新型阻燃剂聚磷酸铵的合成
高效阻燃剂聚磷酸铵的合成及改性研究
高效阻燃剂聚磷酸铵的合成及改性研究高效阻燃剂聚磷酸铵的合成及改性研究1.引言阻燃剂是一种能够降低材料燃烧性能并抑制火灾发展的化学物质，在各个领域广泛应用。
聚磷酸铵是一种高效阻燃剂，其具有良好的机械性能、优异的热稳定性和较低的毒性，因此受到了广泛关注。
本文将介绍聚磷酸铵的合成方法，并探讨其改性研究的最新进展。
2. 聚磷酸铵的合成方法聚磷酸铵的合成方法多种多样，我们将介绍几种常用的方法。
2.1 溶剂法合成溶剂法合成是一种常用的聚磷酸铵合成方法。
首先，将磷酸铵溶解在溶剂中，并加热搅拌，使其生成胶体状物质。
然后，通过蒸发溶剂或加入沉淀剂，可以得到聚磷酸铵。
2.2 熔融法合成熔融法合成是一种直接在高温下将磷酸铵转化为聚磷酸铵的方法。
在高温下，磷酸铵分解成氨和磷酸酐，然后再反应生成聚磷酸铵。
通过控制反应温度和时间，可以得到不同粒径和形貌的聚磷酸铵。
3. 聚磷酸铵的改性研究进展为了进一步提高聚磷酸铵的阻燃性能和应用范围，近年来开展了许多改性研究，主要包括增强性能、增加耐热性、改善烟雾抑制效果等方面。
3.1 纳米填料改性有研究表明，添加纳米填料可以显著提高聚磷酸铵的阻燃性能。
常用的纳米填料有纳米氢氧化铝、纳米二氧化硅等。
添加纳米填料作为协同阻燃剂，可以增加聚磷酸铵的阻燃效果，并提高其热稳定性。
3.2 化学改性通过化学改性，可以改变聚磷酸铵的结构和性质。
例如，通过引入其他元素或官能团，可以改变聚磷酸铵的热解性能、热稳定性和热分解产物等。
3.3 复合改性将聚磷酸铵与其他阻燃剂进行复合改性，可以进一步提高聚磷酸铵的阻燃性能。
常用的复合改性方法包括物理复合和化学复合。
物理复合是将两种或多种阻燃剂混合，通过相互作用提高阻燃效果；化学复合是将两种或多种阻燃剂进行反应，形成新的复合阻燃剂。
4. 结论高效阻燃剂聚磷酸铵具有良好的阻燃性能和工艺性能，已经成为一种重要的阻燃剂。
为了进一步提高其阻燃性能和应用范围，目前的研究主要集中在改进合成方法和进行改性研究。
聚磷酸铵阻燃剂的合成及阻燃机理
聚磷酸铵阻燃剂的合成及阻燃机理2004年第二期阻燃材料与技术5聚磷酸铵阻燃剂的合成及阻燃机理张泽江梅秀娟(公安部四川消防科学研究所,四川都江堰611830)摘要:本文叙述了聚磷酸铵阻燃剂的合成方法及阻燃机理;并提出了一些改性处理办法.关键词:聚磷酸铵,阻燃剂,合成,阻燃机理1聚磷酸铵的分子结构聚磷酸铵(简称APP)是一种很重要的无卤阻燃剂,它是近二十年来迅速发展起来的,至今它已广泛应用于阻燃毛毯,阻燃地毯,阻燃门窗,阻燃塑料,阻燃橡胶,阻燃纸张,阻燃木材,阻燃涂料,阻燃封堵材料等中.它的分子结构为:0ooIII一0一P一0～P一0一P一0一I}ION}k0N}k0N通式为:H(一】+2(NH4)P03n+l上式中,m/n=0.7一1.1.m≤n+2;n≥10.当20≥rl≥10时,为短链APP;当n≥201t~,为长链APP.APP有五种不同的晶形.2合成方法及反应机理2.1磷酸与尿素缩合法目前,国内普遍采用该种方法合成APP.其反应式:H~~O4+(NH2)2C0～APP反应机理为:H0__P--OH+H与【HO---1=)P--OH+H~--C--NH:01-+[HEN--C--NH:]+HO一.三;IHOHOHP+[H3N—f'～01一+H0一f一0H一[0f—OHO—r～uONmH.一}一.r+.=c一.一}一.H一H.一.一}～.H上述反应重复进行即可得APP.有的在反应中可)/IIXNH以提高反应物产率,也有的加入少量APP引发剂.2.2磷酸二氢铵与尿素缩合法反应式:NH4H2PO4+(NH2)2Co_+APP反应机理:NH40--P--OH+H2N--C--NH2=【H(卜一P-0]一+【H:N--C--NH:]' OHbNP--NH,]*+HO阜.H—ro:f—+On0一P—ON也6NHH.一}一O]-+[O=C--O--}一.N一H一}一.一}一.NH上述反应重复进行即可得APP.有的在反应中可加入P205以提高反应物产率. 2.3正磷酸铵与氨气高温中和一缩合法6阻燃材料与技术2004年第二期反应式:(Nrk),04+NH厂,API反应机理:zN一乒.N与H.一.一.N上述反应重复进行即可得APP.2.4P2o广NH厂H2(]I高温气相反应法反应式:P2OC-N.H3+H20--~App反应机理:NH3+H一0一H一NH4OHro—f)H4oHHo～f)一.一f)一oH0OONH4ON上述反应重复进行即可得APP.2.5正磷酸与氨气(氨水)高温中和法反应式:H,P0.+NH3+H20-+APP反应机理:;PH0～P～0H+NH3+H一0一H^H,O.p-01t l{0H()H重复上述2.2的反应,即可得APP.有的加入一定量尿素增加反应产率;也有的直接用聚磷酸与氨气反应,2.6磷酸铵与尿素缩合法反应式:(NIL)4+(NH2)C0一APP反应机理:}(卜一r—ON|I.+ttzN--C--N!;N}∞一—Oj'+INI{广c一I{J+NHj OⅫ{|ONIL[HcN--P--NH~+NILO--P--ON1L]一+—重复上述反应即可得APP.2.7三氯氧磷与氨气(氨水)取代缩合反应法反应式:NH40H+NH3+POLCbAPP反应机理:cl一}一cl+NHN一0NH4ClONH4重复上述2-3的反应,即可得APP.2.8三聚氰胺酸盐热解缩合法反应机理:m..H州r^,N\堋一…{)一一ONtLli.～3一+.:c一.一}一.N+一H.一.一.H重复上述反应即可得APP.2.9焦磷酸铵与五氧化二磷缩合法反应机理:APP聚合度越高,其分子链越长,分子量就越大,水溶性也越少.日本,美国一些公司已开发出水不溶性APP.如HoechstCelanese 公司开发的一种APP化合物(聚合度达2000),改善了APP的热稳定性,降低了溶解度且具有特别高的白度指数.制备高聚合度APP的办法很多,但总的说来,反应条件控制P●0EPOP●0O0.一0kHhOcL.一Oop..一一H^2004年第二期阻燃材料与技术7对产品质量是很重要的.生产工艺设备落后的条件下生产,一般得到的APP聚合度只能达到几十,最多几百.以下提出了一些改性处理APP的办法,以使APP能有效发挥其阻燃作用.3阻燃改性APP3.1微胶囊化通过APP微胶囊化,可减少APP的水解,潮解性能.可用来处理APP的成膜材料有密胺——甲醛树脂,聚氨酯树脂,环氧树脂等.针对不同使用场合,需选用不同包覆材料使之微胶囊化.微胶囊化的APP在25℃和60℃时水中的溶解度分别为0.2%和0.8%;而未微胶囊化的APP在25℃和60℃时的溶解度则为8.2%和62%.用微胶囊化的18份APP阻燃聚丙烯,其极限氧指数可达30.4.而且针对不同的体系需采用不同的微胶囊包覆材料.微胶囊包覆材料对不同的应用体系又不尽相同,加在一些应用场合(如涂料中)包覆的有机材料往往容易溶解而失去微胶囊化的性能. 3.2表面活性剂改性处理提高APP阻燃整体效应的另一途径就是用偶联剂,如用含碳化合物进行表面处理,使其成为具有流散性的细粉,增强与塑料的相容性和加工流动性,并提高其阻燃性.也可对APP表面采用阴离子表面活性剂进行改性, 如用含12—32个碳原子的脂肪酸及其双价金属盐,三价金属盐或其混合物改性处理APP,可使APP的渗水性减少.还可用含4—50个碳原子的烯烃,苯乙烯(至少含一个具有l—l2个碳原子的烷基团)或其混合物等对APP进行表面改性,可增强其加工性能,耐渗水性能.也可用季铵盐阳离子表面活性剂对APP进行表面改性处理.但APP表面改性处理,需针对不同使用场合采用适宜改性剂表面处理.当应用于涂料,阻燃液,阻燃树脂等场合时,往往不能采用表面改性处理后的APP.3.3改性APP在一定温度下用一定量三聚氰胺与APP作用,可得到一种起始失重温度达250~C以上且有较强抗吸湿性的反应混合物.这种混合物水解性低,在高温下可形成交联结构或发生加成反应而得到热稳定性好,具水解稳定性的产物,可提高APP在材料中的添加性能.3.4APP超细化APP在阻燃处理塑料之前,一般需经过碾磨处理至足够细度再添加.超细化APP添加到阻燃制品中,可充分发挥阻燃效应,同时较少影响材料物理性能.可在不影响材料物理性能前提下增加阻燃剂添加量.4APP阻燃反应机理4.1催化碳化APP在高温下发生分解反应,生成的磷酸是较强的脱水剂,可促使有机物的脱水炭化(如促使季戊四醇发生分子内脱水生成醚键,反应生成的磷酸酯和醚结构进一步加热, 降解,交联生成不饱和的富炭结构),加速成碳反应的进行.有效隔绝温度,火焰的进一步传播.4.2热分解APP在高温下首先分解生成磷酸,在300~C时开始脱水生成有坚固硬壳的固相层聚磷酸或聚偏磷酸;同时放出氨气,水蒸汽等不燃性气体稀释空气,阻止燃烧.H七OH+H20T十P.一.一P_}HOH+H20fHHH..H.一一0P0HHH,H8阻燃材料与技术2004年第二期4.3自由基阻燃反应在高温下,可发生如下自由基终止反应:H3P04_'HPO2+PO?+50H?PO?+H?—}HPO?HPO?+H?—}H2+PO?PO?+OH?_+?HPO?+0?上述反应捕获了0?自由基,终止燃烧.4.4P—N协同阻燃APP在膨胀阻燃体系中,作为酸源和发泡剂使用.在受热时,APP分解成磷酸,偏磷酸.生成的酸同含碳多元酸反应直至碳化;含氮组分促使上述反应的发生,并产生大量高温气体,气体挥发促使碳层形成多微孔的结构.参考文献1印其山,杨汉定,黄碧萍等.化学世界,1985(3):85-862米仁禧,阻燃材料与技术,1992(4):53张文昭,陈晓之.塑料加工,1994,(1):174ParkerJohnA,FeldmanRubin,. pat.47687651,,,,l,l,,,,,,,,,,,,,,,l,,,,,,,l,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,(上接第4页)参考文献1欧育湘.阻燃剂——制造,性能及应用.北京:兵器工业出版社,19972Saytex8010FlameRetardant,2001AlbemarleCorpom- tion3SaadatHussin,BatonRouge,La.Processfordeeabro- modiphenylalkanepredominantproduct[:5302768.1994-4—124GeorgeH.Ransford,PhillipR.DeVrou.Processfora deeabromodiphenylethanepredominantproducthavingen. haneedwhiteness【:5324874,1994-6—285HymanStollar,KhaimKhariton.Processfortheprepara. tionofdeeabromodiphenyletherwithimprovedthermalstability【:4871882,1989—8-36王文广.塑料配方设计.北京:化学工业出版社,1998 synthesisofanewflameretardantdecabromodiphenylethane SunLinggangZhouZhengmaoLiXiangLuJinglin (NationalLaboratoryofDameRetardantMaterials.BeijingInstituteotTechnology,Beijing 100081)Abstracrt:Amethodofsynthesisforwhitedecabromodiphenylethanecompoundwas diSCussedbyusingofdiphenylethaneandbromine.eoptimumreactiveconditionswere given.UnderthepresenceofacatalystH一1.theoptimizedconditionsmolarrationof diphenylethanetobromine1:25,catalystH一1todiphenylethane1:20,diphenylethanefeedingtemperature10~Candreactiontithe8.0h,yieldofdecabromodjphenylethanewasupto97.1 %.TheconstructionalldpropertyofproductwasmeasuredbyIR,elementanalysisandTGA.The mechanicalandretardantpropertiesofflameretardamABSWasalsostudied. Keyword:flameretardant;decal】rom0【Iiphtlnylethane;diphenylethane。
高效阻燃剂聚磷酸铵的合成工艺研究
原料配比、 升温速率、 预聚合温度、 固化温度和固化时间等对产品质量的影响， 采用核磁共振法（ NMR） 测定了聚磷 并用 X 射线衍射（ XRD ） 和红外（ IR） 相结合的方法对产品的晶体结构进行了表征， 同时测定了 酸铵的平均聚合度， 聚磷酸铵的溶解度和总磷含量 。结果表明， 最佳制备工艺条件为： n（ 磷酸） ∶ n（ 尿素） = 1∶ 1． 9 ， 预聚合阶段升温速 率为 2 ～ 3 ℃ / min， 预聚合温度为 130 ℃ ， 固化温度为 230 ℃ ， 固化时间为 90 min。此条件下合成的聚磷酸铵平均聚 XRD 表征结果表明， 合度为 114 ， 水中溶解度为 0． 492 g， 总磷质量分数为 31． 75% ， 所得产品为Ⅰ型聚磷酸铵。 关键词： 阻燃剂； 聚磷酸铵； 磷酸； 尿素 中图分类号： TQ113． 79 文献标识码： A 文章编号： 1006 － 4990 （ 2012 ） 01 － 0026 － 04
Study on synthetic technology of high efficiency flame retardant ammonium polyphosphate Li Yuntao， Wang Huixia， Wang Zhichao， He Jing
（ Key Laboratory of Auxiliary Chemistry ＆ Technology for Chemical Industry， Ministry of Education， School of Chemistry and Chemical Engineering， Shaanxi University of Science ＆ Technology， Xi'an 710021 ， China） Abstract： Ammonium polyphosphate（ APP） with high polymerization degree was prepared using phosphoric acid and urea as raw materials． Preparation process was optimized by single factor experiments and the effects of mix ratio of raw materials， heating rate， pre－polymerization temperature， curing temperature， and curing time on quality of APP were investigated． Average polymerization degree of the products was measured by means of nuclear magnetic resonance （ NMR ） and crystal structure of the products was characterized by means of X － ray diffraction （ XRD） and infrared （ IR ） ． Solubility and total phosphorus content of APP were also measured． Results showed that the optimal conditions were as follows： n（ H3 PO4 ） ∶ = 1∶ 1． 9 ， heating rate of pre－polymerization stage was at 2 ～ 3 ℃ / min， pre－polymerization temperature was n［ CO（ NH2 ） 2］ 130 ℃ ， curing temperature was 230 ℃ ， and curing time was 90 min． Under the optimal conditions， average polymerization degree of prepared APP was 114 ， solubility of APP was 0． 492 g， and total phosphorus content of APP was 31． 75% （ mass fraction） ． XRD result identified the prepared product was APP － I． Key words： flame retardants； ammonium polyphosphate； phosphoric acid； urea
聚磷酸铵阻燃剂配方
聚磷酸铵阻燃剂配方聚磷酸铵（Ammonium Polyphosphate，简称APP）是一种常用的阻燃剂。
它具有良好的耐热性、低毒性、低烟密度和高阻燃效果等优点，在建筑材料、电子产品、塑料和橡胶制品等广泛应用。
本文将从深度和广度两个标准，对聚磷酸铵阻燃剂的配方进行评估和探讨。
一、聚磷酸铵阻燃剂配方的基本构成（1）聚磷酸铵：作为主要的阻燃剂成分，聚磷酸铵能够在高温下释放出阻燃气体，有效减缓火焰的蔓延速度，起到阻燃的作用。
（2）磷酸盐化合物：作为辅助配方成分，磷酸盐化合物能够与聚磷酸铵发生化学反应，提高阻燃效果，使其具有更好的耐热性和氧化性能。
（3）填料：填料可以调节聚磷酸铵阻燃剂的粘度和流动性，保证阻燃剂在加工和应用过程中的稳定性。
二、聚磷酸铵阻燃剂配方的优化策略（1）优化聚磷酸铵与磷酸盐化合物的配比：通过调整聚磷酸铵与磷酸盐化合物的配比，可以控制阻燃剂的热解温度和释放速率，从而提高阻燃效果和耐热性。
（2）选择合适的填料：根据材料的具体要求，选择适合的填料，可以提高阻燃剂的加工性能和阻燃效果，同时降低成本。
（3）添加协同助剂：适量添加协同助剂，如氮、硼等元素，可以提高聚磷酸铵阻燃剂的稳定性和阻燃效果。
（4）应用新技术：利用纳米技术、包覆技术等新技术手段，可以提高聚磷酸铵阻燃剂的分散性和稳定性，进一步优化配方。
三、聚磷酸铵阻燃剂配方的应用案例（1）建筑材料：在建筑防火材料中广泛应用，如耐火涂料、防火门窗等。
通过优化配方，可以提高材料的阻燃等级，增强耐火性能。
（2）电子产品：在电子产品的阻燃材料中应用，如电路板、电缆等。
聚磷酸铵阻燃剂可以有效阻止电子产品在发生故障时燃烧，降低火灾风险。
（3）塑料和橡胶制品：在塑料和橡胶制品中使用聚磷酸铵阻燃剂，可以提高材料的阻燃性能，延缓火焰蔓延速度，减小火灾损失。
聚磷酸铵阻燃剂在配方中的选择和优化非常重要。
通过合理配比、选择合适的填料、添加协同助剂以及应用新技术，可以进一步提高阻燃剂的性能和安全性。
聚磷酸铵的制备与阻燃性能测试
聚磷酸铵的制备及阻燃性能测试一、实验目的1.了解聚磷酸铵的用途及把握其合成方式。
2.把握阻燃性能测试的一样方式。
二、实验原理1. 聚磷酸铵的制备聚磷酸铵（APP）是近十连年来进展起来的一种重要的无机阻燃剂，普遍用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火涂料。
APP含磷、氮量大，热稳固性好，水溶性小，近于中性。
同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价钱低廉的特点。
其结构式为(NH4)n+2P n O3n+1。
APP有水溶性（n为10∼20）及水难溶性（n> 20）两种。
作为阻燃剂的n一样大于 25。
其合成方式要紧有高温聚合法和低温溶剂法。
本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。
在尿素和磷酸二氢胺反映体系中，存在以下反映：CO(NH2)2+2NH4H2PO4⟶(NH4)2P2O4+CO2(NH4)2P2O7+CO(NH2)2⟶2n(NH4)n+2P n O3n+1+4NH3+CO2当n 专门大时，产物可写成(NH4PO3)。
2.氧指数测定物质燃烧时,需要消耗大量的氧气,不同的可燃物,燃烧时需要消耗的氧气量不同,通过对物质燃烧进程中消耗最低氧气量的测定,计算出物质的氧指数值,能够评判物质的燃烧性能。
所谓氧指数（Oxygen index），是指在规定的实验条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示（即在该物质引燃后，能维持燃烧50mm 长或燃烧时刻3min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度）。
作为判定材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度超级有效。
一样以为，OI<27的属易燃材料,27≤OI<32的属可燃材料,OI≥32的属难燃材料。
氧指数的测试方式，确实是把必然尺寸的试样用试样夹垂直夹持于透明燃烧筒内，其中有按必然比例混合的向上流动的氧氮气流。
点着试样的上端，观看随后的燃烧现象，记录持续燃烧时刻或燃烧过的距离，试样的燃烧时刻超过3min 或火焰前沿超过50mm标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时刻不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复操作，从上下双侧慢慢接近规定值，至二者的浓度差小于％。
聚磷酸铵阻燃剂配方
聚磷酸铵阻燃剂配方一、什么是聚磷酸铵阻燃剂？聚磷酸铵阻燃剂是一种常用的无机阻燃剂，其化学式为（NH4PO3）n。
它具有良好的阻燃性能，可以在高温下生成无烟、无毒、无味的气体，形成保护层，从而起到防火的作用。
二、聚磷酸铵阻燃剂的配方1. 聚磷酸铵：主要成分，占配方总量的70%~90%。
2. 碳酸钙：可增加材料硬度和密度，提高材料的机械强度和耐久性。
占配方总量的5%~20%。
3. 氧化镁：可增加材料密度和硬度，提高材料的机械强度。
占配方总量的2%~10%。
4. 三氧化二锑：可增加材料密度和硬度，提高材料的机械强度。
同时也是一种良好的阻燃剂。
占配方总量的2%~10%。
5. 润滑剂：可减少摩擦力和粘附力，提高材料的加工性能。
占配方总量的1%~5%。
6. 抗氧化剂：可延长材料使用寿命，防止老化和劣化。
占配方总量的1%~5%。
7. 其他添加剂：根据具体需要添加，如增塑剂、稳定剂、颜料等。
三、聚磷酸铵阻燃剂的应用聚磷酸铵阻燃剂广泛应用于各种塑料、橡胶、纤维等材料中，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。
它可以提高材料的阻燃性能，降低火灾事故发生率，保障人们的生命财产安全。
四、聚磷酸铵阻燃剂的优缺点优点：1. 阻燃性能好：可以在高温下生成无毒无味无色的气体，形成保护层，从而起到良好的防火作用。
2. 环保安全：不含有机溶剂和卤素元素，不会对环境造成污染和危害。
3. 价格低廉：相对于有机阻燃剂，聚磷酸铵阻燃剂的价格更加低廉。
缺点：1. 阻燃效果受材料配方和生产工艺影响较大。
2. 对材料的物理性能有一定影响，如硬度、强度等。
3. 不能单独使用，需要与其他添加剂配合使用，增加生产成本。
五、结语聚磷酸铵阻燃剂是一种常用的无机阻燃剂，具有良好的阻燃性能和环保安全等优点。
在各种塑料、橡胶、纤维等材料中广泛应用。
但它的阻燃效果受到材料配方和生产工艺的影响较大，在实际应用中需要注意调整配方和改进工艺。
环保型阻燃剂聚磷酸铵合成工艺研究
果见 表 ４ 。固化时 间太短 。 聚磷 酸铵 不 能充分 发泡 固 化： 固化 时 间过 长 ， 会使 聚磷 酸铵有 轻微 分解 。固化 时间过 长和过 短均 会导致 聚磷 酸铵 的五氧化 二磷 含
质 的量 比对产 品 的影 响 ， 结果 见表 １ 尿 素在 合成 聚 。 磷 酸 铵时 既是 缩合 剂 ． 同时还 是氨 化剂 和助溶 剂 ． 尿
关键词 ： 聚磷 酸铵 ； 燃 剂 ； 合 度 阻 聚 中 图 分 类 号 ：Ｑ １ ． Ｔ １３ ９ ７ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ４ ９ （０２ ０ — ０ １ ０ １０ — ９ ０ ２ １ ）４ ０ １－ ２
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｙ ｔ ｓｓｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｎ ｉ ｏ ｍｅ ｔｆ ｉ ｎ ｌ ｍ ｍ ｏ ｉ ｍ ｏ ｙ ｈ ｓ ｈ ｔ ｒ ｅ ａ ｄ ｎ ｔ ｄ ｎ ｓ ｎ ｈｅ ｉ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｖ ｒ ｎ ｎ －ｒｅ ｄ ｙ ａ ｅ ｅ ｎ ｕ ｐ ｌ ｐ ｏ ｐ ａ ｅｆ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ
艺方 案
使 用 已开 始转 向无 卤体 系 。 阻燃 、 高 高安 全 、 毒 、 低 低 烟 、无 腐 蚀性 气体 产 生 的无 卤型阻燃 材 料成 为 近年 来 阻燃 材 料研 发 的趋 势 ．非 卤代阻燃 剂 的需 求将 是
二型聚磷酸铵合成工艺流程
二型聚磷酸铵合成工艺流程二型聚磷酸铵是一种广泛应用于阻燃剂、涂料、塑料等领域的无机聚合物。
其合成工艺流程如下：一、原料准备：1. 磷酸：从矿石中提取或通过化学反应得到；2. 氨水：通过氨气与水反应得到；3. 氯化铵：通过氨水与盐酸反应得到。
二、反应步骤：1. 首先，在反应釜中加入一定量的磷酸，并加热至一定温度，通入适量的氨气，使磷酸与氨气发生中和反应生成磷酸铵。
2. 当磷酸完全中和后，继续通入氨气，使反应溶液的pH值保持在7-10之间。
3. 然后，将氯化铵溶液按一定比例加入反应釜中，继续搅拌反应。
4. 在反应过程中，要保持适当的温度和pH值，以促进反应的进行。
5. 反应完全后，停止通入氨气，继续搅拌反应一段时间，使溶液充分混合，并达到适当的粘度。
6. 最后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥等处理，得到二型聚磷酸铵产品。
三、产品性质：二型聚磷酸铵具有良好的阻燃性能和热稳定性，可以有效地抑制材料的燃烧，提高材料的耐火性能。
此外，二型聚磷酸铵还具有良好的溶解性和可加工性，可以与各种树脂、填料等进行混合，制备各类阻燃材料。
四、应用领域：1. 塑料行业：二型聚磷酸铵可以作为阻燃剂添加到各种塑料中，提高塑料的阻燃性能，广泛应用于电子电器、建筑材料、汽车零部件等领域。
2. 涂料行业：二型聚磷酸铵可以作为阻燃涂料的添加剂，提高涂料的防火性能，广泛应用于建筑、船舶等领域。
3. 纺织行业：二型聚磷酸铵可以用于纺织品的阻燃处理，提高纺织品的耐火性能。
4. 其他领域：二型聚磷酸铵还可以应用于胶粘剂、橡胶制品、电子材料等领域，提高产品的阻燃性能。
总结：二型聚磷酸铵的合成工艺流程包括原料准备、反应步骤和产品处理等环节。
通过合理控制反应条件和工艺参数，可以获得符合要求的二型聚磷酸铵产品。
其具有良好的阻燃性能和热稳定性，广泛应用于阻燃剂、涂料、塑料等领域，为各行业提供了重要的阻燃材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
[ H3N C N H2 ] + HO P O
OH
O
O
H [ O C O] + [ HO P O ] - + [ O C O P ON H4 ] +
O P ON H4 OH
ON H4
ON H4
O
O
HO P O P OH + CO2
ON H4 ON H4
1. 2 APP 合成过程 将 85 %的磷酸与尿素以一定的比例混合 ,加
第 33 卷第 3 期 李茂林等 :新型阻燃剂聚磷酸铵的合成 13 3
实际上当 H3 PO4 (85 %) :CO (N H2) 2 = 1∶1 时反应 物就极易溢料 ,所得产物呈玻璃状 ,酸性较强 ,说 明 H3 PO4 已过量 。最适宜的配比为 :
由表 6 可见 ,当水合反应器进料水中含仲丁 醇量为 4. 1 %时 ,反应过程的转化率也有明显下
降 ,也说明反应过程的化学平衡向逆反应方向进 行了偏移 。
表 6 1 # 原料水中醇质量分数为 4. 1 %时的水合反应结果
采样时间 (月. 日. 时)
1 # 转化率 2 # 转化率 1 # 选择性 2 # 选择性
120815 120822 120908 平均值
7. 79 7. 34 7. 64 7. 59
7. 41 8. 47 8. 47 8. 11
98. 4 98. 5 98. 4 98. 4
98. 4 98. 0 98. 0 98. 1
5 结 论
(1) 丁烯水合制仲丁醇反应过程中 ,当原料 水中含有少量仲丁醇时 (约 0. 9 %时) ,其对水合 反应过程的转化率影响不大 ;原料水中含有少量 仲丁醇时 ,反应过程的稳定性比较好 (原料为纯脱 盐水时 ,转化率下降趋势比较明显) 。
时反应难进行 ,高于 250 ℃则出现局部发粘 H4) n + 2 PnO3 n + 1
H3PO4 + N H3 + H2O
因此最适宜的反应温度应为 200～250 ℃。
收稿日期 : 2003211208 作者简介 : 李茂林 (1945 - ) ,男 ,高级工程师 。
聚磷酸铵 (Ammonium Poly Phosp) 是近 20 年 来国外迅速发展起来的一种重要的高效添加型磷 系无机阻燃剂 。由于其含磷量高 ,含氮量大 ,阻燃 效果优越 ;有良好的热稳定性 ;水溶性小 ,阻燃性 能持久 ;分散性较好 ,毒性较低 ,已经成为阻燃剂 发展的主流 ,受到世界各国广泛的关注[1～3 ] 。
Z EN G Y ue2f ei
Abstract : The effect of secondary butyl alcohol (SBA) content in feedstock on velocity of reaction was discussed. By comparing wit h different SBA content in t he feedstock , t he result t hat t he SBA content in t he feedstock was an important factor to reduce t he velocity of reaction was gained. At t he same time , t he result had actual value in operation. Key words : Butene ; Secondary butyl alcohol ; Direct hydrated met hod ; Met hyl et hyl ketone
配样比对产品质量影响很大 ,尿素量过少 ,不 能提供足够的氨 ,缩合反应不完全 。过大则在高 温下有大量缩脲生成 。
为制得 APP ,在 1 mol 磷酸存在下 ,至少需能 产生 1 mol 氨的催化剂 ,同时反应物在氨气中进 行要能提供足够的氨分压 。另外 ,缩聚剂还应定 量转移体系中存在的或产生的游离水 (结构水除 外) 。文献报道 1 mol 磷酸可以加 1～3 mol 尿素 ,
(1) 试验结果表明 :加入引发剂能有效地提 高聚磷酸铵的聚合度 ,反应条件的改变 ,特别是反 应温度 以 及 配 样 比 对 聚 合 度 的 大 小 有 显 著 的 影 响 ,同时在反应进行过程中 ,控制发泡时间的长短 对聚合度的影响尤为突出 ,发泡时间长 ,聚合度有 明显提高 。
(2) 最佳条件 :反应温度为 220 ℃,反应时间 为 3 h ,最适宜的配比为 :
采样时间 (月. 日. 时)
1 # 转化率 2 # 转化率 1 # 选择性 2 # 选择性
12. 05. 24 12. 06. 22 12. 07. 08 12. 07. 12 12. 07. 14 12. 07. 20 12. 08. 08
平均值
5. 67 6. 84 6. 88 9. 2 7. 57 7. 1 6. 24 7. 07
第 33 卷第 3 期 2004 年 3 月
辽 宁 化 工 Liaoning Chemical Industry
Vol. 33 ,No. 3 Mzrch ,2004
新型阻燃剂聚磷酸铵的合成
李茂林 , 高 枫 , 王帮贺 , 张 翔
(沈阳化工学院 ,化学与工程学院 , 辽宁 沈阳 110142)
(2) 当水合反应的原料水中仲丁醇浓度增大 时 (原料水中仲丁醇浓度为 2. 0 %左右时) ,反应 过程的转化率明显下降 。当水合反应的原料水中 仲丁醇含量进一步增大时 ,反应过程的转化率下 降明显 ,但呈非线性变化 。
Effect of Secondary Butyl Alcohol Content on Synthesizing Secondary Butyl Alcohol from Methyl Ethyl Ketone by Direct Hydrated Method
H3 PO4 (85 %) :CO (N H2) 2 = 1 :1. 8 。
参考文献
1 段玉丰. 国外阻燃剂开发趋势及动态. 塑料加工应用.
1998 ,20 (4) :38
2 李志娟 ,李青山 ,杨德治. 走向 21 世纪的新型阻燃剂 [J ] .
化学工程师. 2001 , (4) :34
3 王雪松 , 李志娟 , 李青山 , 等. 磷系阻燃剂的应用与展望
1 试 验
1. 1 聚磷酸铵的合成原理
聚磷酸铵通式为 : ( N H4 ) n + 2 PnO3 n + 1 ,当 n 足够大时 ,可写为 (N H4 PO3) n ,其结构式为 :
O
O
O
H4N O P O α P O δ nP O N H4
O
O
O
N H4
N H4
N H4
在制备 APP 时 ,由于位阻原因 , PO4 四面体
Key words : Fire retardant ; Hydrop hobicity ;Synt hesize ; Initiating reagent ; Polymerizing extent
图 3 配样比对聚合度的影响
2. 4 引发剂量对产品聚合度的影响 加入引发剂能有效地提高聚磷酸铵产品的聚
合度 。在最佳反应条件下所得聚磷酸铵的聚合度 最高可达 170 ,比在此条件下没有加入引发剂所 得产品的聚合度 (34) 高出 5 倍 ,同时聚磷酸铵各 项指标均达技术指标值 。
3 结 论
(上接第 133 页)
Synthesis of a Novel Hydrophobicity Fire Retardant
L I M ao2li n , GA O Feng , W A N G B ang2he , ZHA N G Xiang
Abstract : The technology processes and technology conditions were studied on producing hydrop hobicity from urea and p hos2 p hate. The effects of reaction time、temperature of reaction、reagent proportioning、initiating agent adding quantum were dis2 cussed. The optimum technology conditions can be gained in t he range of experiment : T = 220 ℃, reaction time τ = 3 h , reagent proportioning : H3 PO4 (85 %) :CO (N H2) 2 = 1∶1. 8.
热 (80～100 ℃) 搅拌后 ,得到澄清透明溶液 ,将该 溶液加热 (200～250 ℃) ,经发泡 、聚合 、固化 3 个 阶段即可得到白色干燥固体 ,冷却后粉碎得成品 , APP 为白色粉末 。
2 结果与讨论
2. 1 反应温度对产品聚合度的影响
随着温度的升高 ,反应速率加快 ,低于 180 ℃
之间难以形成三键交键基 。许多 PO4 四面体以二
键相互结合 ,组成 PO4 四面体数不等的直链 ,两端
各与一个端基结合[4 ] 。以磷酸和尿素为原料聚磷
酸铵的反应机理如下 :
O
O
HO P OH + H2N C N H2
O
OH
O
O
[ HO P O ] - [ H3N - C N H3 ] +
OH
O
O
6. 17 7. 8 9. 22 9. 23 3. 83 5. 6 8. 21 7. 83
98. 0 97. 4 97. 8 98. 8 99. 2 97. 9 97. 6 98. 1