[发明专利]一种表面包覆含氟硅油的聚磷酸铵的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚磷酸铵的制备方法。

背景技术

聚磷酸铵(APP)是一种添加型无机阻燃剂，其含磷量高，含氮量大，热稳定性好，产品近于中性，并可以与其它阻燃剂(无机物或有机物)混用，分散性较好，同时具有价格便宜、毒性较低、使用安全等优点，因而广泛地应用于配制膨胀型防火涂料、电缆防火处理、纸张和木材等的阻燃处理，又可以用于塑料和橡胶的阻燃制品中。

根据聚合度n的大小，APP可分为短链APP(n＝10～20)(又称水溶性APP)长链APP(n>20)(又称水不溶性APP)，其中长链APP用途广泛。目前对APP的改进方法主要有：

(1)提高聚合度：高聚合度的APP吸水性小，热稳定性高。日本专利报道，加热磷酸铵与五氧化二磷的混合物，温度为200～300℃，加磷酸铵于上述反应物中，整个反应中磷酸铵与五氧化二磷的物质的量比控制在(1:1)～(30:1)，再加尿素，尿素与整个反应的磷酸铵的物质的量比为(1:20)～(2:1)，温度250℃～330℃，产物为II-型APP。有关高质量聚磷酸铵的研究，国外在这方面己有产品投入市场，如美国Hoechest公司生产的Exolit系列阻燃剂中，ExolitAPP22产品聚合度超过700，Hoechest公司开发的聚磷酸铵聚合物，聚合度达2000，溶解度儿乎为0，有较高的白度指数。中国由于生产设备不具备及加热、搅拌和捏合于一体的装置要求，而且产品质量不稳定。另外值得注意的是五氧化二磷正逐步淡出APP的制备过程，取而代之的是尿素，但该原料在反应时放出大量的氨气和二氧化碳，对反应釜的容积提出了更高的要求，并且反应过程中反应物呈高粘性物，气体从中排出比较困难。

(2)微胶囊化：APP与某些高分子材料相容性较差，易从聚合物制品中渗出而流失，降低了它的阻燃性能。再者，APP的热稳定性较差，受热分解产生小分子化合物，难以满足在较高温度下塑料加工的要求。采用微胶囊技术(MC)对APP进行包覆处理，使APP表面涂有包覆材料，从而改变APP的性能。根据所需的阻燃基料种类，选择合适的囊材，MC化的阻燃剂加入后增加与聚合物的相容性，从而减少和消除阻燃剂对聚合物制品物理、机械和电性能的不利影响。可用于包覆材料的种类很多，一般选用耐热性较高的聚脲、蜜胺树脂、环氧树脂、季戊四醇等，不仅可以改善其操作性，而且有利于环境保护。德国专利报导，用三聚氰胺甲醛树脂MC化APP的实例为：在5.2kg的APP(牌号为Exolit22)中加入500g牌号为KanraaminTmpreganting Resin700的三聚氰胺甲醛树脂、5.6kg水和3L甲醇，在120℃反应20min，制得5.5kgMC化的APP。与未MC化的APP相比，MC化的APP水溶性由25℃的8.2％和60℃的62％分别降至0.2％和0.8％。另一个用聚脲MC化APP的实例为：将含15g聚脲(牌号为Cardate)的丙酮溶液滴加到含250g的APP的丙酮溶液中，回流2h，加水，制得250g聚脲MC化水解稳定性的与未MC化的APP相比，水溶性由8.2％和62％(25℃和600℃)降至3.6％和14.3％。将该产品添加到聚氨酯中，阻燃效果达UL-94V-0级。

北京联合大学芦笑梅使用EVA对APP制成的IFR进行包覆改性，提高了IFR阻燃PP的防潮性，并改善了IFR与PP的相容性。其合成步骤为：将3g的H₃PO₄在190℃下加到27g的APP中，使呈现熔融状态，并加入l0g季戊四醇、2.5g三聚氰胺，反应5h，再加入7.5g三聚氰胺反应2h，得产物。将产物在230～250℃脱气处理2h，冷却后研磨得白色粉末状IFR。将EVA与IFR按比例在180℃料温下混合均匀，即得MC化的IFR。结果表明，加入EVA后的IFR阻燃PP吸潮性有明显改善：不加EVA时为8.36％，加入4.2％EVA后为0.86％。