SU1056892A3 - Способ получени активного гидроксил-и галогенсодержащего нитрида фосфора - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ПВДРОКСИЛ- И ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЙ1ЕГО НИТРИДА ФОСФОРА, включающий взаимддействие п тихлористого фосфора с ам иаком при высокой температуре с образованием галогенсодержащего нитрида фосфора и хло{жда аммони  гидро йз , фильтрование и сушку, о т ли-, чающийс  тем, что, с целью повышени  огнезащнтш 1х свойств целевого продукта путём снижени  содержа-, ки  в нем атомовхлора, взаимодей ствие п тихлористого фосфора с амми- аком ведут при 300-490 С, после чего удал ют сублимированием 7-65 вее.% образовавшегос  хлорида аммони  и гидролиз ведут .при 40-70 С. О)

Description

СП

О5 00

со

INS Изобретение относитс  к способу получени  активных гидроксил- и гал генсодержащих полимерных нитридов фосфора, в которых атомы галоге з и гидроксильные группы св заны с ат мами фосфора в нитридах фосфора, им ющихс  в пространственной сетчатой структуре. Известен способ получени  нитридов фосфора согласно которому PCIr Вступает во взаимодействие с аммиаком или хлоридом аммони  при повышенном давлении и 150-200 С с образ ванием нитрилхлорида фосфора формулы (PNCIoK который в результате медленного парциального гидролиза водой npeBpatifaeTCH в продукт формул Р ,((H)2 . В этом соединении содержание галогена составл ет 41,4 вес.%, содержанке кислорода вес.% l . Наиболее близким к изобретению по технической сувдности и. достигаемому результату  вл етс  способ по лучени  нитридов фосфора общей формулы PHf (гце)( - 0,9-1,7), согласно которому галогениды фосфора ввод во взаимодгйствие с избыточным аммиаком 3 г з;-изой фазе предпочт1-1тель но при температуре мекду точкой кипени  или сублиг-;ацки и 200 С и полученньй продукт реакции подвергают последуглдему нагреваниюв Пределах температуры , до те пор, пока из него не перестанет выдел тьс  аммиак 2J . Недостатком известнолх способов  вл етс - то, что получаемый продукт имеет невысокие огнезащитлые свойства . Цель изобретени  - повышение огн запщтных свойств целевого продукта за счет снижени  содержани  в нем атомов хлора. Поставленна  цель достигаетс  предлагаемым способом получени  акт ного гидроксил- и галогенсодержащего нитрида фосфора, включающим взаимодействие п тихлористого фосфора с аммиаком при 300-490 С с образова нием галогенсодержащего нитрида фос фора и хлорида аммиака, удаление су лимированием 7-65 вес.% рбразовавшегос  хлорида аммони , гидролиз пр 40-70 с, фильтрование к сутку, У полимерного нитрида, полученного в качестве целевого продукта, атомы галогена, также как гидроксильные группы, содержатс  преимуществснно в составе неразветвленных, концевых боковых цепей, присоединен « .Х к атомам фосфора в структуре полимерного нитрида фосфора, пространственные сетчатые структуры которого спиты между собой поперечны -IИ св з ми. Соответствующие изобретению гидроксил- и галогенсодержащие нитриды фосфора используютс  дл  обработки целлюлозных волокон с целью придани  им способности преп тствовать распространению апамени, особенно дл  придани  -гр гкотажным издели м, т.е. очень легким ткан м, устойчивости к воспламенению. Дл  трикотажных изделий и тканей подобного рода из целлюлозного волокна до сих пор не существовало удовлетворительной защиты от воспламенени  на основе применени  нитрида фосфора. Объ сн етс  это тем, что чистый нитрид фосфора, известный как огнезащитное средство дл  волокон целлюлозы,оказываетс  пригодным к использованию лишь дл  обычных и т желых тканей. Дл  проведени  испытани  на огнезардитные свойства намеченную дл  проверки пробу нитрида фосфора в тонко-измельченном состо нии нагревают на термовесах в атмосфере влажного воздуха при посто нно возрастающей температуре. При зтом до не происходит практически никакого изменени  веса пробы. Напротив, з температурном интервале 1 1С-190 С, в зависимости от активности нитрида фосфора, регистрируетс  самопроизвольный прирост веса. Начало самопроизвольного прироста веса, шга же измеренна  к данному моменту времени температура реакции, обозначенна  как показатель RT характеризует степень активности пробы. Прирост веса обусловлен реакцией обмена нитрида фосфора с кислородом и вод ными парами, содержащимис  в воздухе, причем нитрид переходит в полифосфат аммони  . В отношении применимости нитридов фосфора в качестве средства дл  защиты легких трикотажных изделий -или легких тканей из волокон регенерированной цел.пкшозы окг1запось, что применимы лишь такие нитридьг фосфора э У которых показатель RT составл ет I40ISQ C , предпочтительно , Продукт-ы , характеризуемые значением показател  RT, меньшим , вызывают деструкцию ценной структуры у молекул целлюлозы. Продукты с показателе RT более следует относить к катогории неактивных нитридов фосфора , которые, хот  и придают достаточ ную защиту от загорани  обычным и т  желым ткан м, но оказьшаютс  Неудовлетворительными в отношении легких тканей и трикотажных изделий. Установлена зависимость между значением показател  RT у нитридов фосфор.а и количеством хлорида аммони , выдел емого возгонкой из продук та реакции обмена, происход щей между хлоридом фосфора и газообразным а миаком. Оказалось, что степень актив но ст нитрида фосфора понижаетс  про порционально увелнчению количества хлорида аммони , удал емого возгонкой . Пример I, В потоке азота исп р ли PC 11 и вводили в охлаждаемый ре актор с таким количеством газообразного NHj, чтобы в .отработанном газе всегда можно было обнаружить свободный NHj. Температура при взаимодействии равна 300 С. Последующее нагре вание продукта реакции в виде сыпуче го порощка происходило в бушинге в атмосфере N 350°С до тех пор, пока не отогнано около 7 вес.% образовавщегос  хлорида аммони . После этого этот промежуточный продукт смешивали в растворителе с мешалкой с таким количеством воды и охлаждали до что оставшийс  хлорид аммони  без остатка раствор етс  в течение 30 ми Нерастворимый остаток отфильтровывали и промывали. После сушки остатка при too С бесцветный конечный продукт содержал, вес.%: фосфор 37, азот 39, кислород 12 и хлор 10. Выход в расчете на фосфор составл л 90 вес.%, активность продукта и соответственно его RT - . Легка  трикотажна  ткань из целлюлозного регенеративного волокна с полученным продуктом испытана по предписанию DIN 53906, причем соответствовала без какого-либо ограни , чсни  предъ вл емым требовани м. В случае невыполнени  хот  бы тол ко одного из требований, содержащихс  в предписании DTN 53906 {наприме времени горени  или прочности на над рыв ткани при 3 и 15-секундном ее пребывании в пламени), даетс  оценк услови  выполнени  с ограничением. П р и м е р 2 (сравнительный). П тихлорнстый фосфор нспар ют в потоке азота и подают в охлаждаемый реактор совместно с таким коли.чествои газообразного аммиака, чтобы в отход щем газе всегда можно было обнаруживать наличие свободного аммиака. Температуры в газовой фазе реактора выдерживают в пределах 180-200 с за счет охлаждени . Последующее нагревание производ т в обогреваемой вращающейс  печи в потоке азото-водородной смеси при . Выпадающий бесцветный нитрид фосфора содержит 55 вес.% фосфора и 43 вес.% азота. Выход по отношению к фосфору составил 98 вес.%, активность продукта (RT)- 200 С. Услови  по предписанию DIN 53906 выполнены лишь в ограниченной степени. П р и м е р 3. Поступают аналогично примеру 1, однако температура проведени  реакции обмена йоставл ет 350 С, температура, повторного нагревани  - 400 С и количество хлорида аммони , удаленного возгонкой, около 25 вес.%. Гидролиз провод т 40 мин при 30 С. Высушенный цеЛейой продукт содержит, вес.%: фосфор 40, азот 41, кислород 10 и хлор 8. Выход по отношению к фосфору составил 92 вес.%« активность продукта (RT) - . По результатам испытаний в соответствии с предписанием DIN 53906 трикотажное изделие, обработанное дл  задержки распространени  пламени, удовлетвор ет установленным требова- , ни м без каких-либо ограничений. П р и м е р 4. Поступают аналогично примеру 1, однако температура проведени  реакции обмена составл ет 400с, температура повторного нагревани  - 450 С и количество хлорида аммони , удаленного возгонкой, - около 40 вес.%. Гидролиз производ т 25 ьшн при 60°С. Высушенный целевой продукт содержит,вес.%: фосфор 42, азот 42, кислород 8: и jLnop 4. Выход по отношению к фосфору составил 93 вёс.%, активность продукта (RT) 165°С . По результатам испытаний в соответствии с предписанием DIN 53906 трикотажное изделие, обработанное дл  задержки распространени  пламени , удовлетвор ет установленным требовани м без каких-либо ограничений. П р и м е р 5. Поступают аналогич-но примеру 1, однако температура

5 10568924

проведени  реакции обмена составл етпо отношению к фосфору составил 91%,

, температура повторного нагре-активность продукта (RT) - .

вани  - 49(Яс и количество- хлоридаПо результатам испытаний в соответаммони , удаленного возгонкой, -ствии с предписанием OIN 53906 триоколо 65 вёс,%. Гидролиз производ т5 котажное изделие, обработанное дл 

20 мин при , Высушенный целевойзадержки распространени  пламени,

продукт содержит, вес.%: фосфор 48,удовлетвор ет установленным требойаазот 43, кислород 4 и хлор 2 Выходни м без каких-либо ограничений.

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ПИДРОКСИЛ- И ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩЕГО НИТРИДА ФОСФОРА, включающий взаимодействие пятихлористого фосфора с аммиаком при высокой температуре с образованием галогенсодержащего нитрида фосфора и хлорида аммония* гидролиз, фильтрование и сушку, о т л и-, ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения огнезащитных свойств целевого продукта путем снижения содержания в нем атомов'хлора, взаимодействие пятихлористого фосфора с аммиаком ведут при ЗОО-49О°С, после чего удаляют сублимированием 7-65 вес.Х образовавшегося хлорида аммония и гидролиз ведут .при 40-70°С.

   SU „»1056892