Способ получения высококонденсированного фосфата аммония цепного строения
(72) Авторы изобретения
И. А. Гришина, Е. Ф. Гришина, Н. И. Усачева, И. Г. Гришаев и Г. П. Петрова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОНДЕНСИРОВАННОГО
ФОСФАТА АММОНИЯ ЦЕПНОГО СТРОЕНИЯ
Изобретение относится к процессу получения полифосфата аммония, применяющегося в соста ве огнезащитных покрытий, и при изготовлении конструкционных огнестойких материалов.
Различная огнезащитная эффективность полифосфатов аммония обусловлена степенью их полимеризации. Чем выше степень полимеризацни, тем эффективнее огнезащитное действие антипирена н долговечнее содержащие его покрытия и конструкционные материалы, Известен способ получения полифосфата аммония цепного строения формулы (МН РОэ) в которой n = 10 — 400, нагреванием при 200— о
340 С ортофосфата аммония, пятиокиси фосфора или мочевины в присутствии газообразного аммиака, давление паров которого составляет более 0,6 атм (11, Недостатком известного способа является применение заведомо избыточного количества аммиака в ходе реакции и невысокая степень
Ю полимеризации.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности н достигаемому результату является способ получения высококонденсиро ванного полифосфата аммония, согласно которому проводят термическую дегидратапию смеси ортофосфата аммония и мочевины в мольном соотношении 1:1 — 1.2 при 270 — 300 С в течение
0,5 — 2 ч в атмосфере газообразного аммиака, взятого в избыточном количестве > 5%, что соответствует > 70% содержания его в газовой фазе (2), Недостатком известного способа является то, что образующиеся полифосфаты аммония имеют низкие степень полимеризации (не более 400 атомов фосфора в цепи) и коэффициент гигроскопнчности / = 3 ммоль НрО) r.÷, что соответствует по шкале гнгроскопичности гигроскопичным веществам.
Цель изобретения — увеличение степени полимеризации полифосфата аммония и снижение гигроскопичности.
Поставленная цель достигается способом получения высококонденсированного фосфата аммония цепного строения путем смешения ортофосфата аммония с мочевиной в мольном соотношении 1:1 — 1,2 н нагревания при 270—
О
300 С в атмосфере газов, дегидратапию проводят
3 899459 при содержании в атмосфере аммиака в количестве 60--65%.
Время термообработки, ч
Состав полифосфата, вес,%
Количество
NH3 в системе, об.%
Коэффици- * ент гнгроскопичносСтепень полимеризации, Рг Оз Рг 05 МНз рН оБщ рщ ти, ммоль
Н,О г ч
60-65
0,5
72,5
8,2
185 638
440
2,65
70 (5% избытка) 0,5
72,9
10,2
3,12
17,7, 6,10
190
80 (15% избытка}
100 335
560 2,40
73,9
0,5
15,0
18,3 6,00
18,32 6,47
73,6
60 — 65
1,0
4,9
70 (5% избытка) 8.8
270 3,05
72,7
17,9 6,00
1,0
80 (15% избытка) 180 3,15
13,6
18,0 6,30
73,1
1,0
72,0
1030 2,14
18,2 6,47
60-65
2,0
4,2
70 (5% избытка) 396 2,91
19,1 630
72,7
2,0
80 (15% избы гка) 290 3,05
17,2 6,00
70,1
12,5
2,0 банной печи с косвенным обогревом и возвратом части готового продукта в качестве ретура при 270 — 300 С в атмосфере газов, содержащих
60 — 65 об.% NHq, Пример 1. 875 r реакционной смеси, в том числе 575 г моноаммонийфосфата и 300 r мочевины (мольное соотношение 1:1) выдерживают в печи при 300 С в течение 0,5 ч в атмосфере реакционных газов, содержащих 65% аммиака, Состав полученного продукта,%:
Рг Озо 72,4
Рг 05 6,7
ВоДн . нз 18,85 рН 0 S o-ного раствора 6,17
Степень полимеризации (Р,) 440 ат. Р в цепи.
Коэффициент гигроскопичности () 2,65.
При реализации данного способа степень полимеризации образующихся фосфатов аммОния возрастает до 440 — 1000 атомов фосфора в цепи
О целесообразности выбранных условий проведения процесса свидетельствуют данные таблицы, показывающие, что понижение содержания аммиака в атмосфере реакции способ 45 ствует увеличению степени дегидратации и, соответственно, длины цепи образующихся полифосфатов, а также уменьшению коэффициента гигроскопичности (<3 соответствует мало гигроскопичным веществам). Это объясняется тем, что при уменьшении количества аммиака понижается его парциальное давлеййе по сравнению с известным способом, что сдвигает равновесие реакции разложения мочевины и, следовательно, повышает ее депщратирующее действие. .Способ осуществляют следующим образом.
Ортофосфат аммония и мочевину смешивают в мольном соотношении 1:1 — 1,2 и нагревают в герметичном аппарате пша вращающейся бара4 при прежней продолжительности реакции дегидратации 0,5 — 2 ч.
Влияние изменения содержания аммиака в газовой фазе на степень полимериэации и коэффициент гигроскопичности полифосфатов аммония показаны в таблице.
899459 6
Коэффициент гигроскопичности составляет 2,142,7 ммоль Н О/r.÷.
Формула изобретения
Способ получения, высококонденсированногО фосфата аммония цепного строения путем термической дегидратации смеси ортофосфата аммония и мочевины в соотношении 1:1-1,2 при темпе. о ратуре 270-300 С в атмосфере газообразного аммиака, отличающийся тем, что, с целью чвеличения степени полимеризации и снижения гигроскопичности продукта, процесс проводят при содержании аммиака 60 — 65 об.%.
Источйикн информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ФРГ И 1767205, 12 i 25/38, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР N 710927, кл. С 01 В 25/28, 1977.
Составитель Т. Мещерякова
Техред А,Бабинец
Редактор H. Рогулич
Заказ 12042/25
Тираж 513
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП *Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Выход продукта 440 r (,м 100%).
Пример 2. 875 г, реакционной смеси, в том числе 575 г моноаммонийфосфата и
300 r мочевины (мольное соотношение 1:1) прогревают при ЗОФС в течение 2 ч в атмосфере реакционных газов, содержащих 60% аммиака.
Состав полученного продукта,%:
Р О, ВОДН
4,2
Рг О о ц
72,0
10 Нз 18,2 рН 0,5%-ного раствора 6,47.
Степень полимериэации (Рп) 1030. Коэффициент гигроскопичности (g) 2,14.
Выход продукта 442 r (100%).
Использование предлагаемого способа позволит увеличить степень полимеризации образующихся фосфатов аммония в 1,1 — 2,5 раза (число атомов фосфора в цепи возрастает до 440 — 1000 атомов) при прежней продолжи20 тельности реакции дегидратации равной 0,5—
2 ч, а также снизить гигроскопичность продукта, Корректор У. Пономаренко
