聚磷酸銨簡(jiǎn)介

在20世紀(jì)70年代初，日本、前西德、前蘇聯(lián)等開(kāi)始大量生產(chǎn)，應(yīng)用較為普遍。我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研制該類(lèi)產(chǎn)品，生產(chǎn)企業(yè)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(jié)構(gòu)可以分為結(jié)晶形和無(wú)定形，結(jié)晶態(tài)聚磷酸銨為長(zhǎng)鏈狀水不溶性鹽。聚磷酸銨的分子通式為(NH4)(n+2)PnO(3n+1)，當(dāng)n為10 ~20時(shí)，為水溶性;當(dāng)n大于20時(shí)，為難溶性。

聚磷酸銨已逐漸進(jìn)入復(fù)混肥和液體肥料的生產(chǎn)，特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)70年代初，美國(guó)開(kāi)發(fā)了用商品濕法磷酸(54%P205，質(zhì)量分?jǐn)?shù))生產(chǎn)聚磷酸銨基礎(chǔ)液體肥料，也就是將濕法磷酸濃縮成過(guò)磷酸，在管式反應(yīng)器中與氨反應(yīng)，生成高濃度聚磷酸銨，加水冷卻生成品級(jí)為10-34-0的液肥產(chǎn)品。基礎(chǔ)液肥可與氮溶液、鉀肥生產(chǎn)液體復(fù)混肥。我國(guó)目前尚未有專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)聚磷酸銨肥料的企業(yè)，其性狀、組成及生產(chǎn)方法尚存在爭(zhēng)議，一般認(rèn)為作為肥料用聚磷酸銨應(yīng)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(zhǎng)的聚磷酸銨只有少量存在;另有資料介紹，農(nóng)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(nóng)用聚磷酸銨在中國(guó)僅有少量生還未形成商品出售。

簡(jiǎn)稱(chēng):APP。

英文名: ammonium polyphosphate;polyphosphoric acids ammonium salts

CAS編號(hào)68333-79-9。

聚磷酸銨系無(wú)分支的長(zhǎng)鏈聚合物，分子結(jié)構(gòu)通式為(NH4)n+2PnO3n+1，當(dāng)n足夠大時(shí)，可寫(xiě)為(NH4)n+2PO3n+

指標(biāo)名稱(chēng) 一等品 合格品

五氧化二磷(P2O5)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≥ 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(xì)度(通過(guò)50μm篩)/%≥ 90 90

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

聚磷酸銨為白色結(jié)晶或無(wú)定形微細(xì)粉末。APP的水溶性和吸濕性隨聚合物增加而降低。國(guó)內(nèi)按聚合度n的不同可分為水溶性(n=10~20，相對(duì)分子質(zhì)量1000~2000)和水不溶性(n>20，相對(duì)分子質(zhì)量大于2000)兩種。n可大于1000。國(guó)外把n<100稱(chēng)為結(jié)晶相I聚磷酸銨(APPⅠ)，把n>1000的帶支鏈的APP稱(chēng)為結(jié)晶相Ⅱ聚磷酸銨(APPⅡ)。n<100的短鏈APP對(duì)水的敏感性(可水解性)比超長(zhǎng)鏈(M>1000)APP大，而后者的熱穩(wěn)定性和耐水解性較高。長(zhǎng)鏈APP在300℃以上才開(kāi)始分解成磷酸和氨，而短鏈APP在150℃以上就開(kāi)始分解。

常用的結(jié)晶態(tài)APP為水不溶性長(zhǎng)鏈狀聚磷酸銨鹽。APP含磷量大、含氮量高，磷氮體系產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，阻燃性好。相對(duì)密度小，分散性好，化學(xué)穩(wěn)定性好、消煙、毒性低。

APP的生產(chǎn)方法常用的有兩種，

一種是磷酸-尿素?zé)峋酆戏?

另一種是磷酸銨的尿素?zé)峋鄯? 聚合溫度約為205~300℃，反應(yīng)過(guò)程維持-定的氨分壓，以防止APP分解。

APP廣泛應(yīng)用于膨脹型防火涂料、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)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(wěn)定性、耐水解性和耐熱性。對(duì)硬質(zhì)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(lèi)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(lái)說(shuō)，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(zhì)聚氨酯泡沫塑料及聚酯軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料外，還適用于其他樹(shù)脂、膠粘劑及涂料。

插圖:

1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)聚磷酸銨的分類(lèi)、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、標(biāo)簽、包裝、運(yùn)輸和貯存。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)聚磷酸銨。該產(chǎn)品主要用作涂料、造紙、塑料、橡膠、紡織、木材及有機(jī)建材等制品的阻燃添加劑。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版本均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

《工業(yè)聚磷酸銨(HG/T2770-2008)》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。