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環(huán)保阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2016-10-25 13:32:12 |
在阻燃劑無(wú)鹵化呼聲越來(lái)越高的今天，N2P系阻燃劑成為令人關(guān)注的熱點(diǎn)之一。BL2環(huán)保阻燃劑屬于N2P系阻燃劑，其主要原料與聚磷酸銨一樣是磷酸與尿素，但因?yàn)槠涮厥獾暮铣晒に囀顾煌谄胀ǖ木哿姿徜@。對(duì)BL2環(huán)保阻燃劑的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備及成本等幾個(gè)方面分別進(jìn)行了闡述。
該環(huán)保阻燃劑具有制備簡(jiǎn)單、能耗低、生產(chǎn)設(shè)備投資少、成本低、與環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，符合世界阻燃劑的發(fā)展趨勢(shì)。BL2環(huán)保阻燃劑可用于生產(chǎn)阻燃實(shí)木、阻燃人造板和阻燃紡織品，并在森林草原防火上得到了創(chuàng)新應(yīng)用。
近幾年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外防火安全標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，以及人們防火意識(shí)的逐步提高，市場(chǎng)對(duì)阻燃劑的需求量逐年增加。
在環(huán)境對(duì)阻燃劑提出環(huán)保、安全等條件的形勢(shì)下，阻燃劑無(wú)鹵化的要求日益提高，N2P系阻燃劑作 為一種無(wú)鹵阻燃劑，不存在鹵系阻燃劑的缺點(diǎn)，引起了人們的普遍關(guān)注。BL2環(huán)保阻燃劑是北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技 術(shù)學(xué)院開(kāi)發(fā)研制的新型N2P系阻燃劑，該阻燃劑具有環(huán)保無(wú)毒、阻燃抑煙性好、一劑雙效、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于人造板、實(shí)木、紡織品、紙張等廣譜易燃品的阻燃處理。
實(shí)驗(yàn)室的合成方法為:在三口燒瓶里加入磷酸(工業(yè)級(jí)，85%)，攪拌加熱;向燒瓶里加入尿素，打開(kāi)冷凝管，繼續(xù)加熱攪拌，使物料分布均勻;均勻加入催化劑，可以觀察到混合物開(kāi)始劇烈反應(yīng)，發(fā)泡嚴(yán)重;繼續(xù)加熱，此時(shí)可適當(dāng)加快攪拌速度;停止加熱后，攪拌器繼續(xù)工作幾分鐘;將反應(yīng)物倒出，冷卻固化，然后粉碎即可。
催化劑在反應(yīng)中有催化反應(yīng)并控制反應(yīng)程度的 雙重功效。由于催化劑的作用，磷酸與尿素的反應(yīng)條件比較溫和，需要的最高反應(yīng)溫度在138℃左右，完成整個(gè)聚合過(guò)程只需要40min左右，而且不需要專門的密閉生產(chǎn)設(shè)備。
磷酸三苯酯tpp生產(chǎn)工藝
三氯氧磷直接法（熱法）和三氯化磷間接法（冷法）。
（1）熱法 將苯酚溶解在吡啶和無(wú)水苯溶劑中，在不超過(guò)10℃以下，緩緩加入三氯氧磷，然后在回流濕度下反應(yīng)3-4h，冷卻至室溫后，反應(yīng)物經(jīng)水洗回收吡啶，用于燥硫酸鈉脫水，過(guò)濾除硫酸鈉，常壓下蒸餾回收苯；減壓蒸餾收集243-245℃/1.47KPa的餾分，經(jīng)冷卻、結(jié)晶、粉碎即得成品。
( 2 ）冷法 將苯酚溶解在吡啶和無(wú)水苯溶劑中，然后于40℃下滴加三氯化磷生成亞磷酸三苯酯，繼續(xù)在70℃下通入氯氣生成二氯代磷酸三苯酸，再于80℃下進(jìn)行水解生成磷酸三苯酯。水解物經(jīng)水洗、堿中和、濃縮后進(jìn)行減壓蒸餾得成品。精制方法：常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等雜質(zhì)。用乙醇或乙醇與溶劑汽油的混合液進(jìn)行重結(jié)晶精制。
工業(yè)生產(chǎn)BL2環(huán)保阻燃劑需要對(duì)現(xiàn)有的不銹鋼脲膠反應(yīng)釜進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)。
(1)增加快速有效的強(qiáng)制水循環(huán)冷凝系統(tǒng)加入催化劑以后，物料反應(yīng)劇烈，發(fā)泡嚴(yán)重，雖然一般情況下不會(huì)發(fā)生溢料情況，但備有冷凝系統(tǒng)可在特殊情況下快速冷卻反應(yīng)物料，以免發(fā)生噴料現(xiàn)象。
(2)擴(kuò)大尾氣排放管道，增加氨吸收系統(tǒng) 高溫下尿素會(huì)迅速分解，排放出大量的氣體，如果排氣管道不夠大，大量氣體無(wú)法排出則會(huì)使反應(yīng)釜內(nèi)壓力增大，容易發(fā)生溢料現(xiàn)象，因此需要擴(kuò)大排氣管道。此外因?yàn)榕懦龅臍怏w里有很多氨氣，為避免污染環(huán)境，可設(shè)置氨吸收系統(tǒng)。
(3)增加溫度監(jiān)控系統(tǒng) 這樣可方便快捷地知道反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，以便到達(dá)相應(yīng)溫度時(shí)向反應(yīng)釜內(nèi)加入尿素和催化劑，還可以通過(guò)溫度監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)有效控制反應(yīng)程度。
加熱系統(tǒng)和攪拌器也需要進(jìn)行局部改進(jìn)。改造不銹鋼脲膠反應(yīng)釜的費(fèi)用很少，只需1萬(wàn)～2萬(wàn)元即可。如果要生產(chǎn)液體阻燃劑，還需要增設(shè)通向反應(yīng)釜內(nèi)的加水管。此外，還可以進(jìn)一步增設(shè)釜內(nèi)壓力和反應(yīng)物pH值的顯示系統(tǒng)，這樣可更好的控制所生產(chǎn)阻燃劑的質(zhì)量，當(dāng)然也會(huì)相應(yīng)增加一些設(shè)備改進(jìn)費(fèi)用。
經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)之后，利用廠家車間安裝的3m 3 反應(yīng)釜及課題組自主安裝的300L反應(yīng)釜已經(jīng)順利生產(chǎn)出合格的BL2環(huán)保阻燃劑。
BL2環(huán)保阻燃劑的兩大主要原料為磷酸和尿素， 催化劑的加入量很少，因此制造成本很低。原料成本加上制造成本(包括水電費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、管理費(fèi)、工人工資等)的總成本僅為5200元/t，是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的1/2～1/3，是國(guó)外進(jìn)口阻燃劑的1/10～1/20。BL2環(huán)保阻燃劑所需的設(shè)備及生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單是其生產(chǎn)成本大大低于其他聚磷酸銨(APP)的最主要原因。
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