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环保阻燃剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2016-10-25 13:32:12
在阻燃剂无卤化呼声越来越高的今天,N2P系阻燃剂成为令人关注的热点之一。BL2环保阻燃剂属于N2P系阻燃剂,其主要原料与聚磷酸铵一样是磷酸与尿素,但因为其特殊的合成工艺使它不同于普通的聚磷酸铵。对BL2环保阻燃剂的生产工艺、生产设备及成本等几个方面分别进行了阐述。

该环保阻燃剂具有制备简单、能耗低、生产设备投资少、成本低、与环境友好等优点,符合世界阻燃剂的发展趋势。BL2环保阻燃剂可用于生产阻燃实木、阻燃人造板和阻燃纺织品,并在森林草原防火上得到了创新应用。

近几年来,随着国内外防火安全标准的日益严格,以及人们防火意识的逐步提高,市场对阻燃剂的需求量逐年增加。

在环境对阻燃剂提出环保、安全等条件的形势下,阻燃剂无卤化的要求日益提高,N2P系阻燃剂作 为一种无卤阻燃剂,不存在卤系阻燃剂的缺点,引起了人们的普遍关注。BL2环保阻燃剂是北京林业大学材料科学与技 术学院开发研制的新型N2P系阻燃剂,该阻燃剂具有环保无毒、阻燃抑烟性好、一剂双效、成本低等优点,可广泛应用于人造板、实木、纺织品、纸张等广谱易燃品的阻燃处理。

实验室的合成方法为:在三口烧瓶里加入磷酸(工业级,85%),搅拌加热;向烧瓶里加入尿素,打开冷凝管,继续加热搅拌,使物料分布均匀;均匀加入催化剂,可以观察到混合物开始剧烈反应,发泡严重;继续加热,此时可适当加快搅拌速度;停止加热后,搅拌器继续工作几分钟;将反应物倒出,冷却固化,然后粉碎即可。

催化剂在反应中有催化反应并控制反应程度的 双重功效。由于催化剂的作用,磷酸与尿素的反应条件比较温和,需要的最高反应温度在138℃左右,完成整个聚合过程只需要40min左右,而且不需要专门的密闭生产设备。


磷酸三苯酯tpp生产工艺

三氯氧磷直接法(热法)和三氯化磷间接法(冷法)。

(1)热法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,在不超过10℃以下,缓缓加入三氯氧磷,然后在回流湿度下反应3-4h,冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,用于燥硫酸钠脱水,过滤除硫酸钠,常压下蒸馏回收苯;减压蒸馏收集243-245℃/1.47KPa的馏分,经冷却、结晶、粉碎即得成品。

 ( 2 )冷法  将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,然后于40℃下滴加三氯化磷生成,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品。精制方法:常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。


工业生产BL2环保阻燃剂需要对现有的不锈钢脲胶反应釜进行简单的改进。

(1)增加快速有效的强制水循环冷凝系统加入催化剂以后,物料反应剧烈,发泡严重,虽然一般情况下不会发生溢料情况,但备有冷凝系统可在特殊情况下快速冷却反应物料,以免发生喷料现象。

(2)扩大尾气排放管道,增加氨吸收系统 高温下尿素会迅速分解,排放出大量的气体,如果排气管道不够大,大量气体无法排出则会使反应釜内压力增大,容易发生溢料现象,因此需要扩大排气管道。此外因为排出的气体里有很多氨气,为避免污染环境,可设置氨吸收系统。

(3)增加温度监控系统 这样可方便快捷地知道反应釜内的温度,以便到达相应温度时向反应釜内加入尿素和催化剂,还可以通过温度监控系统来有效控制反应程度。

加热系统和搅拌器也需要进行局部改进。改造不锈钢脲胶反应釜的费用很少,只需1万~2万元即可。如果要生产液体阻燃剂,还需要增设通向反应釜内的加水管。此外,还可以进一步增设釜内压力和反应物pH值的显示系统,这样可更好的控制所生产阻燃剂的质量,当然也会相应增加一些设备改进费用。

经过以上改进之后,利用厂家车间安装的3m 3 反应釜及课题组自主安装的300L反应釜已经顺利生产出合格的BL2环保阻燃剂。

BL2环保阻燃剂的两大主要原料为磷酸和尿素, 催化剂的加入量很少,因此制造成本很低。原料成本加上制造成本(包括水电费、设备折旧费、管理费、工人工资等)的总成本仅为5200元/t,是国内同类产品的1/2~1/3,是国外进口阻燃剂的1/10~1/20。BL2环保阻燃剂所需的设备及生产工艺简单是其生产成本大大低于其他聚磷酸铵(APP)的最主要原因。

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