高效阻燃剂聚磷酸铵的合成工艺研究

以磷酸和尿素为原料合成了高聚合度的聚磷酸铵。通过单因素实验对制备工艺进行了优化,考察了原料配比、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）测定了聚磷酸铵的平均聚合度,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合度为114,水中溶解度为0.492 g,总磷质量分数为31.75%,XRD表征结果表明,所得产品为Ⅰ型聚磷酸铵。     

水在制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵中的作用研究

研究水对制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵及其性质的影响。以五氧化二磷、磷酸氢二铵、尿素为原料,在特定的转晶氨化条件下向体系加入一定量的水来制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵。用FT-IR和XRD来分析晶型及杂质,测定了结晶Ⅱ型聚磷酸铵的水溶性与pH,并用31P核磁共振法测定聚磷酸铵的聚合度。结果表明,在转晶氨化阶段加入一定量的水,可以制得较纯的结晶Ⅱ型聚磷酸铵,聚合度在850左右,但是使制得的聚磷酸铵水溶性增大;而延长氨化时间可以降低其水溶性;得出最佳的n(水)/n(磷)为(0.1~0.3)∶1。     

结晶Ⅱ型高聚合度聚磷酸铵的合成及表征

研究在高压条件下以磷酸-铵和缩合剂三聚氰胺为原料生产聚磷酸铵（APP）的合成工艺条件,制备了平均聚合度为580的聚磷酸铵（APP—Ⅱ）。结果表明,n（三聚氰胺）抗（磷酸-铵）=1、反应温度280℃、反应时间90min、反应压力100MPa、热处理温度250℃、热处理时间120min、湿氨气反应气氛为制备结晶Ⅱ型高聚合度的聚磷酸铵阻燃剂的最佳工艺条件。合成的产品通过IR、XRD分析与商业APP—Ⅱ进行了对比,两者在结构与晶型上一致。     

聚磷酸铵的研发、生产及应用

介绍了聚磷酸铵的生产方法,重点阐述了Ⅰ型和Ⅱ型结构聚磷酸铵的生产方法,包括聚磷酸法、磷酸法、磷酸铵热缩合法、磷酸铵和五氧化二磷合成法.聚磷酸法、磷酸法和磷酸铵热缩合法得到聚合度较低、主要为Ⅰ型结构的产物;磷酸铵和五氧化二磷合成法形成聚合度较高、主要为Ⅱ型结构的产物.概述了聚磷酸铵在肥料和阻燃剂等方面的应用及发展趋势.     

环保型阻燃剂聚磷酸铵合成工艺研究

以尿素和磷酸为原料合成聚磷酸铵,讨论了原料配比、聚合温度、固化温度、固化时间等因素对产品性能的影响。通过实验得出优化工艺条件为：尿素与磷酸的物质的量比为1.7∶1,聚合温度为160 ℃,固化温度为 240 ℃,固化时间为160 min。在该条件下,聚磷酸铵产品五氧化二磷质量分数为68.55%,氮质量分数为13.0%,平均聚合度为35,pH为5.45,阻燃率为65.10%。产品质量符合HG/T 2770-2008工业聚磷酸铵标准。     

缩合剂对聚磷酸铵聚合度影响的研究

以尿素和磷酸一铵为原料,研究了三聚氰胺、五氧化二磷、尿素、硫酸铵、双氰胺等几种缩合剂对聚磷酸铵(APP)聚合度的影响。结果表明,这几种缩合剂对提高聚磷酸铵的聚合度均有一定的效果,其中五氧化二磷和尿素对聚磷酸铵的聚合效果较佳,可制得聚合度大于300或接近400的APP产品。     

无卤,低烟,低毒阻燃聚氨酯泡沫塑料

目前,我国生产的阻燃聚氨酯泡沫塑料多以液态的含卤磷酸酯为阻燃剂,此类阻燃剂的阻燃效率尚不够令人满意,材料燃烧时生成的烟量及有毒和腐蚀性气态产物较多,对环境不友好。最近,德国 Clariant公司推出了 3类无卤磷系阻燃剂 [1],一类以聚磷酸铵（ APP）为基,牌号为 Exolit APP,有 8个品种;一类以无卤有机磷化合物（ OP）为基,牌号为 Exolit OP,有 4个品种;一类以红磷（ RP）为基,牌号为 Exolit RP,有 10个品种。其中的 Exolit AP 422、 423及 462, Exolit OP 550, Exolit RP 652均已用于阻燃聚氨酯泡沫塑料, Ex…     

低水溶解度聚磷酸铵的制备与表征

用红外光谱分析、X-射线衍射分析表征了不同聚磷酸铵(APP)的结构,对APP进行了热分析和粒度分析。用特殊方法制备的低水溶解度的APP在水中的溶解度(20℃)由原来的 8. 6×10-3 g/g降为 1. 17×10-3g/g,接近于Exolit422APP的溶解度 1. 2×10-3 g/g。     

高岭土微球离子热法原位合成SAPO-34分子筛

在季戊四醇和四乙基氯化铵低共融混合物中,采用离子热法将苏州高岭土为主要原料的微球原位晶化制备了SAPO-34分子筛微球。考察了晶化条件和晶化液对原位合成的影响。通过XRD和SEM等手段对合成的微球进行了表征。实验结果表明,在晶化温度为180 ℃下,晶化液物质的量比为n（二氧化硅）∶n（氧化铝）∶n（五氧化二磷）∶n［N-甲基咪唑（2-甲基咪唑）］∶n（氟化氢）∶n（水）=2.26∶1∶0.5∶0.66∶0.3∶26.4时,晶化20 h可以合成出SAPO-34分子筛微球。加入导向剂N-甲基咪唑和2-甲基咪唑有利于SAPO-34分子筛的合成。     

聚磷酸铵合成方法的研究进展

系统介绍了聚磷酸铵的生产方法,包括磷酸二氢铵法、磷酸-尿素法、磷酸脲法、磷酸二氢铵-尿素法、磷酸氨化法和磷酸铵-五氧化二磷法。磷酸二氢铵法、磷酸-尿素法、磷酸氨化法得到的产物聚合度较低,低聚合度聚磷酸铵水溶性高,呈中性,适宜作农用肥料;磷酸二氢铵-尿素法和磷酸铵-五氧化二磷法得到的产物聚合度较高,高聚合度聚磷酸铵适宜作阻燃剂。     

低水溶性聚磷酸铵的研制及晶体构型

对以聚磷酸和尿素为原料制备聚磷酸铵（APP）的工艺参数进行讨论。实验过程分预聚合和高温熟化2个反应阶段,分别考察了原料配比、反应气氛、预聚合温度、高温熟化温度、高温熟化时间等因素对产品制备过程的影响。通过实验对比得到制备低水溶性APP的最优化工艺条件：尿素与聚磷酸的投料物质的量比为2.5∶1,在湿氨气氛下反应,预聚合温度为130 ℃,在220 ℃下高温聚合150 min,即得到100 mL水中水溶性仅为0.523 6 g的APP产品,其产品质量指标符合HG/T 2770-2008《工业聚磷酸铵》标准,并通过XRD检测,确定该产品为Ⅰ、Ⅱ型的混合晶型。     

不同聚合度水溶性聚磷酸铵螯合镁离子的研究

聚磷酸铵作为一种富含氮、磷元素的新型缓溶性长效氮磷肥,对微量元素具有良好的螯合能力,可有效防止土壤中金属离子被固定,从而被植物更好地利用。采用滴定分析法测定了不同聚合度的水溶性聚磷酸铵（APP）对中量元素镁离子的螯合能力,探索了水溶性聚磷酸铵对镁离子的螯合规律,为聚磷酸铵-中微量元素螯合物的制备奠定基础。实验结果显示,水溶性聚磷酸铵聚合度越高,对镁离子的螯合能力越强,且螯合能力随着pH增大先减小后增大、随着温度升高逐渐降低,在pH=6.0、温度为5 ℃时高聚聚磷酸铵对镁离子的螯合量达到8.2 g（以100 g APP计）,在pH=8.0、温度为5 ℃时低聚聚磷酸铵对镁离子的螯合量达到5.6 g（以100 g APP计）。采用傅里叶变换红外光谱分析验证了螯合物的生成。     

原位螯合制备含镁聚磷酸铵的工艺研究

采用一步投料法,将磷铵、尿素和硫酸镁充分混合后粉碎,再加入反应器中原位螯合制备含镁元素的水溶性聚磷酸铵（APP）肥料。研究镁添加量、尿素/磷铵物质的量比、反应温度、反应器搅拌转速对产品聚合度及聚合度分布的影响。结果表明：当镁添加量＜5%（质量分数）时,可以促进磷铵与尿素的聚合反应,提高产品聚合度;增加尿素比例、提高反应温度,可显著提高产品聚合度;随着反应器搅拌转速增加,含镁APP产品聚合度增加,而纯APP产品聚合度降低。各实验因素对APP聚合度的影响由大到小顺序为尿素/磷铵物质的量比、反应温度、搅拌转速、镁添加量。     

聚磷酸铵热氧老化机理及寿命预测

为研究热氧对聚磷酸铵（APP）老化降解的影响,对两种品牌的APP进行了人工加速热氧老化处理,利用傅里叶红外光谱、核磁共振表征了APP热氧老化后的结构变化,利用差式扫描量热分析法预测出APP热氧老化寿命。结果表明,APP经热氧老化逐步转化为磷酸二氢铵,老化过程中P—O—P键断裂、P=O键增加,平均聚合度不断下降。APP在常温下寿命较长,可以达到100 a左右,且平均聚合度越高寿命越长。随着使用环境温度的提高其寿命变短,在50 ℃下寿命不足10 a。实验结果为研究膨胀型钢结构防火涂料的老化机理与耐久性提供参考。     

水溶性聚磷酸铵螯合锌的规律研究

以水溶性聚磷酸铵（APP）和硫酸锌为原料,对聚磷酸铵与锌的螯合规律做了研究。采用傅里叶红外光谱法对聚磷酸铵及其螯合物做了表征,验证了螯合物的生成。采用FBRM在线粒度监测法考察了温度和pH对聚磷酸铵螯合锌性能的影响。结果表明：相同pH下,在5~40 ℃时,聚磷酸铵对于锌的螯合容量随着温度的升高逐渐降低;相同温度下,在pH为 5~8时,聚磷酸铵对于锌的螯合容量随着pH的增大呈现出先减后增的趋势,且在pH=5.5时出现最低值0.024 3 g/g（以每1 g APP含Zn计,下同）。采用无因次方程拟合,建立了螯合容量与温度、pH关系的数学模型。     

高聚合度聚磷酸铵的制备研究

对聚磷酸铵(APP)的制备条件进行了优化,得到聚合度大于700的APP产品。优化制备条件:原料采用(NH4)2HPO4、P2O5、Urea,并在干燥氨气氛下300℃聚合反应大于40 min。所得APP产物经XRD检测为Ⅱ型。     

Ⅱ型长链聚磷酸铵制备与表征研究进展

综述了Ⅱ型长链聚磷酸铵（聚合度≥1 000）制备与表征的近期研究进展,给出了核磁共振法适用的聚磷酸铵聚合度计算公式。指出工艺安全的无酐聚合法、晶型转化法取代磷酐聚合法将是发展的趋势;新型反应器的开发与应用以及不同表征方法的联用将成为研究的重点。     

防垢剂EAS的合成及其性能研究

以环氧琥珀酸钠(ESAS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,过硫酸铵为引发剂,合成了三元共聚物EAS防垢剂。通过红外光谱图对其结构表征,结果表明合成的产物为目标产物。通过正交实验研究其最佳合成条件为:共聚温度为90℃,共聚时间为3.5h,m(引发剂)∶m(总单体)=12.5%,单体配比n(ESAS)∶n(AM)∶n(SAS)=1.2∶0.6∶1;合成产物对碳酸钙垢具有较好的防垢性能,防垢率达到88.07%。