一种两步生产ii型聚磷酸铵的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机化工技术领域，具体设及一种两步生产II型聚憐酸锭的方法。
【背景技术】
[0002] 聚憐酸锭(APP)是一种高效、低毒、价廉的无机阻燃剂，由于含憐、氮量高，抗吸湿 性强，热稳定性好，比重小，分散性能优良，产品接近中性，可单独或与其他阻燃剂复配使 用。广泛用于涂料、塑料、纸张、木材等的防火阻燃，也可作为干粉灭火器用于森林、煤田等 的大面积灭火。在用于膨胀型防火涂料中作为酸源，阻燃效果显著。
[0003] 聚憐酸锭是一种重要的高效无机阻燃剂，是一种无支链聚合物，其分子通式为 (畑4)。+化化n+l，结构式为
我国从上世纪80年代开始研制生产，一直处于规模小，水平低的状况。国内生产聚憐酸 按的厂家也不多，且其生产的产品质量不一，生产的APP的聚合度一般比较低(n< 100)，产 量也比较小。2009年全球阻燃剂的消耗量为152.6万吨，其中，憐系阻燃剂的消耗量为28.0 万吨。到了2014年全球阻燃剂的消耗量增长了5%，为194.5万吨，而憐系阻燃剂的消耗量增 长了 7.9%，达到40.9万吨。聚憐酸锭作为一种重要的无机憐系阻燃剂，也是构成膨胀阻燃体 系的重要组成部分。在阻燃逐步从气相阻燃趋向于凝聚相阻燃的情况下，聚憐酸锭将会成 为重要增长点。
[0004] 据有关聚憐酸按的科研报道，目前生产的APP聚合度较低。而高聚合度APP的工业 化生产是采用五氧化二憐体系生产，五氧化二憐为高危化工类产品，对人体有严重危害。因 此发展安全生产高聚合度APP迫在眉睫。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种两步生产II型聚憐酸锭的方 法，本发明是通过如下技术方案来实现的： 一种两步生产II型聚憐酸锭的方法，包括合成反应和聚合反应，具体步骤如下： (1) 将原料黄憐液化； (2) 将液化后的黄憐送入喷淋枪，液态黄憐在喷淋枪中被压缩空气雾化后喷入燃烧炉； (3) 被雾化的黄憐在燃烧炉中燃烧生成五氧化二憐气体，燃烧炉中的燃烧溫度为： 1000-2200。。 (4) 步骤(3)中生成的五氧化二憐气体经冷却器冷却至500-550°C后进入反应器； (5) 冷却后的五氧化二憐气体在反应器中与氨气和水在常压下反应得到白色中间产 物，反应溫度为100-600°C，五氧化二憐:氨气:水=(0.1-10): (1-5) : 1，将得到的白色中间 产物冷却后收集； (6) 将收集到的白色中间产物放入聚合设备内通氨气加热聚合，溫度为100-350°C，压 力为0.05-1.5MPa，聚合时间为:0.5-20小时； (7) 将聚合反应的产品研磨后得到II型聚憐酸锭； W上步骤（1)-巧)为合成反应，步骤(6)-(7)为聚合反应。
[0006] 步骤(2)中的压缩空气为一次经空气压缩机、气水分离器和计量仪表后的空气。
[0007] 步骤(4)中所述的反应器为文氏反应器。
[000引所述的白色中间产物为偏憐酸锭。
[0009] 所述的黄憐为工业品，含P含99.9%，氨气为液氨蒸发得到，液氨为工业品，氨含量 > 99.9%，水为去离子水。
[0010] 所述的聚合反应所使用的设备为特制带压聚合炉。
[0011] 所述的聚合反应中所采用的加热方式为电加热、导热油加热、过热蒸汽加热的其 中一种。
[0012] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 本发明具有W下优点： 1) 现有常规方法生产的聚憐酸锭采用五氧化二憐体系，对人体有严重的伤害，本发明 采用黄憐制取无毒无害中间产物，再聚合得聚憐酸锭，不会对人体有伤害； 2) 本发明生产的聚憐酸锭含憐量大、含氮量高，P2〇5含量最高可达P2化74%;N含量最 高可达14%，作为阻燃剂，有脱水炭化作用，受热分解出不燃物氮隔离空气和聚憐酸根对基 材表面的覆盖，阻燃效果好； 3) 本发明生产的聚憐酸锭聚合度高且分子量分布窄，水溶性0.5%W下，在一般有机溶 剂中完全不溶，吸湿性小，用于防火涂料、干粉灭火剂、塑料阻燃性能优良； 4) 本发明生产的聚憐酸锭粒细、色白、分散性好、耐热性好、结晶II型纯度高的特点； 5) 本发明生产的聚憐酸锭聚合度高，质量好，整个生产过程安全性高，产量大。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明实施例1中所制得的聚憐酸锭用X衍射分析后所得的衍射图谱。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 将3kg黄憐液化后经过憐喷枪喷入燃烧炉，空气由空气压缩机经气水分离器和计量仪 表后同时进入憐喷枪，在风压下，将出喷嘴的液憐雾化，在1500°C下燃烧生成气态P2化。 气态P2化通过冷却水冷却至525°C后与氨气、水蒸气进入反应器反应，氨气和水蒸气用量分 别为1.化g和0.8kg，反应溫度为400°C，反应30min后得到白色中间产物偏憐酸锭，冷却后收 集，放入聚合设备中，通氨加热聚合。聚合溫度为220°C，表压为0.7MPa，转速为30r/min，反 应化，降溫冷却反应产物至l〇〇°C后停止通氨，研磨后得到II型聚憐酸锭产品。
[0015] 本实施例中所使用的黄憐为工业品，含P含99.9%，氨气为液氨蒸发得到，液氨为工 业品，氨含量含99.9%，水为去离子水。聚合反应所使用的设备为特制带压聚合炉。聚合反应 中所采用的加热方式为电加热。
[0016] 将本实施例所制备的聚憐酸锭用X衍射分析，分析结果见附图1，核磁共振检测平 均聚合度为1107。
[0017] 因为衍射角在16 D附近，I -型聚憐酸锭为3个衍射峰，II -型聚憐酸锭 为双衍射峰；衍射角在20~23 D之间，II-型聚憐酸锭有两个衍射峰，而I -型聚 憐酸锭没有衍射峰，由图1可知在16°附近和20°附近均出现两个明显的峰，故该产品为II型 产品。
[001引实施例2 将0.08kg黄憐液化后经过憐喷枪喷入燃烧炉，空气