RU2322441C2 - Способ получения полифосфатов органических оснований - Google Patents
Способ получения полифосфатов органических оснований Download PDFInfo
- Publication number
- RU2322441C2 RU2322441C2 RU2004111536/04A RU2004111536A RU2322441C2 RU 2322441 C2 RU2322441 C2 RU 2322441C2 RU 2004111536/04 A RU2004111536/04 A RU 2004111536/04A RU 2004111536 A RU2004111536 A RU 2004111536A RU 2322441 C2 RU2322441 C2 RU 2322441C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- polyphosphates
- mixture
- compound
- decomposition
- Prior art date
Links
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 title abstract 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 9
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 10
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 claims description 9
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 claims description 7
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N oxalic acid;dihydrate Chemical compound O.O.OC(=O)C(O)=O GEVPUGOOGXGPIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 13
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 6
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 229940048084 pyrophosphate Drugs 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 alkali metal pyrophosphate Chemical class 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- MBHRHUJRKGNOKX-UHFFFAOYSA-N [(4,6-diamino-1,3,5-triazin-2-yl)amino]methanol Chemical compound NC1=NC(N)=NC(NCO)=N1 MBHRHUJRKGNOKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- STIAPHVBRDNOAJ-UHFFFAOYSA-N carbamimidoylazanium;carbonate Chemical compound NC(N)=N.NC(N)=N.OC(O)=O STIAPHVBRDNOAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- RTWNYYOXLSILQN-UHFFFAOYSA-N methanediamine Chemical compound NCN RTWNYYOXLSILQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- CZQYVJUCYIRDFR-UHFFFAOYSA-N phosphono dihydrogen phosphate;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.NC1=NC(N)=NC(N)=N1.OP(O)(=O)OP(O)(O)=O CZQYVJUCYIRDFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
- C07D295/02—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms containing only hydrogen and carbon atoms in addition to the ring hetero elements
- C07D295/023—Preparation; Separation; Stabilisation; Use of additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C277/00—Preparation of guanidine or its derivatives, i.e. compounds containing the group, the singly-bound nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
- C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
- C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
- C07D251/40—Nitrogen atoms
- C07D251/54—Three nitrogen atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D251/00—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
- C07D251/02—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
- C07D251/12—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D251/26—Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
- C07D251/40—Nitrogen atoms
- C07D251/54—Three nitrogen atoms
- C07D251/56—Preparation of melamine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
- C08K5/521—Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K21/00—Fireproofing materials
- C09K21/06—Organic materials
- C09K21/12—Organic materials containing phosphorus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Paper (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения полифосфатов органических оснований, к смеси полифосфатов органических азотистых оснований и к применению полифосфатом и смеси полифосфатов в качестве антипиренов для пластмасс, предпочтительно термопластов, прежде всего полиамидов и сложных полиэфиров. Способ получения полифосфатов органических оснований включает реакцию обменного разложения смеси пентоксида фосфора и, по меньшей мере, одного органического азотистого основания с одним соединением, отдающим при разложении в условиях реакции воду, в таком молярном соотношении, при котором в результате разложения отдающего воду соединения на моль пентоксида фосфора образуются по существу максимум 2 моля воды. При этом в качестве отдающего воду соединения используют соединение, образующее, кроме воды, только летучие продукты разложения, которое выбрано из группы, включающей безводную щавелевую кислоту, дигидрат щавелевой кислоты и муравьиную кислоту, при этом реакцию обменного разложения проводят в области температур от 100 до 250°С. Смесь полифосфатов органических азотистых оснований обладает следующими свойствами: а) при нагревании до 320°С потеря ее массы составляет менее 2 мас.%, б) значение рН ее 10 мас.%-ной водной суспензии составляет при 25°С более 5, предпочтительно от 5,2 до 7,7, прежде всего от 5,8 до 7,0, в) ее растворимость в воде при 25°С составляет менее 0,1, предпочтительно менее 0,01 г, на 100 мл воды. 4 н. и 2 з.п. ф-лы.
Description
Полифосфаты органических азотистых оснований, таких как гуанидин и меламин, приобретают все более важное значение в качестве антипиренов для пластмасс и текстильных изделий. Температура разложения смесей полифосфатов, используемых в качестве антипиренов для пластмасс, должна быть максимально близкой этому показателю последних, поскольку в случае более низких температур разложения (распада) уже в процессе изготовления смеси пластмассы и антипирена может начаться разложение, что приведет тем самым к образованию водяного пара и нежелательному появлению пузырьков в полученном пластмассовом продукте. Во избежание подобных нежелательных низких температур разложения антипирена необходимо по возможности полностью исключить наличие в полифосфатных смесях ортофосфата, а при определенных условиях и наличие пирофосфата.
На сегодняшний день известны различные способы получения полифосфатов органических оснований, однако всем этим известным способам присущи определенные, очевидные недостатки.
Один из подобных способов получения полифосфатов органических оснований заключается в том, что сначала получают ортофосфат органического основания и затем этот ортофосфат за счет нагрева до температуры выше 300°С трансформируют в соответствующий полифосфат органического основания. Данный способ описан, в частности, в заявке WO 97/44377. Требуемые при его осуществлении относительно высокие температуры делают этот способ нерентабельным, если учесть к тому же необходимость использовать антипирены, представляющие собой продукты массового производства. Согласно патенту US 6114421 определенные органические азотистые основания подвергают в определенных концентрациях и в определенных условиях реакции взаимодействию с ангидридом фосфорной кислоты.
Другой известный способ заключается в том, что обычную, имеющуюся в продаже полифосфорную кислоту нейтрализуют с помощью органического основания. Однако такие имеющиеся в продаже полифосфорные кислоты представляют собой смеси, содержащие орто- и полифосфорную кислоту, что приводит к наличию в смесях получаемых продуктов нежелательного орто- и пирофосфата. Кроме того, имеющиеся в продаже полифосфорные кислоты имеют консистенцию от вязкотекучей до твердой, и поэтому их переработка связана со значительными трудностями. Присутствующие в них орто- и пирофосфаты удается превратить в полифосфаты лишь при температурах выше 306°С, что является таким же безусловным недостатком, как и недостаток вышеописанного первого способа.
Согласно третьему способу в качестве исходного материала используют полифосфат щелочного металла или пирофосфат щелочного металла, которые растворяют в воде и подкисляют HCl. Для удаления ионов хлорида продукты приходится несколько раз промывать и сушить, что удорожает способ и требует особой тщательности его осуществления. При использовании в качестве антипиренов присутствие в них ионов хлорида должно быть исключено, поскольку они могут привести к образованию вредных побочных продуктов.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать без присущих уровню техники недостатков простой в осуществлении и экономичный способ получения полифосфатов органических оснований с предусматриваемым при этом предельно возможным отсутствием в продуктах ортофосфатов, а также при определенных условиях и пирофосфатов.
Предлагаемый в изобретении для решения указанной задачи способ заключается в том, что смесь пентоксида фосфора и по меньшей мере одного органического азотистого основания подвергают взаимодействию по меньшей мере с одним соединением, отдающим в условиях реакции разложения воду в таком молярном соотношении, при котором в результате разложения этого отдающего воду соединения на моль пентоксида фосфора образуется преимущественно максимум 2 моля воды. Получаемые согласно изобретению полифосфаты представляют собой конденсированные фосфаты с длиной цепи, равной по меньшей мере 2.
Тем самым неожиданно удается успешно решить присущую уровню техники проблему, связанную с гомогенным и равномерным распределением необходимого количества воды в смеси пентоксида фосфора и основания. Требуемое количество воды распределяется в обычно предварительно загруженной смеси пентоксида фосфора и органического азотистого основания абсолютно гомогенно и равномерно, что позволяет избежать присутствие в таких случаях избытка воды, который приводит к образованию орто- и пирофосфорной кислоты.
Положенную в основу изобретения задачу вне зависимости от конкретных условий осуществления предлагаемого в нем способа удается решить благодаря смеси полифосфатов органических азотистых оснований, которые а) при нагревании до 320°С теряют менее 2 мас.% своего количества, б) имеют значение рН 10 мас.%-ной водной суспензии при 25°С более 5, предпочтительно от 5,2 до 7,7, прежде всего от 5,8 до 7,0, и в) обладают растворимостью в воде при 25°С менее 0,1, предпочтительно менее 0,01 г, на 100 мл воды.
Подобные смеси полифосфатов целесообразно получать по описанному выше способу согласно изобретению.
В качестве отдающих воду соединений приемлемы в принципе все соединения, которые в соответствующих условиях обменной реакции разлагаются с образованием воды, такие, например, как содержащие кристаллизационную воду вещества, бура, гидроксид алюминия или гидроксид магния, которые, однако, могут использоваться только в том случае, если продукты разложения этих соединений в смесях полифосфатов не оказывают какого-либо отрицательного воздействия при применении последних или даже обеспечивают определенные преимущества. Предпочтительно использовать в качестве водоотдающих такие соединения, при разложении которых помимо воды образуются лишь летучие продукты, предпочтительно щавелевая кислота в безводной форме либо в виде дигидрата или муравьиная кислота, или же такие соединения, при разложении которых помимо воды образуются лишь диоксид углерода и моноксид углерода, уходящие благодаря своей летучести из реакционной смеси.
Молярное соотношение между используемыми в реакционной смеси компонентами в соответствии с вышеприведенными значениями следует выбирать с таким расчетом, чтобы на моль Р2O5 в смеси образовывалось максимум порядка 2 молей воды. При этом следует учитывать, что при разложении щавелевой кислоты (безводной) на каждый ее моль образуется 1 моль воды, а в случае дигидрата щавелевой кислоты образуется 3 моля. При получении пирофосфатов исходные вещества используют в таком молярном соотношении, чтобы на моль Р2О5 образовывалось преимущественно 2 моля воды, отдаваемой соответствующим соединением. При получении полифосфатов с длинной цепью указанное значение составляет примерно 1 моль воды на моль Р2O5. Понятия "примерно" или "преимущественно" в контексте настоящего описания означают, что фактическое значение обычно может отличаться в ту или иную сторону от указанного значения на 10%, предпочтительно на 5%.
В качестве органического азотистого основания можно использовать согласно изобретению любое пригодное для названных целей из числа известных азотистых оснований, таких, например, как поливиниламин, полиэтиленимин, пиперазин, метилендиамин, меламин, гуанидин, метилолмеламин или их конденсаты, а также их смеси. Предпочтительными являются меламин и гуанидин. Если предположительно азотистые основания имеют какой-либо основный остаток, то молярное соотношение между исходными веществами следует выбирать с таким расчетом, чтобы при предусматриваемом получении соответствующего пирофосфата и полном его насыщении оснóвными остатками обеспечить из расчета на каждый Р-атом в продукте применение преимущественно 2 молей основания. При предусматриваемом получении полифосфатов с длинной цепью используемое молярное соотношение между основанием и Р должно составлять преимущественно 1:1 (соотношение между основанием и Р2О5 преимущественно должно составлять 2:1). Благодаря соответствующему выбору молярного соотношения степень насыщения основными остатками может варьироваться.
Обменную реакцию согласно изобретению можно проводить при температуре окружающей среды, однако с практической точки зрения она протекает при этом слишком медленно, целесообразно поэтому проводить реакцию при повышенной температуре, прежде всего в интервале от 100 до 250°С, предпочтительно от 180 до 250°С и наиболее предпочтительно от 200 до 220°С. Предпочтительная минимальная температура, равная 200°С, превышает температуру плавления щавелевой кислоты, что положительно влияет на реакцию компонентов между собой. Вместе с тем используемые температуры значительно ниже температур, требуемых для осуществления известных способов, т.е. превышающих 300°С. Данный фактор обеспечивает экономичность предлагаемого способа, учитывая при этом и то, что благодаря гомогенному распределению воды в реакционной смеси удается избежать образования ортофосфата и при определенных условиях пирофосфата.
В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа сначала требуемое количество пентоксида фосфора смешивают с органическим азотистым основанием, затем смесь нагревают до предусмотренной температуры, после этого добавляют необходимое количество отдающего воду соединения и путем смешения гомогенно распределяют в реакционной смеси.
Предлагаемые в изобретении смеси полифосфатов могут успешно применяться в качестве антипиренов для пластмасс, предпочтительно термопластов, прежде всего полиамидов и сложных полиэфиров.
Ниже изобретение более подробно поясняется на примерах его осуществления.
Пример 1
В обогреваемую жидким топливом месильную машину с двумя Z-образными месильными органами и полезным объемом 5 л загружают 1250 г (10 молей) меламина и 710 г (5 молей) пентоксида фосфора. Смесь гомогенизируют и нагревают до температуры 220°С. Затем в течение 15 мин добавляют 450 г (5 молей) безводной щавелевой кислоты и перемешивают. По завершении процесса добавления и перемешивания реакцию продолжают еще в течение 15 мин, после чего из месильной машины выгружают образовавшийся меламинполифосфат.
Пример 2
В месильной машине описанного в примере 1 типа смешивают 1260 г (10 молей) меламина и 710 г (5 молей) пентоксида фосфора и нагревают до температуры 220°С. Затем аналогично примеру 1 в течение 15 мин добавляют безводную щавелевую кислоту, но в количестве 900 г (10 молей). По истечении последующих 15 мин реакции при 220°С из месильной машины выгружают чистый димеламинпирофосфат.
Пример 3
В лабораторной мешалке с лемешными лопастями с полезным объемом 10 л и обогреваемой жидким топливом двойной рубашкой смешивают 3780 г (30 молей) меламина с 2130 г (15 молей) пентоксида фосфора и нагревают до температуры 200°С. Затем в течение 30 мин добавляют 630 г (5 молей) дигидрата щавелевой кислоты. После продолжающейся в течение 15 мин завершающей стадии реакции из мешалки выгружают образовавшийся меламинполифосфат.
Пример 4
В мешалке, аналогичной описанной в примере 3, смешивают 5400 г (30 молей) карбоната гуанидина с 2130 г (15 молей) пентоксида фосфора и нагревают до температуры 250°С. Затем в течение 1 ч добавляют 1350 г (15 молей) безводной щавелевой кислоты. После продолжающейся в течение 1 ч завершающей стадии реакции из мешалки выгружают образовавшийся гуанидинполифосфат.
Пример 5
В месильной машине, аналогично описанной в примерах 1 и 2, смешивают 861 г (10 молей) пиперазина с 710 г (5 молей) пентоксида фосфора и нагревают до температуры 100°С. Затем в течение 15 мин добавляют 210 г (1,7 моля) дигидрата щавелевой кислоты. После 1-часовой завершающей стадии реакции образовавшийся пиперазинполифосфат выгружают.
Claims (6)
1. Способ получения полифосфатов органических оснований, при котором смесь пентоксида фосфора и, по меньшей мере, одного органического азотистого основания подвергают реакции обменного разложения, по меньшей мере, с одним соединением, отдающим при разложении в условиях реакции воду, в таком молярном соотношении, при котором в результате разложения отдающего воду соединения на моль пентоксида фосфора образуются, по существу, максимум 2 моля воды, отличающийся тем, что в качестве отдающего воду соединения используют соединение, образующее кроме воды только летучие продукты разложения, которое выбрано из группы, включающей безводную щавелевую кислоту, дигидрат щавелевой кислоты и муравьиную кислоту, при этом реакцию обменного разложения проводят в области температур от 100 до 250°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического азотистого основания используют меламин, и/или гуанидин, и/или пиперазин, предпочтительно меламин.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что реакцию обменного разложения осуществляют при температуре от 180 до 250°С, предпочтительно от 200 до 220°С.
4. Применение полифосфатов, получаемых способом по одному из пп.1-3, в качестве антипиренов для пластмасс, предпочтительно термопластов, прежде всего полиамидов и сложных полиэфиров.
5. Смесь полифосфатов органических азотистых оснований, используемая в качестве антипиренов для пластмасс, отличающаяся тем, что ее получают взаимодействием смеси пентоксида фосфора и, по меньшей мере, одного органического азотистого основания, по меньшей мере, с одним соединением, отдающим воду при разложении в условиях реакции, которое помимо воды образует только летучие продукты разложения, причем взаимодействие осуществляют в таком молярном соотношении, при котором в результате разложения указанного отдающего воду соединения на моль пентоксида фосфора образуются, по существу, максимум 2 моля воды, при этом полученная смесь обладает следующими свойствами:
а) при нагревании до 320°С потеря ее массы составляет менее 2 мас.%,
б) значение рН ее 10 мас.%-ной водной суспензии составляет при 25°С более 5, предпочтительно от 5,2 до 7,7, прежде всего от 5,8 до 7,0, и
в) ее растворимость в воде при 25°С составляет менее 0,1, предпочтительно менее 0,01 г, на 100 мл воды.
6. Применение смеси полифосфатов по п.5 в качестве антипирена для пластмасс, предпочтительно термопластов, прежде всего полиамидов и сложных полиэфиров.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10145093A DE10145093A1 (de) | 2001-09-13 | 2001-09-13 | Verfahren zur Herstellung von Polyphosphaten organischer Basen |
| DE10145093.1 | 2001-09-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004111536A RU2004111536A (ru) | 2005-05-27 |
| RU2322441C2 true RU2322441C2 (ru) | 2008-04-20 |
Family
ID=7698878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004111536/04A RU2322441C2 (ru) | 2001-09-13 | 2002-08-22 | Способ получения полифосфатов органических оснований |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7345168B2 (ru) |
| EP (1) | EP1442031B1 (ru) |
| JP (1) | JP4236578B2 (ru) |
| KR (1) | KR100897394B1 (ru) |
| AT (1) | ATE501130T1 (ru) |
| DE (2) | DE10145093A1 (ru) |
| ES (1) | ES2361910T3 (ru) |
| PL (1) | PL212938B1 (ru) |
| RU (1) | RU2322441C2 (ru) |
| TW (1) | TWI250986B (ru) |
| WO (1) | WO2003024945A2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2758253C1 (ru) * | 2021-03-15 | 2021-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ получения полифосфата меламина |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003239918A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-28 | Maya Meltzer Kasowski | Reaction product of a phosphorous acid with ethyleneamines for flame resistance |
| DE102004042833B4 (de) * | 2004-09-04 | 2022-01-05 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Polyphosphatderivat einer 1,3,5-Triazonverbindung, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung |
| DE102004050478A1 (de) | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Formmasse für die Herstellung schwer entflammbarer Gegenstände, Pigment hierfür und dessen Verwendung |
| DE102004050480A1 (de) | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Pigment für laserbeschriftbare Kunststoffe und dessen Verwendung |
| DE102004050479A1 (de) | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Formmasse für die Herstellung schwer entflammbarer Gegenstände, Pigment hierfür und dessen Verwendung |
| DE102007039559A1 (de) | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Clariant International Ltd. | Piperazinpolyphosphat, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| US20120282490A1 (en) * | 2009-10-19 | 2012-11-08 | Robert Valentine Kasowski | New flame retardant and composition containing it |
| CN103553930B (zh) * | 2013-10-23 | 2014-12-24 | 清远市普塞呋磷化学有限公司 | 一种高纯度焦磷酸胺盐的制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE668072A (ru) * | 1964-08-07 | |||
| DE3038836A1 (de) * | 1980-10-15 | 1982-05-27 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung von langkettigem ammoniumpolyphosphat |
| JPS61106643A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Marubishi Yuka Kogyo Kk | ポリオレフイン用難燃剤 |
| US4670483A (en) * | 1985-11-04 | 1987-06-02 | The Bf Goodrich Company | Flame retardant polyurethane compositions |
| TW450972B (en) * | 1996-05-22 | 2001-08-21 | Nissan Chemical Ind Ltd | Melamine polymetaphosphate and process for its production |
| IT1314768B1 (it) * | 1996-12-19 | 2003-01-16 | Montell North America Inc | Processo per la produzione di additivi antifiamma per composizionipolimeriche,e prodotti ottenuti da detto processo |
| EP0877048A3 (en) * | 1997-05-09 | 1998-12-30 | Tokuyama Corporation | Fire resistant resin composition |
| IT1293495B1 (it) * | 1997-07-29 | 1999-03-01 | Domus Ind Chimica S P A | Composizione ritardante di fiamma per polimeri,procedimento di preparazione e prodotti polimerici autoestinguenti ottenuti |
| US6224872B1 (en) * | 1997-07-31 | 2001-05-01 | Kabushiki Kaisha Hayashibara Seibutsu Kagaku Kenkyujo | Composition |
-
2001
- 2001-09-13 DE DE10145093A patent/DE10145093A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-08-22 KR KR1020047003504A patent/KR100897394B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-08-22 DE DE50214950T patent/DE50214950D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-22 EP EP02772026A patent/EP1442031B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-22 JP JP2003528793A patent/JP4236578B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-22 ES ES02772026T patent/ES2361910T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-22 AT AT02772026T patent/ATE501130T1/de active
- 2002-08-22 US US10/489,369 patent/US7345168B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-22 RU RU2004111536/04A patent/RU2322441C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-08-22 PL PL366859A patent/PL212938B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2002-08-22 WO PCT/DE2002/003065 patent/WO2003024945A2/de active Application Filing
- 2002-09-02 TW TW091119966A patent/TWI250986B/zh not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-12-07 US US11/952,364 patent/US7893142B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2758253C1 (ru) * | 2021-03-15 | 2021-10-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ получения полифосфата меламина |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040260089A1 (en) | 2004-12-23 |
| US7893142B2 (en) | 2011-02-22 |
| DE50214950D1 (de) | 2011-04-21 |
| DE10145093A1 (de) | 2003-04-10 |
| JP2005526862A (ja) | 2005-09-08 |
| ATE501130T1 (de) | 2011-03-15 |
| KR100897394B1 (ko) | 2009-05-14 |
| WO2003024945A3 (de) | 2003-08-14 |
| ES2361910T3 (es) | 2011-06-24 |
| KR20040058182A (ko) | 2004-07-03 |
| WO2003024945A2 (de) | 2003-03-27 |
| TWI250986B (en) | 2006-03-11 |
| PL212938B1 (pl) | 2012-12-31 |
| US7345168B2 (en) | 2008-03-18 |
| RU2004111536A (ru) | 2005-05-27 |
| EP1442031A2 (de) | 2004-08-04 |
| US20080081856A1 (en) | 2008-04-03 |
| JP4236578B2 (ja) | 2009-03-11 |
| PL366859A1 (en) | 2005-02-07 |
| EP1442031B1 (de) | 2011-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7893142B2 (en) | Process for the preparation of polyphosphates of organic bases | |
| US2338987A (en) | Preparation of nitrogen-phosphoric acid compounds for water softening | |
| US3442604A (en) | Stabilized phosphate and dentifrice compositions and process for producing same | |
| US3855284A (en) | Process for the manufacture of phosphonic acids and phosphonates having at least two phosphorus atoms | |
| US3347656A (en) | Production of potassium ammonium polyphosphate solution | |
| US2962354A (en) | Method for producing condensed phosphatesalts | |
| US2680679A (en) | Manufacture of fertilizers | |
| DE955230C (de) | Verfahren zur Hestellung von Polychlorimidometaphosphaen | |
| DE19506330A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Guanidin- oder Melaminphosphaten | |
| US3549347A (en) | Mixed cation ammonium potassium polyphosphates and methods for preparing the same | |
| US1950945A (en) | Manufacture of fertilizers | |
| US3325244A (en) | Potassium pyrophosphate solution | |
| JPS63100008A (ja) | リン酸三カルシウムの製造方法 | |
| CA1104790A (en) | Solid ammonium polyphosphate compositions and method for the manufacture thereof | |
| JPS62216909A (ja) | マドレル塩の製法 | |
| AT402819B (de) | Verfahren zur herstellung von guanidin- oder melaminphosphaten | |
| SU1013444A1 (ru) | Способ получени полифосфата аммони | |
| JPH0474786A (ja) | 液状肥料の製造方法 | |
| SU684038A1 (ru) | Способ получени нитрилотриметилфосфоновой кислоты | |
| SU710927A1 (ru) | Способ получени полифосфата аммони | |
| JPS6012308B2 (ja) | 複合肥料の製造方法 | |
| SU1231046A1 (ru) | Способ получени сложного удобрени | |
| SU1276659A1 (ru) | Способ получени комплексных азотно-фосфорных удобрений | |
| RU2052944C1 (ru) | Способ получения соли-плавителя для сыра | |
| SU567713A1 (ru) | Способ получени калийно-фосфорного удобрени |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130823 |