2004年第二期阻燃材料与技术5
聚磷酸铵阻燃剂的合成及阻燃机理
张泽江梅秀娟毒草解毒剂
(公安部四川消防科学研究所，四川都江堰611830)
摘要：本文叙述了聚磷酸铵阻燃剂的合成方法及阻燃机理；并提出了一些改性处理办法.
关键词：聚磷酸铵，阻燃剂，合成，阻燃机理
1聚磷酸铵的分子结构
聚磷酸铵(简称APP)是一种很重要的无
卤阻燃剂，它是近二十年来迅速发展起来
的，至今它已广泛应用于阻燃毛毯，阻燃地
毯，阻燃门窗，阻燃塑料，阻燃橡胶，阻燃纸
张，阻燃木材，阻燃涂料，阻燃封堵材料等中
.它的分子结构为:
0oo
III
一
0一P一0～P一0一P一0一
I}I
ON}k0N}k0N
通式为:H(一】+2(NH4)P03n+l
上式中,m/n=0.7一1.1.m≤n+2;n≥10.
当20≥rl≥10时，为短链APP；当n≥201t~，为
长链APP.APP有五种不同的晶形.
2.1磷酸与尿素缩合法
目前，国内普遍采用该种方法合成APP.
其反应式:
H~~O4+(NH2)2C0～APP
反应机理为:
H0__P--OH+H与【HO---
1=)
叶轮给粉机
P--OH+H~--C--NH:01-+[HEN--C--NH:]+HO一.
三;IH
OHOH
P
+[H3N—f'～01一+H0一f一0H一[0f—
OHO—r～u
ONm
H.一
}一.r+.=c一.一}一.H一H.一.一}～.H
上述反应重复进行即可得APP.有的在
反应中可)/IIXNH以提高反应物产率，也有
的加入少量APP引发剂.
2.2磷酸二氢铵与尿素缩合法
反应式:
NH4H2PO4+(NH2)2Co_+APP
反应机理:
NH40--P--OH+H2N--C--NH2=【H(卜一P-0]一+【H:N--C--NH:]' OHbN
P--NH,]*+HO
阜.H—ro:f—+On0一P—ON也
6NH
H.一
}一O]-+[O=C--O--}一.N一H一}一.一}一.NH
上述反应重复进行即可得APP.有的在
反应中可加入P205以提高反应物产率. 2.3正磷酸铵与氨气高温中和一缩合法
6阻燃材料与技术2004年第二期
反应式:
(Nrk),04+NH厂,API
反应机理:
zN一
乒.N与H.一.一.N
上述反应重复进行即可得APP.
2.4P2o广NH厂H2(]I高温气相反应法
反应式:
P2OC-N.H3+H20--~App
反应机理:
NH3+H一0一H一NH4OH
ro—f)H4oHHo～f)一.一f)一oH0
OONH4ON
上述反应重复进行即可得APP.
2.5正磷酸与氨气(氨水)高温中和法
反应式:
玻璃干燥器
H,P0.+NH3+H20-+APP
反应机理:
;PH0～P～0H+NH3+H一0一H^H,O.p-01t l{
0H()H
重复上述2.2的反应，即可得APP.有的
加入一定量尿素增加反应产率；也有的直接用聚磷酸与氨气反应,
环氧树脂阻燃剂2.6磷酸铵与尿素缩合法
反应式:
(NIL)4+(NH2)C0一APP
反应机理:
}(卜一r—ON|I.+ttzN--C--N!;N}∞一—Oj'+INI{广c一I{J+NHj OⅫ{|ONIL
[HcN--P--NH~+NILO--P--ON1L]一+—
重复上述反应即可得APP.
2.7三氯氧磷与氨气(氨水)取代缩合反应
法
反应式:
NH40H+NH3+POLCbAPP
反应机理:
cl一}一cl+NHN一0NH4
ClONH4
重复上述2-3的反应，即可得APP.
2.8三聚氰胺酸盐热解缩合法
反应机理:
m..H州r
^
,N
\堋一…
{)一一ONtL
li
.～
3一+.:c一.一}一.N+一H.一.一.H
重复上述反应即可得APP.
2.9焦磷酸铵与五氧化二磷缩合法
反应机理:
APP聚合度越高，其分子链越长，分子量
就越大，水溶性也越少.日本，美国一些公司已开发出水不溶性APP.如HoechstCelanese 公司开发的一种APP化合物(聚合度达2000)，改善了APP的热稳定性，降低了溶解度且具有特别高的白度指数.制备高聚合度APP的办法很多，但总的说来，反应条件控制P●0E P
饱和攻击OP●0
O0
.
一
0k
H
h
O
cL.一O
o
p
..
一
一H^
长链二元酸
2004年第二期阻燃材料与技术7
对产品质量是很重要的.生产工艺设备落后
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