專利名稱：一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶v型聚磷酸銨的方法
一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚磷酸銨制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種五氧化二磷原料路線制備 結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法。
背景技術(shù)：
結(jié)晶V型聚磷酸銨的制備方法主要有兩類，一類是以結(jié)晶I型和(或)結(jié)晶II型 聚磷酸銨為原料，在一定條件下實(shí)現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)化。如美國(guó)專利US3687695提出，將結(jié)晶I型和 結(jié)晶II型聚磷酸銨及其混合物加熱至340 420°C，在高含氨氣氛中進(jìn)行熱處理，此后迅速 冷卻，得到結(jié)晶V型聚磷酸銨，其轉(zhuǎn)化條件是氨分壓至少為0. 63MPa，且當(dāng)結(jié)晶I型轉(zhuǎn)化為結(jié) 晶V型后，隨即進(jìn)行快速冷卻，冷卻速率要求大于50°C /min，特別是在250 350°C時(shí)，要 求冷卻速率達(dá)到75。C /min，這只能用液氮冷卻才能達(dá)到。由于此方法需在高溫下急冷，操 作條件苛刻，不易實(shí)現(xiàn)，且由于晶型轉(zhuǎn)化過程緩慢，整個(gè)轉(zhuǎn)化過程接近20小時(shí)，得到的結(jié)晶 V型聚磷酸銨結(jié)晶度不高，沒有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。另一類是磷酸銨鹽熱縮合法，如日本專利JP9235110提出，以磷酸鹽(如磷酸銨) 的物質(zhì)，和縮合劑(如尿素)在300 380°C下、濕氨存在下加熱，縮合形成結(jié)晶V型聚磷酸 銨。此專利要求氨化條件一定在濕氨氣氛中，并且其產(chǎn)品純度與氣氛含水量有關(guān)，否則得到 的產(chǎn)品含結(jié)晶I型聚磷酸銨。磷酸銨鹽熱縮合法所要求的反應(yīng)溫度較高，接近400°C，經(jīng)歷 數(shù)小時(shí)，且產(chǎn)品中除了結(jié)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(zhì)。發(fā)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溫度下制得結(jié)晶V型聚磷酸銨。發(fā)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溫度下制得結(jié)晶V型聚磷酸銨。發(fā)明專利公 開CN101774562A，磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸銨中的一種或幾種為主要原料，以含胺類 物質(zhì)為縮合劑，在160 240°C溫度下制得結(jié)晶V型聚磷酸銨。本發(fā)明提供了另一種制備晶型穩(wěn)定的結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法，是一種五氧化二 磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法，實(shí)施方法是在反應(yīng)釜中加入磷酸氫二銨和五氧化二磷，加熱至180 320°C，維持30 130min，加入三聚氰胺或尿素。磷酸氫二銨五氧化二磷三聚氰胺(或尿素)的摩爾比為 1 (0.05 2. 5) (0.05 2. 5)，繼續(xù)升溫至220 330°C通入氨氣，氨氣分壓0.02 1. OMPa，每公斤物料對(duì)應(yīng)的氨氣流量1. 0 lOL/min，保溫反應(yīng)1 5小時(shí)，之后經(jīng)固化、冷 卻、破碎、得到結(jié)晶V型聚磷酸銨。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，其具體步驟為(1)在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨和五氧化二磷，加熱至180 320°C，維持30 130min ；再加入三聚氰胺(或尿素)。物料比為，磷酸五氧化二磷三聚氰胺(或尿素) 的摩爾比為 1 (0.05 2. 5) (0.05 2. 5);(2)繼續(xù)升溫至220 330°C通入氨氣，氨氣分壓0.02 1.0MPa，每公斤物料對(duì)應(yīng) 的氨氣流量1.0 10L/min，保溫反應(yīng)1 5小時(shí)；(3)冷卻出料，粉碎，即可得到結(jié)晶V型聚磷酸銨。采用X射線衍射，對(duì)得到的聚磷酸銨晶型進(jìn)行檢測(cè)，所用的儀器為D/MAX2550VB/ PC型轉(zhuǎn)靶X射線多晶衍射儀CuK檢測(cè)。文獻(xiàn)[JP9235110]的X射線衍射圖譜見

圖1，本技術(shù)制備的結(jié)晶V型聚磷酸銨的X 射線衍射圖譜見圖2。文獻(xiàn)[JP9235110]的X射線衍射數(shù)據(jù)和本技術(shù)制備的結(jié)晶V型聚磷 酸銨的X射線衍射數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。表1文獻(xiàn)結(jié)晶V型聚磷酸銨和本技術(shù)制備結(jié)晶V型的聚磷酸銨的XRD數(shù)據(jù)對(duì)比
權(quán)利要求
一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法，其特征在于，具體步驟為在反應(yīng)釜中加入磷酸氫二銨和五氧化二磷，加熱至180～320℃，在該溫度下保持30～130min，然后加入三聚氰胺或尿素，繼續(xù)升溫至220～330℃并在該溫度下通入氨氣，在該溫度下保溫反應(yīng)1 5小時(shí)并且在此過程中持續(xù)通入氨氣，之后物料經(jīng)固化、冷卻、破碎，得到結(jié)晶V型聚磷酸銨。
2.如權(quán)利要求書1所述的一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法， 其特征在于，磷酸氫二銨五氧化二磷三聚氰胺(或尿素)的摩爾比為1 (0.05 2. 5) (0. 05 2. 5)。
3.如權(quán)利要求書1所述的一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法，其 特征在于，通入的氨氣，氨氣分壓為0. 02 1. OMPa，每公斤物料對(duì)應(yīng)的氨氣流量為1. 0 10L/mino
全文摘要
本發(fā)明公開了一種五氧化二磷原料路線制備結(jié)晶V型聚磷酸銨的方法，具體步驟為在反應(yīng)器中加入磷酸氫二銨和五氧化二磷，加熱至180～320℃，維持30～130min，加入三聚氰胺(或尿素)。物料比為，磷酸氫二銨∶五氧化二磷∶三聚氰胺(或尿素)的摩爾比為1∶(0.05～2.5)∶(0.05～2.5)，繼續(xù)升溫至220～330℃通入氨氣，氨氣分壓0.02～1.0MPa，每公斤物料對(duì)應(yīng)的氨氣流量為1.0～10L/min，保溫反應(yīng)1-5小時(shí)，之后經(jīng)固化、冷卻、破碎，得到結(jié)晶V型聚磷酸銨。本發(fā)明制備過程簡(jiǎn)單、易于控制，并且晶型穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C01B25/40GK101987728SQ20101054542
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者于建國(guó), 劉夠生, 趙桂新 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)