复合磷酸盐制造技术

基本上由焦磷酸铵组成的并且其磷含量至少７０％以焦磷酸盐形式存在的一种组合物可用作各种材料的阻燃剂。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关复合磷酸盐，尤其是焦磷酸铵，及其生产方法和使用其溶液处理阻燃基质的方法。用聚磷酸铵溶液浸渍如织物和木材基质可达到阻燃目的。这些产品是通过氨与含如80-86%P2O5，特别是80.2%或82.0%P2O5的聚磷酸反应制得的(参见GB-A-1504507)。包括聚磷酸铵的其它产品是由缩合度为3-30、磷原子与氮原子比为1∶0.5-2的聚磷酸制得的(参见GB-A-1069946)。这些聚磷酸含有正、焦、三聚四聚和高聚磷酸，其比例完全取决于该酸的P2O5总量(参见Canadian Journal of Chemistry 1956，34，P790)。在GB-A-1504507的酸中，正、焦、三和高聚酸的量分别约为15、40、25和20%，而在GB-A-1069946中，这些酸相应的量分别为0-15，1-40，2-25和20-97%。现已发现，GB-A-1504507的聚磷酸铵，当它们用于粘合木质条的阻燃树脂产品时，并不完全令人满意。我们发现含有浓度相当低的其它磷酸盐的焦磷酸铵，不管其制法多么简单，均可用作阻燃剂。因此，一方面本专利技术提供焦磷酸铵，其中至少70%的P2O5含量是以焦磷酸盐形式存在的。第二方面，本专利技术还提供一种焦磷酸铵的制备方法，其中将固体焦磷酸相Ⅱ溶于pH为6-10的焦磷酸铵水溶液中以生成pH为5-9的一种水溶液，然后使该溶液与氨反应得到pH为6-10的一种焦磷酸铵溶液，其中至少70%的P2O5以焦磷酸盐形式存在。第三方面，本专利技术还提供一种可燃基质的阻燃方法，该方法包括用含焦磷酸铵的水溶液(其中至少70%的P2O5以焦磷酸盐形式存在)浸渍该基质。最好，浸渍后使浸渍过的基质干燥并进行热固化。本专利技术还进一步提供含可燃基质和焦磷酸铵的阻燃材料，其中至少70%的P2O5以焦磷酸盐形式存在。最好聚磷酸铵中所含的P2O5至少80%为焦磷酸盐，三聚和高聚磷酸盐少于15%，正磷酸盐少于8%，尤其是焦磷酸盐至少为90%时，正磷酸盐则少于5%，最好少于3%，而其余(最好少于5%)为三聚和高聚磷酸盐。相Ⅱ固体焦磷酸已在Kirk-othmer Encyclopaedia of Chemical Technology，第二版，Vol15，P241中描述。在存在相Ⅱ晶种情况下，通过液体磷酸的结晶可获得相Ⅱ固体焦磷酸，它最好含79.7%的P2O5(其组成相当于H4P2O7)，(这79.7%液体焦酸约含有46%的焦磷酸，20%正磷酸，20%三聚磷酸和14%的高聚磷酸)。最好结晶是存在的酸全部固化，当该液体的P2O5含量优选为79.7%时这是随意的，而在其它情况下可能是一种重结晶，其中焦酸结晶与还含有正、三和高聚酸的母液分离。通常在40-65℃，最好在50-65℃，一般在60℃温度下完成结晶。在结晶过程中，缩合焦酸最好与一层厚的固化焦酸冷却表面相接触;另一种方法(但不是优选的)是在搅拌的冷却酸体内形成焦酸晶体。结晶可在转鼓式结晶器内方便地进行，固体产品积聚在转鼓的冷却内壁上。固相Ⅱ晶体，与母液(如果有母液)分离后，再与焦磷酸铵水溶液接触，该焦磷酸铵最好是部分循环产品。该溶液最初pH为6-10，尤其是8-10，晶体与溶液的相对比例为该溶液不再与晶体接触时，最终pH为5-9，尤其为6-8。接触可为断续进行，使全部晶体与全部溶液相接触，或以半连续方式进行，使溶液重复通过晶体，但最好是连续进行接触，溶液连续通过晶体以逐渐浸出焦酸。在低于65℃(如20-40℃)的温度下进行接触。然后使PH为5-9的液体与氨混合以生成PH为6-10的焦磷酸铵溶液。通常一部分溶液与新鲜晶体循环接触，最好在冷却以后，而其余部分作为产品被取出。通常焦磷酸铵溶液所含的铵离子的氮原子与磷酸盐的磷原子之比为1-2∶1。最好该比为1.4-1.6∶1。在本专利技术的最佳实施方案中，该水溶液还含有每个分子至少有两个氨基的氨基甲酸衍生物。这种添加剂可提高阻燃剂成品的抗沥滤性。作为添加剂特别有用的是脲、胍和双氰胺。使用脲是最好的。氨基甲酸衍生物与焦磷磷盐的比为3∶1-1∶1(按重量计)，最好为1.5∶1-2∶1。用本专利技术方法处理的基质包括木材(包括木质条产品和木质片材，例如胶合板、粗纸板、中硬纤维板和其它的刨花板，如稻草板。这些刨花板含有与树脂粘合在一起的木屑。特别重要的是具有两层或多层密度不同的木屑层的刨花板，尤其是复合结构的刨花板，低密度的中间层夹在高密度的两层中间。用处理溶液浸渍基质时，可通过任何适用于特定类型基质的常规方法来完成。可用浸泡、浸入或喷涂方法浸渍该木材和木质产品如刨花板基质，还可将水溶液刷在基质的表面上或用压力浸渍法或真空浸渍法。进入基质的焦磷酸铵混合物的比例取决于所要的阻燃程度和该基质的燃烧性。对木材和纤维板而言，最好引入1-30%，优选引入5-25%(以重量计)的焦磷酸铵(上述百分比以干焦磷酸铵的重量与相关的干基质重量之比表示)用于浸渍步骤的焦磷酸铵水溶液的浓度取决于所采用的浸渍方法及所要加到基质上的焦磷酸盐的量。一般来说，所用的焦磷酸铵浓度(以重量计)为0.5-20%，如10-15%(以五氧化二磷对所存在的水的重量百分比表示)。该水溶液还含有通常用于木质产品防火或阻燃的添加剂。这些添加剂包括例如已知的木材防腐剂，如四水合八硼酸二钠及用于提高成品纸板尺寸稳定性的石蜡。浸渍步骤之后，使基质干燥，然后进行热固化。通过逐渐加热，例如从30-80℃，加热时间为12-120小时，同时慢慢降低环境湿度使浸渍过的木材产品干燥以使处理过的产品所含水分适合予定的目的用途。最好在较高温度(如80-110℃)下，再经一段时间(如4-8小时)的热固化。另一种方法是在制造刨花板之前或过程中将焦磷酸铵溶液与构成该板的成分混合。在此情况下，该溶液浓度(以P2O5计)为10-50%，优选为20-40%，最好为25-35%，而且含有构成该板的成分总重量为5-15%，最好为8-12%。该板可用常规压制方法制造，并含有可用于该法中的任何普通粘结树脂，如脲、密胺、苯酚或间苯二酚与醛类(如甲醛)或异氰酸酯的缩合物。可用本专利技术方法处理的其它基质包括纺织和非纺织材料。典型的纤维素基质如下如纺织品纤维或丝，如棉、亚麻、黄麻、黄麻粗布或再生的纤维素材料，如人造丝或粘胶纤维，但也可是纸、卡片纸板或壁纸。该基质成分也可为纤维素材料和其它可共混的或与此混合的纤维，如聚酯或尼龙，丙烯酸类、乙酸酯、聚丙烯、丝或羊毛。这些纤维掺合物或混合物至少含有50%的纤维素材料，如70-100%，最好50-80%。纤维的量为50-1000g/m2，如80-500g/m2。该纤维可为绒毛或平纹结构。该纤维可为本色的或未染色的、或染色的、或印花的。特别是白色或浅色的。浸渍前该纤维通常无油污、浆液、天然蜡和施加的涂层(虽然它可能含有荧光增白剂)。用常规方法如浸染、浸泡或喷涂将pH一般为5-8，如5.5-7.5的阻燃介质涂于基质上，通常湿粘着量为50-150%如60-100%。干燥前而剩余液体挤出后该固体增加总量一般为10-35%，如25-30%(以纤维最初的干重量计)。浸渍后干燥基质，如纺织品基质在80-120℃干燥2-40分钟如2-10分钟。在任何普通干燥器如展幅机的强制空气干燥器中进行干燥。干燥后该固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基本上由焦磷酸铵组成的组合物，其特征在于该组合物中磷含量的至少７０％是以焦磷酸盐形式存在的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KM史密夫，RA史密夫，
申请(专利权)人：阿尔布赖特威尔逊公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]