一種晶型穩定的結晶v型聚磷酸銨製備方法

2023-10-21 03:32:12

專利名稱：一種晶型穩定的結晶v型聚磷酸銨製備方法
一種晶型穩定的結晶V型聚磷酸銨製備方法
技術領域：
本發明涉及聚磷酸銨製備技術領域，具體地說，是一種晶型穩定的結晶V型聚磷 酸銨製備方法。
背景技術：
對於結晶V型聚磷酸銨的製備方法主要為兩類。一類是以I型、II型聚磷酸銨為 原料在一定條件下實現晶型轉化，如美國專利US3687695提出，將I-型、II-型結構聚磷酸 銨P及其混合物加熱至340 420°C，在高含氨氣氛中進行熱處理，此後迅速冷卻，得到一 種結晶V型聚磷酸銨，其轉化條件是氨分壓至少為0. 63MPa，且當I型結構轉化為V型結構 後，隨即進行迅速冷卻，冷卻速度高於50°C /min，特別是在250 350°C時，要求冷卻速度 達75°C /min，這只能用液氮冷卻才能達到；此方法需在高溫下急冷，操作條件苛刻，不易實 現。由於晶型轉化過程緩慢，整個反應過程要近20小時，且得到的V型聚磷酸銨結晶度不 高，沒有工業應用價值。另一類是磷酸銨鹽熱縮合法，如日本專利JP09235110提出，以磷酸鹽(如磷酸銨) 的物質，和縮合劑(如尿素)在300 380°C下、溼氨存在下加熱，縮合形成V型聚磷酸銨； 此專利要求氨化條件一定在溼氨氣氛中，並且其產品純度與氣氛含水量有關，否則得到的 產品經XRD分析為I型APP。磷酸銨鹽熱縮合法所要求的反應溫度較高，接近400°C，經歷 數小時，且產品中除了結晶V型聚磷酸銨外，還含10%左右的氨化未完全含晶體缺陷其它 晶型物質。發明專利公開CN101654234A，以磷酸一銨和尿素為原料，通過控制工藝條件，在 360 400°C溫度下製得結晶V型聚磷酸銨。發明專利公開CN101700879A，以磷酸和三聚氰 胺為原料，通過控制工藝條件，在280 330°C溫度下製得結晶V型聚磷酸銨。本發明提供了另一種以85%磷酸為主要原料，以聚磷酸三聚氰胺為縮合劑或聚磷 酸三聚氰胺和尿素為混合縮合劑，製備晶型穩定的結晶V型聚磷酸銨的方法。

發明內容本發明的目的是提供另一種以85%磷酸為主要原料，以聚磷酸三聚氰胺為縮合劑 或聚磷酸三聚氰胺和尿素為混合縮合劑，以製備晶型穩定的結晶V型聚磷酸銨的方法。本發明的實施方法是在反應釜中加入85%磷酸，加熱至160 310°C，維持5 30min，加入聚磷酸 三聚氰胺，或聚磷酸三聚氰胺和尿素的混合物，磷酸聚磷酸三聚氰胺尿素的摩爾比為 1 0.1-1 0-1，繼續升溫至220 330°C通入氨氣，氨氣分壓0. 02 0. 04Mpa，氨氣流量 0. 3 1. OL/min，保溫反應1_5小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。本發明是通過以下技術方案來實現的，其具體步驟為(1)在反應器中加入85%磷酸，加熱至180 310°C，維持5 30min ；(2)加入聚磷酸三聚氰胺，或聚磷酸三聚氰胺和尿素的混合物，磷酸聚磷酸三聚氰胺尿素的摩爾比為1 0.1-1 0-1 ；(3)繼續升溫至220 330°C通入氨氣，氨氣分壓0. 02 0. 04Mpa，氨氣流量0. 3 1. OL/min，保溫反應1-5小時；(4)冷卻出料，粉碎，即可得到結晶V型聚磷酸銨。採用X射線衍射，對得到的聚磷酸銨晶型進行檢測，所用的儀器為D/MAX2550VB/ PC型轉靶X射線多晶衍射儀CuK檢測。與現有技術相比，本發明的積極效果是本發明提供了另一種製備結晶V型聚磷 酸銨的方法，豐富了製備所需的原料，製備過程簡單、易於控制，並且晶型穩定。

圖1是本發明製備的結晶V型聚磷酸銨的X射線衍射圖。具體實施方式
以下提供本發明製備結晶V型聚磷酸銨的方法的具體實施方式
。實施例1在反應釜中加入85%磷酸，加熱至280°C，維持30min，加入聚磷酸三聚氰胺，磷 酸聚磷酸三聚氰胺摩爾比為1 0. 15，繼續升溫至310°C通入氨氣，氨氣分壓0.02Mpa，氨 氣流量0. 5L/min，保溫反應3小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。實施例2在反應釜中加入85%磷酸，加熱至30(TC，維持20min，加入聚磷酸三聚氰胺，磷 酸聚磷酸三聚氰胺的摩爾比為1 0.85，繼續升溫至320°C通入氨氣，氨氣分壓0.02Mpa， 氨氣流量0. 3L/min，保溫反應2小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨實施例3在反應釜中加入85%磷酸，加熱至290°C，維持8min，加入聚磷酸三聚氰胺和尿素 的混合物，磷酸聚磷酸三聚氰胺尿素的摩爾比為1 0.8 0.2，繼續升溫至290°C通 入氨氣，氨氣分壓0. 04Mpa，氨氣流量0. 8L/min，保溫反應2小時，之後經固化、冷卻、破碎、 得到結晶V型聚磷酸銨。實施例4在反應釜中加入85%磷酸，加熱至200°C，維持lOmin，加入聚磷酸三聚氰胺，磷 酸聚磷酸三聚氰胺的摩爾比為1 1，繼續升溫至250°C通入氨氣，氨氣分壓0.02Mpa，氨 氣流量1. OL/min，保溫反應4小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。實施例5在反應釜中加入85%磷酸，加熱至210°C，維持30min，加入聚磷酸三聚氰胺和 尿素的混合物，磷酸聚磷酸三聚氰胺尿素的摩爾比為1 0.25 0.75，繼續升溫至 290°C通入氨氣，氨氣分壓0. 02Mpa，氨氣流量0. 6L/min，保溫反應3小時，之後經固化、冷 卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為 本發明的保護範圍內。
權利要求
一種製備結晶V型聚磷酸銨的方法，其特徵在於，具體步驟為在反應釜中加入85％磷酸，加熱至160～310℃，維持5～30min，加入聚磷酸三聚氰胺，或聚磷酸三聚氰胺和尿素的混合物，繼續升溫至220～330℃通入氨氣，保溫反應1 5小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。
2.如權利要求書1所述的一種製備結晶V型聚磷酸銨的方法，其特徵在於，磷酸聚磷 酸三聚氰胺尿素的摩爾比為1 0.1-1 0-1。
3.如權利要求書1所述的一種製備結晶V型聚磷酸銨的方法，其特徵在於，通入的氨 氣，氨氣分壓0. 02 0. 04Mpa，氨氣流量0. 3 1. OL/min。
全文摘要
本發明公開了一種酸鹽工藝製備結晶V型聚磷酸銨的方法，具體步驟為在反應釜中加入85％磷酸，加熱至180～330℃，維持5～30min，加入聚磷酸三聚氰胺，或聚磷酸三聚氰胺和尿素的混合物，磷酸∶聚磷酸三聚氰胺∶尿素的摩爾比為1∶0.1-1∶0-1，繼續升溫至220～380℃通入氨氣，氨氣分壓0.02～0.04Mpa，氨氣流量0.3～1.0L/min，保溫反應1-5小時，之後經固化、冷卻、破碎、得到結晶V型聚磷酸銨。本發明製備過程簡單、易於控制，並且晶型穩定。
文檔編號C01B25/28GK101891170SQ201010224839
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月12日 優先權日2010年7月12日
發明者於建國, 劉夠生, 李兵, 盛勇, 趙桂新, 陳鵬 申請人:華東理工大學;中化重慶涪陵化工有限公司