃至１のモル比を反応混合物として使用し、
Ｃ）反応混合物に五酸化リン１　ｋｇ当たり０．１乃至
０．５ｋｇの尿素を使用し、 ｄ）方法を混練反応器において実施し、ｅ）混練反応器
の熱排出面は、反応混合物が最大限３００℃の最終温度
に保つ様に、大きく調節されており、 ｆ）反応混合物を１３０乃至１７０℃１好ましくは１４
０乃至１６０℃の出発反応温度に加熱し、ｇ）　最終生
成物５０重量までを有する反応混合物の含有率を低下さ
せ、 ｈ）５０乃至２００μｍの平均（粒）微細度への粉砕工
程後の反応成分の熱処理を２００乃至３００℃の温度に
おいてアンモニアふん囲気下行ない、 ｉ）熱処理を回転ロール炉において行なうことによって
発展させることもできる。

〔発明の効果］ 本発明によるポリリン酸アンモニウムは、殊に防炎剤と
しての発泡性防炎ペイント、熱可塑性樹脂、ＰＵ−発泡
体及び木くずパネルへの混入に適する。

発泡性防炎ペイントにおける使用に関して特に懸濁液の
流動学的挙動は決定的な意味を有する。ゲルを形成する
ポリリン酸アンモニウムによる発泡性防炎ペイントの高
過ぎる粘度は、発泡性防炎ペイント中にわずかの防炎剤
が混入されることによってのみ解決することができる加
工技術的困難性を必然的にともなう。それならばこの場
合に関して効果的な防炎に関して多数の発泡性防炎ペイ
ントが適用されねばならない。

この困難性は、本発明により製造したポリリン酸アンモ
ニウムを使用する場合無くなる。

本発明による方法により、低粘稠な水性懸濁液を与え、
著しく水不溶性でありそして低コストを有する買い得の
出発材料を製造することができるポリリン酸アンモニウ
ムが提供される。

五酸化リン、オルトリン酸アンモニウム及びアンモニア
の反応における反応時間の保持及び反応熱の良好な排出
は、本方法にとって決定的であって、反応混合物は３０
０　’Ｃの温度以上に加熱しないことに注意されるべき
である。

混練反応器の空時収率は、なお混練反応器中には反応段
階の最後に別の反応混合物が配量されることにより高め
ることができる。

混練反応器として次の装置が成功裏に試験された： １）　　Ｌｉｎｄｅｎ社、　Ｍａｒｉｅｎｈｅｉｄｅ　
、　Ｋ２Ｎ−１０型（熱交換面積１５００　ｃｆｆｌ　
；反応容積７．５ｆｆｉ）の二軸反応器、 ２）にｒａｕｓｓ−Ｍａｆｆｅｉ社、　Ｍｊｎｃｈｅｎ
　、　Ｒｅａｃｔｏｔｈｅｒｍ型（熱交換面積　２８０
０　　ｃＩｌｌ；反応容積ｉ）の二軸−混練反応器。

３）　　Ｈｏｂａｒｔ社、　Ｏｆｆｅｎｂｕｒｇ　、　
Ａ　２００型（熱交換面積４１２０　ｃＡ　；　　反応
容積２５ｒ）の偏心混合機。

第１図として本発明によるポリリン酸アンモニウムのＸ
線図が、第２図として米国特許出願公開第３，９７８，
１９５号明細書により製造されたポリリン酸アンモニウ
ムのＸ線図が添付される（現在の比較例１）。

ｐＨ−値及び酸価の測定； ポリリン酸アンモニウム１０ｇを水１５０ｇ中に懸濁す
る。ｐＨ−値一測定はガラス電極により行われる。酸価
は０．１　ｎ　ＫＯ）Ｉ　　によりｐＨ＝７までの滴定
により測定される。

粘度の測定： 粘度は５ｃｈｅｉｂｅｎ−システム（Ｇ、　Ｓｃｈｒａ
ｍｍ。

Ｅｉｎｆｊｉｈｒｕｎｇ　ｉｎ　ｐｒａｋｔｉｓｃｈｅ
νｉｓｋｏｓｉｍｅｔｒｉｅ、第４版、　Ｋａｒｌｓｒ
ｕｈｅ　１９８７．　Ｇｅｂｒ、　Ｈａａｋｅ出版社参
照）により測定された。

粘度の測定前まず水を６０℃に加温し、引き続いてこれ
を用いてポリリン酸アンモニウムの導入下２０％懸濁液
を製造した。２０℃に冷却後懸濁液の粘度をブルックフ
ィールド粘度計により測定した。

次の例により本発明による方法をさらになお説明する。

比較例　１ 米国特許出願公開第３．９７８．１９５号明細書の例１
を追試した。

微細な（Ｎ）１．）Ｚ　ＩＩＰｏ、　２６４０ｇ及び微
細なＰ４Ｏ１０２８４０ｇからなる混合物を１５０℃に
加熱した、シグマ形混練スコップを有する、Ｌｉｎｄｅ
ｎ社、　Ｋ２Ｎ−１０型の二軸混合機中に充填し、１時
間ＮＩ＋３４００２をそしてさらに１時間ＮＨ３１００
１を導入した。二軸混合機は１時間で３０回／分の速度
で走行した。１時間後速度を１５０回／分に高めた。

得られたポリリン酸アンモニウムのＸ線図を第２図に示
す。

生成物の値は表から明らかである。

例　　２ 微細な（Ｎｌｌａ）ｚ　）ＨＰｏ４１１６０ｇ及び微細
なＰ２Ｏ，。

１２２０ｇからなる混合物を１５０回／分で走行する、
Ｋ２Ｎ−１０型の二軸混合機中に配量し、１５０℃に加
熱する。アンモニアの導入後反応はきわめて自然に開始
する。この場合反応混合物は２８０℃に熱くなる０反応
器合物は砕けやすい状態になる。

２０分後砕けやすい状態は粉末状態に変わる。反応混合
物をさらになお１００分間２８０乃至２５０”Ｃにおい
て熱処理する。

得られたポリリン酸アンモニウムのＸ線図は第１図にお
いて示されている。

生成物の値は表中に示されている。

例３ 微細な（Ｎｌ＋４）　ｚ　ＨＰ　Ｏａ　１３２０ｇ及び
微細なＰ２Ｏ，。

１４２０ｇからなる混合物を７０／２８０回／分で走行
する、Ｈｏｂａｒｔ社、Ａ２００型の偏心混合機中に配
量する。アンモニアの導入後反応は急速に開始する。こ
の場合反応混合物は２５０℃に熱くなり、この場合砕け
やすい状態に変わる。２５分の反応時間後粗顆粒を偏心
混合機から取り出し、ミルにおいて５０乃至２００　　
ａｍの平均粒度に暦砕し、回転管状炉中で１００分間２
８０℃おいて熱処理する。

生成物の値は表中に示されている。

例４ 微細な（Ｎｌｚ　ＨＰｏ、　　８００ｇ　、微細なＰ２
Ｏ３゜１０００ｇ及び尿素２１０ｇからなる混合物を１
５０回／分で走行する、Ｋ２Ｎ−１０型の二軸混合機中
に配量し、１５０℃に加熱する。アンモニアの導入後反
応混合物は反応混合物の著しい乱流Ｆ２９５℃に熱くな
る。二輪混合機の充電率は著しく増大し、１０分の時間
にわたって高いままである。この時間後充電率は低下し
、反応生成物は砕けやすい状態から粉末状態に変わる。

引き続いて反応生成物をなお１００分間２８０℃におい
て熱処理する。

生成物の値は表中に示されている。

例５ 微細な（Ｎｌ＋４）　ｚ　ＩＩＰＯａ　１１６０ｇ　１
微細なＰ２Ｏ，。

１２５０ｇ及び例２の微細な既製品５００ｇからなる混
合物を１５０回／分で走行する、Ｋ２Ｎ−１０型の二軸
混合機中に配量し、１５０℃に加熱する。アンモニアの
導入後反応混合物は２４０℃に熱くなる。

反応混合物は粉末状態で残留して、しかし出発段階にお
ける粒度は凝集塊形成により増大する。

反応時間２０分後凝集塊は微細な固体に変わる。

生成物をなお１００分間２８０乃至２６０℃において熱
処理する。

生成物の値は表中に示されている。

３．９７８．１９５号明細書により製造されたポリリン
酸アンモニウムのＸ線図を示したものである。

正置 ・Ｖ成２年／７月２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オルトリン酸アンモニウム及び五酸化リンを気体アンモ
   ニアの存在下及び反応成分の同時的揺動下加熱して一般
   式（ＮＨ＿４ＰＯ＿３）ｎ（式中ｎは１０乃至１０００
   の数に相当する）で示される、実質的に水不溶性の鎖状
   ポリリン酸アンモニウムを製造するに当たり、ポリリン
   酸アンモニウム−−６０℃において調製したその２０重
   量％水性懸濁液は２０℃において１００ｍＰａ・ｓより
   低い粘度を有する−−を製造するために、オルトリン酸
   アンモニウム及び五酸化リンからなる反応混合物を高い
   混合強度を以て細砕段階で１００乃至３００℃、好まし
   くは１５０乃至２８０℃の温度において１０乃至６０分
   、好ましくは２０乃至３０分の時間にわたって反応させ
   、その後反応物を公知の方法で５０乃至２００分、好ま
   しくは１００乃至１２０分の時間にわたって２００乃至
   ３００℃、好ましくは２５０乃至２８０℃の温度におい
   てアンモニアふん囲気下熱処理することを特徴とする方
   法。