[发明专利]磷酸脲路线制备结晶Ⅰ型聚磷酸铵的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及聚磷酸铵制备技术领域，具体地说，是一种磷酸脲路线制备结晶I型聚磷酸铵制备方法。

【背景技术】

结晶I型聚磷酸铵的生产方法主要有以下几种：(1)磷酸与尿素聚合法，此法是工业生产中合成结晶I型聚磷酸铵的最常用方法，也是国内大部分企业采用的方法，该方法采用工业磷酸浓度为80-85％，由于水的存在生产的产品一般聚合度为20-30，而且采用尿素作缩合剂，尿素高温分解产生大量的氨和二氧化碳气体，使得反应过程中大量发泡而造成溢料，另外还需设置较大的废气回收装置；(2)磷酸二氢铵与尿素的缩合，例如，1968年的美国专利US3397035，Shen C Y等以磷酸二氢铵为原料、尿素为氨化缩合剂生产聚磷酸铵，该法在生产过程中物料牢牢地粘在反应器壁上，致使卸料困难，或者产品颜色发黄，不易达到标准和客户的要求。

专利ZL200410079634.7公开了一种聚磷酸铵的方法，该方法以聚磷酸为原料，由于聚磷酸一般是以黄磷为原料制得，存在高成本、高能耗的问题，且聚磷酸腐蚀性强，对设备材质要求高。另外该法在反应过程中放热较大，反应体系粘度大，热量移除困难。

发明专利CN101519197A公开了一种制备高聚合度结晶I型聚磷酸铵的方法，以磷酸脲、磷酸二氢铵和尿素为原料，摩尔比为1∶(0～5.5)∶(0.2～8.0)，反应温度200～320℃，反应压力0.06～0.12MPa，反应时间60～150min。

发明专利公开CN101602502A公开了一种制备结晶I型聚磷酸铵的方法，以工业级磷酸二氢铵为原料，加入缩聚剂和含铁或/和镁的添加剂，180-280℃进行聚合反应，反应时间30-150min。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

(1)以磷酸脲为原料，克服了使用聚磷酸存在的高成本、高能耗、高污染问题；

(2)不必使用缩合剂，仅使用磷酸脲一种反应原料；

(3)反应温度较低，操作压力较低，卸料容易，生产过程容易控制；

(3)以磷酸脲为原料，有效的解决了常规方法以磷酸为反应原料时的磷酸运输问题，原料运输和贮存更安全、更方便。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种以磷酸脲为主要原料，在氨气存在下制备结晶I型聚磷酸铵的方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的，其具体步骤为：

(1)在反应器中加入磷酸脲，加热至160～260℃，维持5～30min；

(2)继续升温至200～280℃通入氨气，氨气分压0.02～0.04Mpa，每公斤物料氨气流量0.3～1.0L/min，保温反应0.5-1.5小时；

(3)冷却出料，粉碎，即可得到结晶I型聚磷酸铵。

采用X射线衍射，对得到的聚磷酸铵晶型进行检测，所用的仪器为D/MAX2550VB/PC型转靶X射线多晶衍射仪CuK检测。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明提供了另一种制备结晶I型聚磷酸铵的方法，丰富了制备所需的原料，制备过程简单、易于控制，原料运输更安全、更方便。

【附图说明】

图1是本发明制备的结晶I型聚磷酸铵的X射线衍射图。

【具体实施方式】

以下提供本发明制备结晶I型聚磷酸铵的方法的具体实施方式。

实施例1

在反应釜中加入磷酸脲，加热至180℃，维持30min，继续升温至260℃通入氨气，氨气分压0.02Mpa，氨气流量0.5L/min，保温反应1.5小时，之后经固化、冷却、破碎、得到结晶I型聚磷酸铵。

实施例2

在反应釜中加入磷酸脲，加热至160℃，维持20min，继续升温至250℃通入氨气，氨气分压0.02Mpa，氨气流量0.3L/min，保温反应1小时，之后经固化、冷却、破碎、得到结晶I型聚磷酸铵

实施例3

在反应釜中加入磷酸脲，加热至200℃，维持15min，继续升温至250℃通入氨气，氨气分压0.04Mpa，氨气流量0.8L/min，保温反应1.5小时，之后经固化、冷却、破碎、得到结晶I型聚磷酸铵。

实施例4

在反应釜中加入磷酸脲，加热至180℃，维持10min，继续升温至260℃通入氨气，氨气分压0.02Mpa，氨气流量1.0L/min，保温反应0.5小时，之后经固化、冷却、破碎、得到结晶I型聚磷酸铵。

实施例5