聚磷酸銨
發布時間:2016-11-30 來源:未知     分享到:
  聚磷酸銨又稱多聚磷酸銨或縮聚磷酸銨(簡稱APP)。聚磷酸銨無毒無味,不產生腐蝕氣體,吸濕性小,熱穩定性高,是一種性能優良的非鹵阻燃劑。但是也存在相應缺點,由于目前工藝聚合度較小所以具有較大的吸濕性,并且對工程塑料的力學性能影響很大

  簡介

  在20世紀70年代初,日本、前西德、前蘇聯等開始大量生產,應用較為普遍。我國從20世紀80年代開始研制該類產品,生產企業有幾十家,主要用作阻燃劑。

  聚磷酸銨是一種含N和P的聚磷酸鹽,按其聚合度可分為低聚、中聚以及高聚3種,其聚合度越高水溶性越小,反之則水溶性越大。按其結構可以分為結晶形和無定形,結晶態聚磷酸銨為長鏈狀水不溶性鹽。聚磷酸銨的分子通式為(NH4)(n+2)PnO(3n+1),當n為10 ~20時,為水溶性;當n大于20時,為難溶性。

  聚磷酸銨已逐漸進入復混肥和液體肥料的生產,特別是在發達國家已得到廣泛應用。20世紀70年代初,美國開發了用商品濕法磷酸(54%P205,質量分數)生產聚磷酸銨基礎液體肥料,也就是將濕法磷酸濃縮成過磷酸,在管式反應器中與氨反應,生成高濃度聚磷酸銨,加水冷卻生成品級為10-34-0的液肥產品。基礎液肥可與氮溶液、鉀肥生產液體復混肥。我國目前尚未有專業生產聚磷酸銨肥料的企業,其性狀、組成及生產方法尚存在爭議,一般認為作為肥料用聚磷酸銨應是短鏈全水溶的,包含磷酸銨、三聚磷酸銨和四聚磷酸銨等多種聚磷酸銨,聚合度更高、鏈更長的聚磷酸銨只有少量存在;另有資料介紹,農用聚磷酸銨聚合度通常為5~18,且溶解性好,是液體肥料的主要品種。農用聚磷酸銨在中國僅有少量生還未形成商品出售。

  基本信息

  簡稱:APP。

  英文名: ammonium polyphosphate;polyphosphoric acids ammonium salts

  CAS編號68333-79-9。

  聚磷酸銨系無分支的長鏈聚合物,分子結構通式為(NH4)n+2PnO3n+1,當n足夠大時,可寫為(NH4)n+2PO3n+

  質量指標

  指標名稱 一等品 合格品

  五氧化二磷(P2O5)的質量分數/%≥ 68.0 67.0

  氮(N)含量/%≥ 13.0 12.0

  平均聚合度 30 20

  pH值(10g/L溶液) 4.5~6.5 4.5~6.5

  細度(通過50μm篩)/%≥ 90 90

  物化性能

  聚磷酸銨的含磷量高達30%~32%,含氮為14%~16%。這類阻燃劑最突出的特征是燃燒時的生煙量極低,不產生鹵化氫。由于聚磷酸銨熱穩定性好,可替代磷酸銨。

  聚磷酸銨為白色結晶或無定形微細粉末。APP的水溶性和吸濕性隨聚合物增加而降低。國內按聚合度n的不同可分為水溶性(n=10~20,相對分子質量1000~2000)和水不溶性(n>20,相對分子質量大于2000)兩種。n可大于1000。國外把n<100稱為結晶相I聚磷酸銨(APPⅠ),把n>1000的帶支鏈的APP稱為結晶相Ⅱ聚磷酸銨(APPⅡ)。n<100的短鏈APP對水的敏感性(可水解性)比超長鏈(M>1000)APP大,而后者的熱穩定性和耐水解性較高。長鏈APP在300℃以上才開始分解成磷酸和氨,而短鏈APP在150℃以上就開始分解。

  常用的結晶態APP為水不溶性長鏈狀聚磷酸銨鹽。APP含磷量大、含氮量高,磷氮體系產生協同效應,阻燃性好。相對密度小,分散性好,化學穩定性好、消煙、毒性低。

  制法

  APP的生產方法常用的有兩種,

  一種是磷酸-尿素熱聚合法:

  另一種是磷酸銨的尿素熱聚法: 聚合溫度約為205~300℃,反應過程維持—定的氨分壓,以防止APP分解。

  特性及用途

  APP廣泛應用于膨脹型防火涂料、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、環氧樹脂、橡膠制品、纖維板及干粉滅火劑等,是一種使用安全的高效磷系非鹵消煙阻燃劑。

  APP在聚氨酯硬泡中有很高的阻燃性、尺寸穩定性、耐水解性和耐熱性。對硬質聚氨酯泡沫塑料的有毒和腐蝕性氣體生成量,甚至可與未阻燃的同類材料媲美。一氧化碳及氯化氫的生成量也比含鹵聚氨酯泡沫塑料低得多。

  聚磷酸銨具有膨脹阻燃功能,故更有利于降煙和抗滴落,雖然為固體,但易于在多元醇中分散。一般來說,含較多聚酯多元醇的聚氨酯組分比聚醚多元醇組分更適合于用APP阻燃。用量5~20份。

  APP除適用于硬質聚氨酯泡沫塑料及聚酯軟質聚氨酯泡沫塑料外,還適用于其他樹脂、膠粘劑及涂料。

  毒性

  APP的毒性非常小,急件經口中毒數據(大鼠)LD50>10g/kg

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