JPH11302005A - Ii型ポリリン酸アンモニウムの製造方法 - Google Patents

Ii型ポリリン酸アンモニウムの製造方法

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JPH11302005A
JPH11302005A JP12524398A JP12524398A JPH11302005A JP H11302005 A JPH11302005 A JP H11302005A JP 12524398 A JP12524398 A JP 12524398A JP 12524398 A JP12524398 A JP 12524398A JP H11302005 A JPH11302005 A JP H11302005A
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phosphate
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JP12524398A
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Masami Watanabe
雅美 渡辺
Kensho Narita
憲昭 成田
Takashi Takebayashi
貴史 竹林
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Original Assignee
Chisso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】強酸性、腐食性および吸湿性のある無水リン酸
の使用量を極力抑えながらも、耐水性、耐熱性に優れた
II型の結晶構造を有するポリリン酸アンモニウムを高純
度、高収率で得ることのできる製造方法を提供する。 【解決手段】第1工程でリン酸アンモニウムと無水リン
酸とを特定モル比で初期縮合反応させ、第2工程で該反
応生成物に、リン酸アンモニウムの特定量を添加、反応
させ、第3工程で該第2工程で生成した反応生成物に特
定量の尿素を添加、反応させてII型ポリリン酸アンモニ
ウムを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規なII型ポリリン
酸アンモニウムの製造方法に関する。さらに詳しくは、
リン酸アンモニウムと無水リン酸とを反応させる第1工
程、第1工程の反応生成物に、さらにリン酸アンモニウ
ムを添加して反応させる第2工程、第2工程の反応生成
物に尿素を添加して反応させる第3工程からなり、全反
応工程において用いるリン酸アンモニウムと無水リン酸
とのモル比および尿素と全工程で用いるリン酸アンモニ
ウムとのモル比を特定範囲のモル比に設定して反応させ
ることを特徴とするII型ポリリン酸アンモニウムの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ポリリン酸アンモニウムは合成樹
脂に添加される難燃剤の1成分として注目を浴びてい
る。かかるポリリン酸アンモニウムにはいくつかの結晶
型が存在することが知られており、例えば、シー・ワイ
・シェン(C. Y. Shen)らによるジャーナル オブ アメ
リカン ケミカルソサイアティ(Journal of American C
hemical Society), 91, p62-67(1969)には、I型〜V型の
ポリリン酸アンモニウムが報告され、Kjell R. Waestad
らによるジャーナル オブ アグリカルチャラルアンド
フード ケミストリ(Journal of Agricultural and F
ood Chemistry),vol.24, No.2, p412-415(1978)には、I
型、II型、V型およびVI型のポリリン酸アンモニウムが
報告されている。また、II型のポリリン酸アンモニウム
の製造方法に関しては既に数多くの報告がなされてい
る。例えば、特公昭43−19218号公報には、燐酸
塩含有物質、アンモニア化剤および縮合剤からなる組成
物を所望の結晶性ポリリン酸アンモニウムの存在下に熱
的に縮合させることによって、実質的に水不溶性の結晶
性ポリリン酸アンモニウムの製造方法が開示されてい
る。さらに特開平8−188405号公報には、前記公
告公報開示の反応をアンモニア含有湿潤空気下で行う事
により、高純度のII型ポリリン酸アンモニウムを得る方
法が開示されている。しかしながら、該公報開示の製造
方法には、種結晶としてII型のポリリン酸アンモニウム
を予め用意しておかなければならず、生産性に劣る。
【0003】ほぼ等モルの五酸化リンとリン酸アンモニ
ウムとを原料として、ポリリン酸アンモニウムを製造す
る方法が、特公昭53−11280号公報、特公平3−
23485号公報および特開平3−141109号公報
に開示されている。しかしながら、特公昭53−112
80号公報に開示の方法で得られるポリリン酸アンモニ
ウムは、特公昭60−6885号公報に開示されている
ように、高純度のII型結晶型を有するポリリン酸アンモ
ニウムとは言い難く、主成分としてV型のポリリン酸ア
ンモニウムが得られる。また、特公平3−23485号
公報および特開平3−14109号公報開示の方法で得
られるポリリン酸アンモニウムは、水またはポリオール
へ添加したときの増粘性を改良するためにII型以外の結
晶型、特にI型のポリリン酸アンモニウムの混入を許し
ている。
【0004】また、特公昭48−6040号公報には、
ガス状アンモニアの存在下に正リン酸アンモニウム、五
酸化リンおよび場合により尿素を用いて、鎖状ポリリン
酸アンモニウムを製造する方法が開示されている。しか
しながら、該公報開示の方法は、一装置内に複数の温度
領域を設定しなければならず、温度制御が困難であるば
かりでなく、該公報開示の方法によって得られたポリリ
ン酸アンモニウムは、粉末状ではなく板状のブロック物
であり、使用に際しては粉砕の工程を必要とする。
【0005】特開平5−345603号公報には、五酸
化二燐と、尿素、メラミン等の縮合剤と、リン酸アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等の
アンモニア化剤とを、燐1モルに対して窒素1.2モル
以上の割合で混合し、乾燥空気中で固相反応させた後、
反応生成物をアンモニア、水蒸気混合雰囲気で焼成する
事を特徴とするポリリン酸アンモニウムの製造方法が開
示されている。しかしながら、該公報開示の方法は、乾
燥空気とアンモニア−水蒸気混合空気とを交互に通気す
る必要があり、製造方法が複雑で装置をスケールアップ
すると製品のバラツキが大きくなるといった問題点を抱
えている。また、特開平7−315817号公報および
特開平8−133711号公報には、五酸化リンを使用
せずにII型ポリリン酸アンモニウムを製造する方法とし
て、リン酸アンモニウムと尿素とを原料として、アンモ
ニア湿潤空気と乾燥空気を交互に通気しながら加熱処理
することでII型ポリリン酸アンモニウムを製造する方法
が開示されているが、これらの公報についても製造方法
が複雑で装置をスケールアップすると得られる製品のバ
ラツキが大きいといった問題点を有している。
【0006】さらに、特公平7−33245号公報およ
び特開平6−24717号公報には、無水リン酸とリン
酸アンモニウムとのほぼ均等モル量を高められた温度で
溶融反応させた後に、尿素などのアンモニア化剤を瞬時
に添加する事によってII型ポリリン酸アンモニウム微粒
子を得る方法が開示されている。しかしながら該公報開
示の方法で、無水リン酸の使用量を減らすと、I型のポ
リリン酸アンモニウムが混入するといった問題があっ
た。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなポリリン
酸アンモニウムを製造するの公知の技術では、使用する
無水リン酸(五酸化リン)とリン酸アンモニウムとの反
応モル比は、0.7〜1.2モルの範囲が必要条件であ
った。また、該無水リン酸を使用せずにII型のポリリン
酸アンモニウムを選択的に製造するには、煩雑な工程が
必要であった。本発明者らは、無水リン酸の使用量を極
力減らした反応系で、II型のポリリン酸アンモニウムを
選択的に得る製造方法を鋭意検討した。その結果、意外
にも第1工程でリン酸アンモニウムと無水リン酸とを初
期縮合反応させ、第2工程で該反応生成物に、リン酸ア
ンモニウムを添加し、第3工程で該第2工程での反応生
成物に尿素を添加する方法が、前述の問題を解決できる
ことを見出し、この知見に基づき、本発明を完成した。
すなわち、本発明の目的は、強酸性、腐食性および吸湿
性のある無水リン酸の使用量を極力抑えながらも、耐水
性、耐熱性に優れたII型の結晶構造を有するポリリン酸
アンモニウムを高純度、高収率で得ることのできる製造
方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記(1)〜
(8)の構成を有する。 (1)リン酸アンモニウムと無水リン酸とを反応させる
第1工程、ついで第1工程の反応生成物にさらにリン酸
アンモニウムを添加して反応させる第2工程、ついで第
2工程の反応生成物に尿素を添加して反応させる第3工
程からなり、全反応工程において用いるリン酸アンモニ
ウムと無水リン酸とのモル比、リン酸アンモニウム/無
水リン酸が1/1〜30/1で、尿素と全工程で用いる
リン酸アンモニウムとのモル比、尿素/リン酸アンモニ
ウムが1/20〜2/1であるII型ポリリン酸アンモニ
ウムの製造方法。 (2)リン酸アンモニウムと無水リン酸とを反応させる
第1工程の、リン酸アンモニウム/無水リン酸のモル比
が1/1〜10/1である前記第1項記載のII型ポリリ
ン酸アンモニウムの製造方法。 (3)第2工程で添加するリン酸アンモニウムと、第1
工程で使用した無水リン酸とのモル比、リン酸アンモニ
ウム/無水リン酸比が3/2〜20/1である前記第1
項記載のII型ポリリン酸アンモニウムの製造方法。 (4)第1工程および第2工程の反応系内の温度が20
0℃〜300℃であり、第3工程の反応系内の温度が2
50℃〜330℃である前記第1項記載のII型ポリリン
酸アンモニウムの製造方法。
【0009】(5)第1工程、第2工程および第3工程
でのそれぞれの反応を窒素、空気、アンモニア含有乾燥
空気、アンモニア含有湿潤空気、湿潤アンモニアガスも
しくはアンモニアガスから選ばれる1種の雰囲気もしく
は2種以上の混合雰囲気下で反応を行なう前記第1項記
載のII型ポリリン酸アンモニウムの製造方法。 (6)第3工程終了後に、アンモニア含有乾燥空気、ア
ンモニア含有湿潤空気、湿潤アンモニアガスもしくはア
ンモニアガスから選ばれる1種の雰囲気下もしくは2種
以上の混合雰囲気下で反応を行なう前記第1項記載のII
型ポリリン酸アンモニウムの製造方法。 (7)リン酸アンモニウムが、リン酸2水素1アンモニ
ウム、リン酸水素2アンモニウムもしくはリン酸3アン
モニウムから選ばれる1種もしくは2種以上の混合物で
ある前記第1項〜第3項のいずれか1項記載のII型ポリ
リン酸アンモニウムの製造方法。 (8)第1工程でリン酸アンモニウムと無水リン酸の混
合物を150℃〜280℃に加熱し、溶融させ、反応系
内を200℃〜300℃に保ちつつアンモニアガスの通
気を5〜60分間行う前記第1項記載のII型ポリリン酸
アンモニウムの製造方法。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明でいうポリリン酸アンモニ
ウムとは、一般式H(n-m)+2(NH4)mPnO3n+1で表さ
れる化合物(式中、nは20〜2000の整数であり、
mはn+2という最大値を有し、m/nは0.9〜1.
1の間にある)であり、nの値が充分に大きいときは、
メタリン酸の式(NH4PO3)nに近似できる。また、I
型、II型の結晶構造とは、それぞれJCPDSカ−ド記
載のNo.220061型、No.220062のX線
回折パターンを有するものである。そのほか、III〜VI
型の結晶型については前述の公知文献にスペクトルデー
タが記載されている。
【0011】本発明のII型ポリリン酸アンモニウムの製
造方法は、予め200〜300℃に加熱された反応容器
に、まず、リン酸アンモニウム/無水リン酸のモル比1
/1〜10/1のリン酸アンモニウムと無水リン酸を装
入し、加熱反応させ溶融物を得る。次にリン酸アンモニ
ウムのみを添加し同温度を充分攪拌混合する。次いで尿
素を添加する。その後数時間熟成させ、最終生成物とし
てポリリン酸アンモニウムを得る。ただし、全反応工程
において用いるリン酸アンモニウムと無水リン酸とのモ
ル比、リン酸アンモニウム/無水リン酸比は1/1〜3
0/1であり、かつ尿素と該リン酸アンモニウムとのモ
ル比、尿素/リン酸アンモニウム比は1/20〜2/1
である。第一工程で得られる初期縮合物は溶融した状態
で得られるが、モル比が1/1より大きい場合は、最終
生成物のポリリン酸アンモニウムにII型以外の結晶型を
有する化合物が混入する原因となる。30/1より小さ
い場合は、初期縮合反応が充分に進まず、最終生成物の
非結晶性成分が多くなり、その結果、耐水性に悪影響を
及ぼす。反応温度はリン酸アンモニウムと無水リン酸が
充分反応する温度である200℃以上であればよいが、
好ましくは220℃以上である。また、あまり温度が高
すぎると一旦縮合した生成物が再度分解するので、30
0℃以下、特に280℃以下が好ましい。
【0012】第二工程では、該第一工程で生成した初期
縮合物にリン酸アンモニウムを追加する工程である。使
用する該リン酸アンモニウムの量は、第一工程で使用し
たリン酸アンモニウムの量によって左右されるが、第一
工程および第二工程で使用した全リン酸アンモニウムと
無水リン酸とのモル比、リン酸アンモニウム/無水リン
酸比は1/1〜30/1である。
【0013】第三工程では尿素を添加して結晶化させる
工程である。使用する尿素と全リン酸アンモニウムとの
モル比、尿素/全リン酸アンモニウム比は1/20〜2
/1である。また、第一工程、第二工程および第三工程
で使用するリン酸アンモニウム/無水リン酸/尿素の量
は(1〜30)/1/(0.05〜60)であり、好ま
しくは(2〜10)/1/(0.1〜10)である。本
発明の範囲を超えた量では、II型結晶以外のポリリン酸
アンモニウムが得られるかもしくは結晶化しない。
【0014】反応中の雰囲気は、生成するポリリン酸ア
ンモニウムからの脱アンモニアを抑えるため、アンモニ
ア含有雰囲気が好ましい。該アンモニアの量は、ポリリ
ン酸アンモニウムからの脱アンモニアを防止するために
必要なアンモニア分圧を維持する量以上であり、該分圧
は前述のシー・ワイ・シェンらの文献に記載されている
約10〜95kPaである。アンモニア含有雰囲気は、
乾燥アンモニアガス、アンモニア水にアンモニアガスを
通気する事によって得られる水蒸気を含んだ湿潤アンモ
ニアガス、アンモニア水に空気を通気する事によって得
られるアンモニア含有湿潤空気のいずれであってもよ
い。
【0015】第一工程、第二工程を経て得られた反応生
成物は、第3工程に入る前にアンモニア含有雰囲気中で
数時間、例えば1〜5時間、第二工程と同温度で調質処
理をすることが好ましい。
【0016】
【実施例】本発明を具体的に説明するために、以下に実
施例および比較例を示すが本発明はこれによって限定さ
れるものではない。
【0017】使用した原材料及び物性の評価は次によ
る。 原料; リン酸二水素一アンモニウム:太平化学産業(株)製工
業用リン酸一アンモニウム リン酸一水素二アンモニウム:三井化学(株)製工業用
リン酸二アンモニウム 無水リン酸:ラサ工業(株)製無水リン酸(P2O5) 尿素:三菱化学(株)製工業用尿素
【0018】物性測定法; 結晶型測定 X線回折法:フィリップス社製X線回折装置PW305
0で測定した。 粒子状態観察 走査型電子顕微鏡:(株)日立製作所製電解放射型電子
顕微鏡S−800を使用し目視で判定した。 実施例、比較例で反応に使用した窒素ガス、空気、アン
モニアガス等の流量(リットル/分)は標準状態(0
℃、1気圧)での量を表わす。
【0019】実施例1 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸1アンモニウムを1150
重量部(10モル)と無水リン酸を1420重量部(1
0モル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分
で通気させる。次にアンモニアガスを4リットル/分で
通気しながら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二
工程として、反応物の温度を300℃にしてリン酸1ア
ンモニウムを1150重量部(10モル)投入してアン
モニアガスを0.1リットル/分で通気しながら、10
分間攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応物
の温度を300℃に保持し、アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら尿素を60重量部(1モル)
投入した。10分間攪拌後、反応生成物の温度を300
℃に保持し、アンモニアガス流量を4リットル/分にし
て120分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り
出し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なっ
た。反応生成物のX線回折測定の結果はII型のポリリン
酸アンモニウム(APP)のX線回折結果と一致した。
【0020】実施例2 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを1320
重量部(10モル)と無水リン酸を142重量部(1モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを0.4リットル/分で
通気しながら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二
工程として、反応物の温度を300℃にしてリン酸2ア
ンモニウムを2640重量部(20モル)投入してアン
モニア水より発生させた湿潤アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら、10分間攪拌した。10分
間攪拌後、第三工程として反応生成物の温度を300℃
に保持し、アンモニアガスを0.1リットル/分で通気
しながら、尿素を3600重量部(60モル)投入し
た。30分間攪拌後、反応生成物の温度を280℃に保
持し、アンモニア水より発生させた湿潤アンモニアガス
流量を0.4リットル/分にして120分間攪拌した。
120分攪拌後に内容物を取り出し、X線回折測定を行
ない、内容物の同定を行なった。反応生成物のX線回折
測定の結果はII型APPのX線回折結果と一致した。
【0021】実施例3 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸3アンモニウムを1490
重量部(10モル)と無水リン酸を284重量部(2モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを0.8リットル/分で
通気しながら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二
工程として、反応物の温度を300℃にしてリン酸3ア
ンモニウムを1490重量部(10モル)投入してアン
モニアガスを0.1リットル/分で通気しながら、10
分間攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応生
成物の温度を320℃に保持し、アンモニアガスを0.
1l/minで通気しながら尿素を1200重量部(2
0モル)投入した。30分間攪拌後、反応生成物の温度
を320℃に保持し、アンモニアガス流量を0.8リッ
トル/分にして120分間攪拌した。120分攪拌後に
内容物を取り出し、X線回折測定を行ない、内容物の同
定を行なった。反応生成物のX線回折測定の結果はII型
APPのX線回折結果と一致した。
【0022】実施例4 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを660重
量部(5モル)と無水リン酸を710重量部(5モル)
投入し、系内に窒素ガスを0.1l/minで通気させ
る。次にアンモニアガスを2l/minで通気しながら
15分間攪拌した。15分間攪拌後第二工程として、反
応生成物の温度を300℃にしてリン酸2アンモニウム
を660重量部(5モル)投入してアンモニアガスを
0.1リットル/分で通気しながら、10分間攪拌し
た。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物の温度
を250℃に保持し、アンモニアガスを0.1l/mi
nで通気しながら尿素を300重量部(5モル)投入し
た。10分間攪拌後、反応物の温度を250℃に保持
し、アンモニアガス流量を2リットル/分にして120
分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出し、X
線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。反応生
成物のX線回折測定の結果はII型APPのX線回折結果
と一致した。
【0023】実施例5 第一工程として、予め200℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを528重
量部(4モル)と無水リン酸を568重量部(4モル)
投入し、系内に空気を0.1リットル/分で通気させ
る。次にアンモニアガスを2リットル/分で通気しなが
ら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を250℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを2112重量部(16モル)投入してアンモニ
アガスを0.1リットル/分で通気しながら、10分間
攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物
の温度を270℃に保持し、アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら、尿素を120重量部(2モ
ル)投入した。10分間攪拌後、反応生成物の温度を2
70℃に保持し、アンモニアガス流量を2l/minに
して120分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取
り出し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なっ
た。反応生成物のX線回折測定の結果はII型APPのX
線回折結果と一致した。
【0024】実施例6 第一工程として、予め200℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸1アンモニウムを1150
重量部(10モル)と無水リン酸を142重量部(1モ
ル)投入し、系内に空気を0.1リットル/分で通気さ
せる。次にアンモニアガスを2リットル/分で通気しな
がら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を330℃にしてリン酸1アンモ
ニウムを1150重量部(10モル)投入してアンモニ
アガスを0.1リットル/分で通気しながら、10分間
攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物
の温度を290℃に保持し、アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら尿素を240重量部(4モ
ル)投入した。20分間攪拌後、反応物の温度を290
℃にし、アンモニアガス流量を0.4l/minで12
0分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出し、
X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。反応
生成物のX線回折測定の結果はII型APPのX線回折結
果と一致した。
【0025】実施例7 第一工程として、予め300℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを660重
量部(5モル)と無水リン酸を710重量部(5モル)
投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通気さ
せる。次にアンモニアガスを2リットル/分で通気しな
がら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を250℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを1320重量部(10モル)投入してアンモニ
アガスを0.1リットル/分で通気しながら、10分間
攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物
の温度を300℃に保持し、アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら、尿素を120重量部(2モ
ル)投入した。10分間攪拌後、反応生成物の温度を3
00℃に保持し、アンモニアガス流量を2リットル/分
にして120分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を
取り出し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行な
った。反応生成物のX線回折測定の結果はII型APPの
X線回折結果と一致した。
【0026】実施例8 第一工程として、予め300℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを1320
重量部(10モル)と無水リン酸を284重量部(2モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを4リットル/分で通気
しながら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程
として、反応物の温度を330℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを1320重量部(10モル)投入してアンモニ
アガスを0.1l/minで通気しながら、10分間攪
拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応物の温度
を280℃に保持し、アンモニアガスを0.1リットル
/分で通気しながら尿素を240重量部(4モル)投入
した。20分間攪拌後、反応物の温度を280℃に保持
し、アンモニアガス流量を0.4リットル/分にして1
20分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出
し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。
反応生成物のX線回折測定の結果はII型APPのX線回
折結果と一致した。
【0027】実施例9 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸1アンモニウムを1150
重量部(10モル)と無水リン酸を142重量部(1モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを0.4リットル/分で
通気しながら20分間攪拌した。20分間攪拌後、第二
工程として、反応生成物の温度を300℃にしてリン酸
2アンモニウムを1320重量部(10モル)投入して
アンモニアガスを0.1リットル/分で通気しながら、
10分間攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反
応生成物の温度を280℃に保持し、アンモニアガスを
0.1リットル/分で通気しながら、尿素を1200重
量部(20モル)投入した。20分間攪拌後、反応生成
物の温度を280℃に保持し、アンモニアガス流量を
0.4リットル/分にして120分間攪拌した。120
分攪拌後に内容物を取り出し、X線回折測定を行ない、
内容物の同定を行なった。反応生成物のX線回折測定の
結果はII型APPのX線回折結果と一致した。
【0028】実施例10 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸3アンモニウムを1490
重量部(10モル)と無水リン酸を142重量部(1モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを0.4リットル/分で
通気しながら30分間攪拌した。30分間攪拌後、第二
工程として、反応生成物の温度を300℃にしてリン酸
2アンモニウムを2640重量部(20モル)投入して
アンモニアガスを0.1リットル/分で通気しながら、
10分間攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反
応生成物の温度を280℃に保持し、アンモニアガスを
0.1リットル/分で通気しながら尿素を120重量部
(2モル)投入した。20分間攪拌後、反応物の温度を
280℃に保持し、アンモニアガス流量を0.4リット
ル/分にして120分間攪拌した。120分攪拌後に内
容物を取り出し、X線回折測定を行ない、内容物の同定
を行なった。反応生成物のX線回折測定の結果はII型A
PPのX線回折結果と一致した。
【0029】比較例1 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸1アンモニ1750重量部
(15モル)と無水リン酸を426重量部(3モル)投
入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通気させ
る。次にアンモニアガスを4リットル/分で通気しなが
ら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を300℃にしてリン酸1アンモ
ニウムを1750重量部(15モル)投入してアンモニ
アガスを0.1リットル/分で通気しながら、10分間
攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物
の温度を300℃に保持し、アンモニアガスを0.1リ
ットル/分で通気しながら尿素を60重量部(1モル)
投入した。10分間攪拌後、反応物の温度を300℃に
保持し、アンモニアガス流量を4リットル/分にして1
20分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出
し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。
反応生成物のX線回折測定の結果は非晶質及びI型AP
PのX線回折結果と一致した。
【0030】比較例2 第一工程として、予め250℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを1320
重量部(10モル)と無水リン酸を142重量部(1モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次にアンモニアガスを0.4リットル/分で
通気しながら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二
工程として、反応生成物の温度を300℃にしてリン酸
2アンモニウムを2640重量部(20モル)投入して
アンモニア水より発生させた湿潤アンモニアガスを0.
1リットル/分で通気しながら、10分間攪拌した。1
0分間攪拌後、第三工程として反応物の温度を300℃
に保持し、アンモニアガスを0.1リットル/分で通気
しながら、尿素を60重量部(1モル)投入した。30
分間攪拌後、反応生成物の温度を280℃に保持し、ア
ンモニア水より発生させた湿潤アンモニアガス流量を
0.4リットル/分にして120分間攪拌した。120
分攪拌後に内容物を取り出し、X線回折測定を行ない、
内容物の同定を行なった。反応生成物のX線回折測定の
結果は非晶質及びI型APPのX線回折結果と一致し
た。
【0031】比較例3 第一工程として、予め150℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを660重
量部(5モル)と無水リン酸を710重量部(5モル)
投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通気さ
せる。次にアンモニアガスを2リットル/分で通気しな
がら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を150℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを660重量部(5モル)投入してアンモニアガ
スを0.1リットル/分で通気しながら、10分間攪拌
した。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物の温
度を150℃に保持し、アンモニアガスを0.1リット
ル/分で通気しながら、尿素を300重量部(5モル)
投入した。10分間攪拌後、反応物の温度を150℃に
保持し、アンモニアガス流量を2リットル/分にして1
20分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出
し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。
反応生成物のX線回折測定の結果はI型APP、非晶質
が多く含まれるX線回折結果と一致した。
【0032】比較例4 第一工程として、予め380℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを528重
量部(4モル)と無水リン酸を568重量部(4モル)
投入し、系内に空気を0.1リットル/分で通気させ
る。次にアンモニアガスを2リットル/分で通気しなが
ら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を380℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを2112重量部(16モル)投入してアンモニ
アガスを0.1リットル/分で通気しながら、10分間
攪拌した。10分間攪拌後、第三工程として反応物の温
度を380℃に保持し、アンモニアガスを0.1l/m
inで通気しながら尿素を120重量部(2モル)投入
した。10分間攪拌後、反応物の温度を380℃に保持
し、アンモニアガス流量を2リットル/分にして120
分間攪拌した。120分攪拌後に内容物を取り出し、X
線回折測定を行ない、内容物の同定を行なった。反応生
成物のX線回折測定の結果はII型APPのX線回折結果
とは一致しなかった。
【0033】比較例5 第一工程として、予め200℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸1アンモニウムを1150
重量部(10モル)を投入し、系内に空気を0.1リッ
トル/分で通気させる。次にアンモニアガスを2リット
ル/分で通気しながら15分間攪拌した。15分間攪拌
後、第二工程として、反応生成物の温度を200℃にし
てリン酸1アンモニウムを1150重量部(10モル)
投入してアンモニアガスを0.1リットル/分で通気し
ながら、10分間攪拌した。10分間攪拌後、第三工程
として反応物の温度を290℃に保持し、アンモニアガ
スを0.1リットル/分で通気しながら、尿素を240
重量部(4モル)投入した。20分間攪拌後、反応物の
温度を200℃にし、アンモニアガス流量を0.4リッ
トル/分で120分間攪拌した。120分攪拌後に内容
物を取り出し、X線回折測定を行ない、内容物の同定を
行なった。反応生成物のX線回折測定の結果はI型AP
P、非晶質が多く含まれるX線回折結果と一致した。
【0034】比較例6 第一工程として、予め300℃に加熱した容量5リット
ルの卓上ニーダーに、リン酸2アンモニウムを1320
重量部(10モル)と無水リン酸を284重量部(2モ
ル)投入し、系内に窒素ガスを0.1リットル/分で通
気させる。次に窒素ガスを4リットル/分で通気しなが
ら15分間攪拌した。15分間攪拌後、第二工程とし
て、反応生成物の温度を300℃にしてリン酸2アンモ
ニウムを1320重量部(10モル)投入して窒素ガス
を0.1リットル/分で通気しながら、10分間攪拌し
た。10分間攪拌後、第三工程として反応生成物の温度
を300℃に保持し、窒素ガスを0.1リットル/分で
通気しながら、20分間攪拌した。20分間攪拌後、反
応生成物の温度を300℃に保持し、窒素ガス流量を
0.4リットル/分にして120分間攪拌した。120
分攪拌後に内容物を取り出し、X線回折測定を行ない、
内容物の同定を行なった。反応生成物のX線回折測定の
結果は非晶質およびI型APPのX線回折結果と一致し
た。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リン酸アンモニウムと無水リン酸とを反応
    させる第1工程、ついで第1工程の反応生成物にさらに
    リン酸アンモニウムを添加して反応させる第2工程、つ
    いで第2工程の反応生成物に尿素を添加して反応させる
    第3工程からなり、全反応工程において用いるリン酸ア
    ンモニウムと無水リン酸とのモル比、リン酸アンモニウ
    ム/無水リン酸が1/1〜30/1で、尿素と全工程で
    用いるリン酸アンモニウムとのモル比、尿素/リン酸ア
    ンモニウムが1/20〜2/1であるII型ポリリン酸ア
    ンモニウムの製造方法。
  2. 【請求項2】リン酸アンモニウムと無水リン酸とを反応
    させる第1工程の、リン酸アンモニウム/無水リン酸の
    モル比が1/1〜10/1である請求項1記載のII型ポ
    リリン酸アンモニウムの製造方法。
  3. 【請求項3】第2工程で添加するリン酸アンモニウム
    と、第1工程で使用した無水リン酸とのモル比、リン酸
    アンモニウム/無水リン酸比が3/2〜20/1である
    請求項1記載のII型ポリリン酸アンモニウムの製造方
    法。
  4. 【請求項4】第1工程および第2工程の反応系内の温度
    が200℃〜300℃であり、第3工程の反応系内の温
    度が250℃〜330℃である請求項1記載のII型ポリ
    リン酸アンモニウムの製造方法。
  5. 【請求項5】第1工程、第2工程および第3工程でのそ
    れぞれの反応を窒素、空気、アンモニア含有乾燥空気、
    アンモニア含有湿潤空気、湿潤アンモニアガスもしくは
    アンモニアガスから選ばれる1種の雰囲気もしくは2種
    以上の混合雰囲気下で反応を行なう請求項1記載のII型
    ポリリン酸アンモニウムの製造方法。
  6. 【請求項6】第3工程終了後に、アンモニア含有乾燥空
    気、アンモニア含有湿潤空気、湿潤アンモニアガスもし
    くはアンモニアガスから選ばれる1種の雰囲気下もしく
    は2種以上の混合雰囲気下で反応を行なう請求項1記載
    のII型ポリリン酸アンモニウムの製造方法。
  7. 【請求項7】リン酸アンモニウムが、リン酸2水素1ア
    ンモニウム、リン酸水素2アンモニウムもしくはリン酸
    3アンモニウムから選ばれる1種もしくは2種以上の混
    合物である請求項1〜3のいずれか1項記載のII型ポリ
    リン酸アンモニウムの製造方法。
  8. 【請求項8】第1工程でリン酸アンモニウムと無水リン
    酸の混合物を150℃〜280℃に加熱し、溶融させ、
    反応系内を200℃〜300℃に保ちつつアンモニアガ
    スの通気を5〜60分間行う請求項1記載のII型ポリリ
    ン酸アンモニウムの製造方法。
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