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无机聚磷铵阻燃剂生产工艺

APP的生产方法很多,目前常用的主要有两种:一是磷酸-尿素缩合法;二是磷酸按-尿素缩合法。
将磷酸(85%)与尿素按一定比例混合,加热搅拌熔融后于不锈钢聚合器中经过发泡、聚合、固化等反应阶段,再经粉碎得到白色粉末状的成品。一般使用循环带式聚合器、环盘式聚合器或沸腾床聚合器进行生产。
采用沸腾床法生产时,床层用电阻丝加热至220-250℃后,将1050份尿素和1000份磷酸(85%)在带有蒸汽夹套和搅拌器的槽内加热熔融混合,然后以每小时120份的速度把混合物料加入床层上部。气体(主要含氨和二氧化碳)经过旋风分离器、布袋过滤器处理后再返回到床层下部,回收的物料返回床层。产品由床层卸出冷却至室温,经粉碎即可制得APP成品。氨气用水吸收,二氧化碳用碱液吸收。制得的产品基本上是水不溶性的长链APP。
本方法成本低廉,工艺简单,适于工业化;缺点是聚合度不够高(n=20-30),色泽不够白,反应过程中会大量发泡,易造成溢料。
将尿素与磷酸二氢(摩尔比为1.9: 1)混合均匀,边搅拌边分批加入到200℃的液体石站中,约25min内加完。混合物由姑稠泡沫状液体变成白色固体,反应于200℃下维持20min。反应完毕后倒出石蜡,将生成物研细后用苯洗涤以除去残留的液体石蜡,抽滤干燥后用冷水洗涤除去其中的短链APP产品,再经烘干即可得长链APP,蒸馏回收苯以重复使用,产物加热至290℃可使石蜡分离。
使用本方法制备APP时,反应温度为200-230℃ ,尿素与磷酸二氢钱的摩尔比为(1.8-2.0) : 1时产率最高,可达80%-230℃时石蜡易于挥发,因此反应温度以200℃为宜。由于NH4 H2 P04在高温下会缩聚为短链产物,尿素用盘过高或过少都会使产率降低。若尿素用盘不足,则NH3的量必将供应不足,容易生成短链副产物,若尿素用量过多,在200℃下会有大量的二缩脲、三缩脲生成,也会减少NH3的供给,不利于生成长链的APP。
本方法的缺点是需用苯处理,使得工序较为复杂不易于实现工业化。即使是加热到290℃进行分解,也难以完全除尽残留的石蜡,还会造成APP发生部分分解。而且对固体产物的加热,较难控制温度。但木方法的优势在于可以得到纯度和白度均较好的产物。