RU2758253C1 - Способ получения полифосфата меламина - Google Patents
Способ получения полифосфата меламина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758253C1 RU2758253C1 RU2021106552A RU2021106552A RU2758253C1 RU 2758253 C1 RU2758253 C1 RU 2758253C1 RU 2021106552 A RU2021106552 A RU 2021106552A RU 2021106552 A RU2021106552 A RU 2021106552A RU 2758253 C1 RU2758253 C1 RU 2758253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melamine
- minutes
- phosphoric acid
- temperature
- ammonium oxalate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- C07D251/70—Other substituted melamines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
Изобретение относится к синтетической органической химии, а именно к способу получения полифосфата меламина. Способ осуществляется в двухлопастном смесителе для перемешивания вязких сред и включает загрузку фосфорной кислоты, которую нагревают от 180 до 230°С, создавая разрежение от 0,93 до 0,7 бар насосом, перемешивают в течение 30-60 минут, с последующим порционным добавлением в полученный расплав меламина при температуре 280°С при перемешивании в течение 30-60 минут и при температуре 300°С с выдержкой смеси в течение 60 минут. С последней порцией меламина добавляют оксалат аммония для поддержания pH среды продукта более 5. Мольное соотношение меламина к фосфорной кислоте и оксалату аммония составляет 1:0,5-2:0,08-0,24. Изобретение позволяет получить полифосфат меламина с высокой термической стабильностью, остаточной массой после разложения не менее 80 %, рН 10 %-ной суспензии более 5, с использованием одного аппарата, без выделения промежуточных и конечных продуктов реакции и в отсутствие растворителя, а также больших водо- и энергозатрат. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к синтетической органической химии, а именно к способу получения полифосфата меламина с высокой степенью полимеризации. Полифосфат меламина находит широкое применение в качестве антипирена для полимеров (полиэтилен, полипропилен, полиамиды). Его широкое использование в полимерах повышает требования к его характеристикам, таким как pH 10 %-ой суспензии, температуре разложения. Использование полифосфата меламина в составе интумесцентных композиций предполагает высокую остаточную массу после его разложения при высоких температурах.
Известен способ получения полифосфата меламина путем взаимодействия меламина с фосфорной кислотой в водной среде (патент US 6653474, C07D 251/54, C08G 79/04, C08K 5/3492, C09K 21/12, опубл. 25.11.2003 г.). В 50-литровом реакторе, снабженном мешалкой, смешивают 9,419 кг меламина с 29,25 л чистой воды, при перемешивании медленно дозируют 8,619 кг ортофосфорной кислоты (85 мас. % H3PO4). При добавлении кислоты температура реакционной массы повышается до 50 °С, затем при непрерывном перемешивании медленно добавляют еще 9,419 кг меламина (для предотвращения образования комков). Далее давление в реакторе понижают, а температуру в реакторе повышают для испарения воды и получения продукта с содержанием влаги менее 0,1 мас. %. Полученный меламинфосфат далее нагревают до температуры 310 °C и получают полифосфат меламина с соотношением меламина к фосфору 0,94 и pH 10 % суспензии более 5.
Известен способ получения полифосфата меламина, согласно которому 25,2 г меламина и 600 мл воды помещают в четырёхгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и капельной воронкой, нагревают до температуры кипения и медленно, с помощью капельной воронки, добавляют 18,4 г раствора фосфорной кислоты с концентрацией 85 мас. %. Смесь перемешивают в течение 1 часа, продукт фильтруют, промывают и сушат в вакуумном шкафу в течение 2 часов при температуре 130 °C, получают 40,9 г меламинфосфата (патент CN 108148011, C07D 251/54, опубл. 12.06.2018 г.). Полученный меламинфосфат загружают в смеситель и добавляют 4 г мочевины, смесь перемешивают при температуре 260 °С в течение 1 часа и получают 38,2 г полифосфата меламина.
Недостатками этих методов синтеза являются многостадийность процесса, необходимость предварительной очистки воды для синтеза, а также необходимость использования большого числа разнообразного технологического оборудования. Кроме того, указанные методы требуют предварительную сушку фосфата меламина перед полимеризацией. В приведённых источниках не указаны термические характеристики получаемых продуктов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения полифосфата меламина (патент RU 2382055, C08G 79/04, C09K 21/12, C07D 251/00, опубл. 20.02.2010 г.), в котором в лопастном смесителе интенсивно перемешивают 876,96 кг меламина, затем меламин подвергают взаимодействию с 75%-ной фосфорной кислотой, которую распыляют в количестве 784 кг. Образовавшийся в результате ортофосфат меламина подвергают тонкому размолу в мельнице, а далее подвергают термообработке в печи. Перед загрузкой ортофосфата меламина в печь температуру в ней устанавливают на 380 °С. В каждом случае температуру и концентрацию аммиака в атмосфере печи устанавливают на необходимые значения и на протяжении всего опыта поддерживают практически на постоянном уровне. В печи создают атмосферу аммиака с его изменяемой по мере необходимости концентрацией, смесь интенсивно перемешивают. Получают термически стабильный продукт с температурой начала разложения приблизительно 372-374 °С, средней степенью конденсации более 20, значением pH 10 %-ной суспензии при 25 °С, равным 5 или более. Убыль массы, согласно данным ДСК, составляет 2 % при температуре 373°С.
К недостаткам этого способа можно отнести многостадийность процесса и использование дополнительного оборудования, необходимость использования газообразного аммиака для получения полифосфата меламина с высокой степенью разложения.
Задачей данного изобретения является создание способа получения полифосфата меламина из меламина, фосфорной кислоты и оксалата аммония с высокой термической стабильностью, остаточной массой после разложения не менее 80 %, рН 10 %-ой суспензии более 5, с использованием одного аппарата, без выделения промежуточных и конечных продуктов реакции и в отсутствие растворителя, а также больших водо- и энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что получение полифосфата меламина ведут в двухлопастном смесителе. Совместное смешение фосфорной кислоты с меламином при повышенной температуре приводит к тому, что помимо процесса полимеризации фосфата меламина начинается процесс деструкции и возгонки меламина, что ухудшает термические характеристики продукта и понижает его рН 10-%-ой суспензии. Чтобы исключить потерю меламина, его добавляют порционно. На первом этапе загружают фосфорную кислоту, которая нагревается до температуры от 180 до 230 °С, при этом создают разрежение от 0,93 до 0,7 бар, перемешивают в течение 30-60 минут, образуется вязкая жидкость, содержащая 70-77 % P2O5. Далее температуру повышают до 280 °С и добавляют меламин, перемешивают при этой температуре в течение 30-60 минут, далее повышают температуру до 300 °С, добавляют меламин и оксалат аммония, смесь выдерживают в течение 60 минут при мольном соотношении меламина к фосфорной кислоте и оксалату аммония, равному 1:0,5-2:0,08-0,24.
Оксалат аммония в условиях синтеза разлагается до углекислого газа и аммиака, позволяющего поддерживать рН реакционной смеси более 5. Полученный продукт реакции охлаждают, измельчают и получают полифосфат меламина с высокой термической стабильностью выше 380 °С, остаточной массой после его разложения не менее 80 %, и рН 10 % суспензии более 5,0. Для равномерного перемешивания полифосфорной кислоты с меламином используется двухлопастной смеситель, который позволяет перемешивать вещества с высокой вязкостью.
Ниже приведен пример конкретного осуществления изобретения.
Пример.
В двухлопастной смеситель загружают 45 г 85 мас. %. фосфорной кислоты и нагревают до 230 °С при этом создают разрежение 0,8 бар насосом, перемешивают в течение 40 минут, при этом образуется расплав, содержащий 72 % P2O5. Температуру повышают до 280 °С и добавляют 50 г меламина, перемешивают при этой температуре в течение 30 минут, далее повышают температуру до 300 °С, добавляют 50 г меламина и 15 г оксалата аммония, смесь выдерживают в течение 60 минут. Полифосфат меламина, полученный этим способом, имеет температуру разложения выше 380 °C (убыль массы при 380 °C не более 2 %, максимальное разложение при 410 °С) остаточную массу после его разложения не менее 80 % и рН выше 5,3 (фиг. 1).
На фиг. 1 представлена зависимость изменения массы навески полифосфата меламина от температуры.
Claims (1)
- Способ получения полифосфата меламина, осуществляемый в двухлопастном смесителе для перемешивания вязких сред, включающий загрузку фосфорной кислоты, которую нагревают от 180 до 230°С, создавая разрежение от 0,93 до 0,7 бар насосом, перемешивают в течение 30-60 мин, с последующим порционным добавлением в полученный расплав меламина при температуре 280°С при перемешивании в течение 30-60 мин и при температуре 300°С с выдержкой смеси в течение 60 мин, с последней порцией меламина добавляют оксалат аммония для поддержания pH среды продукта более 5, при мольном соотношении меламина к фосфорной кислоте и оксалату аммония, равном 1:0,5-2:0,08-0,24.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106552A RU2758253C1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Способ получения полифосфата меламина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106552A RU2758253C1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Способ получения полифосфата меламина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2758253C1 true RU2758253C1 (ru) | 2021-10-27 |
Family
ID=78289761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106552A RU2758253C1 (ru) | 2021-03-15 | 2021-03-15 | Способ получения полифосфата меламина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2758253C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6653474B1 (en) * | 1998-07-08 | 2003-11-25 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Polyphosphate salt of a 1,3,5-triazine compound with a high degree of condensation, a process for its preparation and use as flame retardant in polymer compositions |
RU2322441C2 (ru) * | 2001-09-13 | 2008-04-20 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг | Способ получения полифосфатов органических оснований |
RU2382055C2 (ru) * | 2004-09-04 | 2010-02-20 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг | Полифосфатное производное 1,3,5-триазинового соединения, способ его получения и его применение |
CN104610181B (zh) * | 2015-01-13 | 2017-06-27 | 云南江磷集团股份有限公司 | 密胺磷酸盐干法制备工艺 |
CN108148011A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-12 | 湖南工学院 | 一种热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法 |
-
2021
- 2021-03-15 RU RU2021106552A patent/RU2758253C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6653474B1 (en) * | 1998-07-08 | 2003-11-25 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Polyphosphate salt of a 1,3,5-triazine compound with a high degree of condensation, a process for its preparation and use as flame retardant in polymer compositions |
RU2322441C2 (ru) * | 2001-09-13 | 2008-04-20 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг | Способ получения полифосфатов органических оснований |
RU2382055C2 (ru) * | 2004-09-04 | 2010-02-20 | Хемише Фабрик Буденхайм Кг | Полифосфатное производное 1,3,5-триазинового соединения, способ его получения и его применение |
CN104610181B (zh) * | 2015-01-13 | 2017-06-27 | 云南江磷集团股份有限公司 | 密胺磷酸盐干法制备工艺 |
CN108148011A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-12 | 湖南工学院 | 一种热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4147758A (en) | Production of aluminum polyphosphate | |
US2943088A (en) | Production of cyanuric acid from urea | |
US4515632A (en) | Activated ammonium polyphosphate, a process for making it, and its use | |
US3978195A (en) | Process for the production of substantially water-insoluble linear ammonium polyphosphates | |
US4396586A (en) | Process for making long-chain ammonium polyphosphate | |
US3171733A (en) | High-analysis ammonium polyphosphate fertilizer | |
RU2758253C1 (ru) | Способ получения полифосфата меламина | |
US2338987A (en) | Preparation of nitrogen-phosphoric acid compounds for water softening | |
US4687651A (en) | Method for producing ammonium polyphosphate | |
USRE29149E (en) | Production of ammonium phosphates and product thereof | |
US4511546A (en) | Linear, substantially water-insoluble ammonium polyphosphates and process for making them | |
JP4236578B2 (ja) | 有機塩基のポリリン酸塩の製造方法 | |
US3022154A (en) | Concentrated liquid fertilizers from superphosphoric acid and potassium hydroxide | |
CA1145114A (en) | Method of purifying cyclic dichlorophosphazenes containing trace amounts of protic impurities | |
US2583549A (en) | Preparation of pentaerythrityl phosphates | |
US4690809A (en) | Process for the preparation of asbestiform crystalline calcium sodium metaphosphate fibers | |
US4832928A (en) | Method for producing ammonium polyphosphate | |
JP3867234B2 (ja) | 難溶性縮合リン酸メラミン及びその製造方法 | |
CN109019548B (zh) | 高线性度结晶ii型聚磷酸铵的制备方法 | |
US3086844A (en) | Process for the manufacture of neutralization products from phosphoric acid and sodium carbonate | |
US3974262A (en) | Two stage process for producing ammonium phosphates | |
CA1087961A (en) | Process for dispersing solid materials | |
US3745152A (en) | Process for polymerizing lactams with trityl-4-n-trityl amino butyrate | |
RU2281245C1 (ru) | Способ получения высококонденсированного полифосфата аммония | |
SK286395B6 (sk) | Spôsob výroby rozpustných kyslých polyfosfátov |