一种非五氧化二磷原料路线制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵的方法 【技术领域】
本发明涉及聚磷酸铵制备技术领域，具体地说，是一种非五氧化二磷原料路线制备结晶II型聚磷酸铵的方法。
【背景技术】
结晶II型聚磷酸铵阻燃剂是一种高效的无卤阻燃材料，它具有低毒、低烟、无熔滴的特点，同时又具有很好的热稳定性、较低的水溶性、较小的吸湿性的优点，广泛应用于聚烯烃的无卤膨胀阻燃。
对于结晶II型聚磷酸铵的制备方法，现主要的技术是采用五氧化二磷和磷酸氢二铵为主要原料，同时添加尿素、三聚氰胺、碳酸铵或硫酸铵为缩合剂，并在氨气气氛条件进行，反应在捏合机中进行，经混合、熔融、结晶、粉碎制得结晶II型聚磷酸铵。
如发明专利公开CN1629070A，选用等摩尔的五氧化二磷和磷酸氢二铵在150-350℃温度下，添加硫酸铵、三聚氰胺或碳酸氢铵为缩合剂，在氨气气氛下经混合、熔融、结晶、粉碎制得结晶II型聚磷酸铵。
五氧化二磷来源于热法磷酸，它吸湿性极强，在工业生产上对安全操作带来极大的隐患，且贮存及运输对安全规格要求极高。逐渐限制热法磷酸是企业节能减排和资源可持续发展的必然要求。目前，热法磷酸除用于电子级、医药级磷酸及其它一些特定磷化工产品外，其它磷化工产品正在逐步被湿法磷酸及其磷酸盐所替代，因此，以非五氧化二磷为原料路线的结晶II型聚磷酸铵制备方法，符合企业节能减排和磷化工行业产业结构调整的需要。
对于非五氧化二磷原料路线制备结晶II型聚磷酸铵，发明专利公开101428780A选用精制磷酸为主要原料，以尿素、三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺中的一种或它们的混合物为缩合剂，在150～320℃的温度，反应半小时后，通入 氨气氨化、熟化、结晶、破碎，得到结晶II型支链聚磷酸铵。发明专利公开101538029A以磷酸氢二铵为主要原料，以尿素和(或)三聚氰胺为缩合剂，在120～320℃温度，反应30～120分钟，通入氨气氨化30～100分钟使其熟化和结晶，之后破碎，得到结晶II型聚磷酸铵。
本发明提供了另一种非五氧化二磷原料路线制备结晶II型聚磷酸铵的方法。
【发明内容】
本发明的目的在于克服五氧化二磷原料路线技术的不足，提供一种以磷酸铵盐和聚磷酸三聚氰胺盐为主要原料，制备结晶II型聚磷酸铵的方法。
本发明的实施方法是：
将一定量的磷酸铵盐和聚磷酸三聚氰胺盐在常温下混合均匀，升温到120℃～320℃通入湿氨气，反应30～120分钟，继续升温到180～380℃通入湿氨气，反应1-5小时，之后经固化、破碎、冷却，得到结晶II型聚磷酸铵。
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铵盐和聚磷酸三聚氰胺盐，其中，磷酸铵盐可以是磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、或磷酸三铵中的任意一种或多种以任意比例的混合物，聚磷酸三聚氰胺盐可以是磷酸三聚氰胺盐、焦磷酸三聚氰胺盐、或聚磷酸三聚氰胺盐中的任意一种，磷酸铵盐的重量份数为100份，聚磷酸三聚氰胺盐的重量份数为1-100份；
(2)常温下将物料混合均匀，加热至120～320℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量1-30L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为2-25％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应30～120分钟；
(3)继续升温到180～380℃通入湿氨气，湿氨气体的流量1-30L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为2-25％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更 换一次，反应1-5小时；
(4)冷却出料，粉碎，即可得到结晶II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：
本发明以磷酸铵盐和聚磷酸三聚氰胺盐的混合物作为反应原料，是一种非五氧化二磷原料路线的结晶II型聚磷酸铵制备方法，制备过程安全、简单、易实现，并且晶型稳定。
【附图说明】
图1是本发明制备的结晶II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II型聚磷酸铵的方法的具体实施方式。
实施例1
在反应器中加入磷酸氢二铵100kg，磷酸三聚氰胺盐30kg，常温下将物料混合均匀，加热至220℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量20L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为8％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应30分钟；继续升温到320℃通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为15％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应3小时；冷却出料，粉碎，即可得到结晶II型聚磷酸铵。
实施例2
在反应器中加入磷酸二氢铵100kg，磷酸三聚氰胺盐70kg，常温下将物料混合均匀，加热至280℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为15％的氨水溶液中，并且该氨水溶液 每半小时更换一次，反应60分钟；继续升温到280℃通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为15％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应4小时；冷却出料，粉碎，即可得到结晶II型聚磷酸铵。
实施例3
在反应器中加入磷酸三铵100kg，聚磷酸三聚氰胺盐50kg，常温下将物料混合均匀，加热至180℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为20％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应60分钟；继续升温到350℃通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为20％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应4.5小时；冷却出料，粉碎，即可得到结晶II型聚磷酸铵。
实施例4
在反应器中加入磷酸氢二铵100kg，焦磷酸三聚氰胺盐30kg，其余均同实施例3。
实施例5
在反应器中加入磷酸氢二铵50kg，磷酸二氢铵50kg，聚磷酸三聚氰胺盐60kg，其余均同实施例3。
实施例6
在反应器中加入磷酸三铵100kg，磷酸三聚氰胺盐60kg，其余均同实施例3。
实施例7
在反应器中加入磷酸氢二铵100kg，聚磷酸三聚氰胺盐100kg，常温下将物料混合均匀，加热至180℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量20L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为15％的氨水溶液中，并且该氨水溶液 每半小时更换一次，反应100分钟；继续升温到220℃通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为2％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应4小时；冷却出料，粉碎，即可得到结晶II型聚磷酸铵。
实施例8
在反应器中加入磷酸氢二铵80kg，磷酸三铵20kg，焦磷酸三聚氰胺盐13kg，常温下将物料混合均匀，加热至220℃，期间不断搅拌，并通入湿氨气，湿氨气体的流量20L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为10％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应60分钟；继续升温到280℃通入湿氨气，湿氨气体的流量10L/min，湿氨气体是以干空气通入浓度为20％的氨水溶液中，并且该氨水溶液每半小时更换一次，反应2小时；冷却出料，粉碎，即可得到结晶II型聚磷酸铵。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。