一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，將紅磷和水放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨；將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入助劑Ⅰ，調(diào)節(jié)pH，去除水相后，再加入水進(jìn)行水洗；將助劑Ⅱ加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值，再加入已混合后的助劑Ⅲ，保持溫度在85~95℃，反應(yīng)2~3h，得紅磷反應(yīng)液；將紅磷反應(yīng)液自然冷卻7~9h后，移送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行干燥，最終制得高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品。其制品具有著火點(diǎn)高、紅磷含量高、分散效果好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種高含鱗量包覆型紅鱗的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種包覆型紅磷的制備方法，具體涉及一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]紅磷作為一種優(yōu)良的阻燃劑已被廣泛的應(yīng)用于塑料、橡膠等聚合物材料中，但紅磷在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多弊端。例如，在生產(chǎn)過(guò)程中，作為原料的紅磷中殘留少量黃磷，使得其燃點(diǎn)較低、易燃;并且黃磷易吸濕氧化生成酸而腐蝕設(shè)備，同時(shí)產(chǎn)生劇毒性氣體磷化氫，從而縮短設(shè)備使用壽命、威脅操作人員人身安全、污染環(huán)境等；另外，紅磷作為無(wú)機(jī)物， 不易在有機(jī)高聚物中分散，因此，需對(duì)紅磷表面進(jìn)行有機(jī)改性處理，同時(shí)降低紅磷貯存難度，大大節(jié)省生產(chǎn)成本。
[0003]國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道有:CN101684186A公開(kāi)了先通過(guò)鎂、鋁、鋅等金屬鹽與水反應(yīng)在紅磷表面形成金屬氫氧化物包覆層，再通過(guò)樹(shù)脂層進(jìn)行有機(jī)包覆，但由于包覆層數(shù)較多，從而導(dǎo)致有效磷含量較低，阻燃性能被大打折扣；201210282927.X公開(kāi)了通過(guò)三聚氰胺與甲醛在堿性條件下形成三聚氰胺甲醛膠來(lái)對(duì)紅磷進(jìn)行包覆，但出現(xiàn)相容性差、難分散和易產(chǎn)生低分子甲醛等問(wèn)題。四溴雙酚A雙縮水甘油醚本身可作為單獨(dú)的阻燃劑被應(yīng)用至塑料、橡膠等領(lǐng)域中。
[0004]因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，由該方法制備的紅磷具有著火點(diǎn)高、紅磷含量高、分散效果好等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，包括以下步驟:(1)將紅磷和水放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨，其中紅磷和水的質(zhì)量比為1:2.5?3.5;(2)將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入助劑I，調(diào)節(jié)pH值至12?14、升溫至85? 95°C、攪拌20?24h后靜置，去除水相后，再加入水進(jìn)行水洗，水相去除，重復(fù)2次，其中紅磷與水洗用水的質(zhì)量比為1:1?1.5;(3)將助劑n加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值至7?8,再加入已混合后的助劑m，保持溫度在 85?95°C，反應(yīng)2?3h，紅磷與助劑m的質(zhì)量比為1:0.02?0.03，得紅磷反應(yīng)液；(4)將紅磷反應(yīng)液自然冷卻7?9h后，移送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行干燥，最終制得高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品。
[0007]步驟(2)中加入的助劑I為質(zhì)量濃度為48%的NaOH水溶液與質(zhì)量濃度為30%的亞硫酸鈉水溶液的混合溶液，兩者的質(zhì)量比為1: 〇.3?0.4。
[0008]步驟(3)中加入的助劑n為質(zhì)量濃度為30%磷酸二氫鈉水溶液。
[0009]步驟(3)中加入的助劑m為四溴雙酚A雙縮水甘油醚與二乙氨基丙胺的混合溶液，兩者的質(zhì)量比為1:0.3?0.5。[〇〇1〇] 步驟(4)中離心機(jī)，為吊袋式離心機(jī)。
[0011]步驟(5)中干燥機(jī)，為真空鼓式干燥機(jī)。
[0012]本發(fā)明所采用生產(chǎn)工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于:先將紅磷中殘留的黃磷去除，再以阻燃劑四溴雙酚A雙縮水甘油醚作為主體包覆層進(jìn)行包覆。該方法能提高制品的燃點(diǎn)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)省設(shè)備維護(hù)成本，保證了阻燃性能、大大降低了能耗、減少了生產(chǎn)成本?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。
[0014]實(shí)施例1一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，包括以下步驟:步驟(1 )，將144.8kg紅磷和362.9kg水溶液放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨；步驟(2)，將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入15.3kg質(zhì)量濃度為48%的NaOH 水溶液和4.6kg質(zhì)量濃度為30%的亞硫酸鈉水溶液，調(diào)節(jié)pH值12?13、升溫至85 °C、攪拌20h后靜置，去除水相后，再加入145.3kg水進(jìn)行水洗、水相去除，重復(fù)2次；步驟(3)，將0.9kg質(zhì)量濃度為30%磷酸二氫鈉水溶液加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值至7?8， 加入2.3kg四溴雙酸A雙縮水甘油醚和0.69kg二乙氨基丙胺，保持溫度在85°C，反應(yīng)2h;步驟(4)，將紅磷水溶液自然冷卻7h后，移送至吊袋式離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行真空鼓式干燥(_〇.〇9Mpa，120°C)，最終制得145.lkg高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品，磷含量經(jīng)檢測(cè)為97.3%。
[0015]實(shí)施例2一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，包括以下步驟:步驟(1)，將421.3kg紅磷和1471.6kg水溶液放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨；步驟(2)，將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入46.3kg質(zhì)量濃度為48%的NaOH 水溶液和18.3kg質(zhì)量濃度為30%的亞硫酸鈉水溶液，調(diào)節(jié)pH值13?14、升溫至95°C、攪拌24h 后靜置，去除水相后，再加入630.9kg水進(jìn)行水洗、水相去除，重復(fù)2次；步驟(3)，將3.9kg質(zhì)量濃度為30%磷酸二氫鈉水溶液加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值至7?8， 加入8.4kg四溴雙酸A雙縮水甘油醚和4.2kg二乙氨基丙胺，保持溫度在95°C，反應(yīng)3h;步驟(4)，將紅磷水溶液自然冷卻9h后，移送至吊袋式離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行真空鼓式干燥(-0.〇9Mpa，120°C)，最終制得425.2kg高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品，磷含量經(jīng)檢測(cè)為96.8%。
[0016]實(shí)施例3一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，包括以下步驟:步驟(1 )，將314.2kg紅磷和940.7kg水溶液放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨；步驟(2)，將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入32.8kg質(zhì)量濃度為48%的NaOH 水溶液和12.7kg質(zhì)量濃度為30%的亞硫酸鈉水溶液，調(diào)節(jié)pH值12?13、升溫至90°C、攪拌22h 后靜置，去除水相后，再加入439.7kg水進(jìn)行水洗、水相去除，重復(fù)2次；步驟(3)，將2.4kg質(zhì)量濃度為30%磷酸二氫鈉水溶液加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值至7?8，加入6.3kg四溴雙酸A雙縮水甘油醚和2.5kg二乙氨基丙胺，保持溫度在90°C，反應(yīng)3h;步驟(4)，將紅磷水溶液自然冷卻9h后，移送至吊袋式離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行真空鼓式干燥(-0.〇9Mpa，120°C )，最終制得320.4kg高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品，磷含量經(jīng)檢測(cè)為96.1%。
[0017]在本發(fā)明中，先將紅磷和水混合研磨，使得紅磷充分濕潤(rùn)，碾磨均勻，并防止碾磨過(guò)程中因溫度上升引起黃磷的自燃;再加入助劑I，后水洗進(jìn)行除雜質(zhì)，助劑I的加入是為了有效的去除黃磷，因紅磷中黃磷含量不同，助劑I的加入量不同；之所以選用助劑I為NaOH水溶液與亞硫酸鈉水溶液的混合溶液，因?yàn)镹aOH水溶液成本較低，亞硫酸鈉水溶液作為還原劑，防止氧化、去除紅磷中氯離子，同時(shí)對(duì)紅磷進(jìn)行漂白。加入助劑I的時(shí)候，調(diào)節(jié)pH值至12? 14;由于堿性條件會(huì)影響后續(xù)助劑m的使用，所以后加入助劑n是為了調(diào)節(jié)紅磷水溶液的 pH值至7?8，因水洗后紅磷溶液pH值不同，助劑n的加入量也不同。之所以選用助劑n為磷酸二氫鈉水溶液，因其pH值為7?8，可防止紅磷水溶液變成酸性，同時(shí)有效去除氯離子；再加入助劑m進(jìn)行包覆，之所以選用助劑m為四溴雙酸a雙縮水甘油醚與二乙烯三胺， 因?yàn)樗匿咫p酚A雙縮水甘油醚本身就是一種阻燃劑，可以與紅磷達(dá)到協(xié)效作用并提高阻燃性能；二乙烯三胺作為最常用的固化劑可使得四溴雙酚A雙縮水甘油醚的環(huán)氧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而完成紅磷顆粒的包覆。
[0018]紅磷外的包覆層只有四溴雙酚A雙縮水甘油醚與二乙氨基丙胺包覆一層，包覆層少，有效磷含量較高，阻燃性好。
[0019]本發(fā)明通過(guò)四溴雙酚A雙縮水甘油醚的環(huán)氧基發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，完成對(duì)紅磷顆粒的包覆，包覆后產(chǎn)品具有燃點(diǎn)高、相容性好、阻燃性能佳等優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)將紅磷和水放置于球磨機(jī)中，進(jìn)行研磨，其中紅磷和水的質(zhì)量比為1:2.5?3.5;(2)將研磨好的紅磷水溶液移送至分散釜中，投入助劑I，調(diào)節(jié)pH值至12?14、升溫至85? 95°C、攪拌20?24h后靜置，去除水相后，再加入水進(jìn)行水洗，水相去除，重復(fù)2次，其中紅磷與 水洗用水的質(zhì)量比為1:1?1.5;(3)將助劑n加入至分散釜中，調(diào)節(jié)pH值至7?8,再加入已混合后的助劑m，保持溫度在 85?95°C，反應(yīng)2?3h，紅磷與助劑m的質(zhì)量比為1:0.02?0.03，得紅磷反應(yīng)液；(4)將紅磷反應(yīng)液自然冷卻7?9h后，移送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后產(chǎn)品進(jìn)行干燥，最 終制得高含磷量包覆型紅磷產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于:步驟(2) 中加入的助劑I為質(zhì)量濃度為48%的NaOH水溶液與質(zhì)量濃度為30%的亞硫酸鈉水溶液的混合 溶液，兩者的質(zhì)量比為1:0.3?0.4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于:步驟(3) 中加入的助劑n為質(zhì)量濃度為30%磷酸二氫鈉水溶液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于:步驟(3) 中加入的助劑m為四溴雙酚A雙縮水甘油醚與二乙氨基丙胺的混合溶液，兩者的質(zhì)量比為 1:0?3?0?5〇5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于:步驟(4) 中離心機(jī)，為吊袋式離心機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高含磷量包覆型紅磷的制備方法，其特征在于:步驟(5) 中干燥機(jī)，為真空鼓式干燥機(jī)。
【文檔編號(hào)】C08K9/10GK105968415SQ201610334953
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】李玉成, 何岷洪, 梁子騏, 倪秋洋
【申請(qǐng)人】開(kāi)美化學(xué)科技(南通)有限公司