NO841790L - Fremgangsmaate til fremstilling av hydrolysestabile pulverformede ammoniumpolyfosfater - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling

av hydrolysestabile pulverformede ammoniumpolyfosfater i det følgende kalt APP med mikroinnkapsling av APP-partiklene ved en varmeherdbar, i herdet tilstand vannuoppløselige kunstharpiks.

Det er fra DE-OS 29 49 537 kjent et partikkelformet middel

på basis av frittstrømmende, pulverformet ammoniumpolyfosfater med den generelle formel

hvori n betyr et helt tall med en gjennomsnittsverdi på

...ca..20.til 800. og .forholdet .mellom m "og' n. utgjør ca..,. JL

for å forhindre brennbarhet av brennbare stoffer, idet midlet erkarakterisert vedat det består av

a) ca. 75 til 99 vekt-% ammoniumpolyfosfat og

b) ca. 1 til 25 vekt-% av et herdet, vannuoppløselig poly-kondensasjonsprodukt av melamin og formaldehyd som omhyller

de enkelte ammoniumpolyfosfatpartikler.

Oppføringen av melamin/formaldehyd-harpiksen på ammoniumpolyfosfatpartiklene foregår herved eksempelvis således at man i første rekke suspenderer ammoniumpolyfosfat i metanol, oppvarmer suspensjonen til et svakt tilbakeløp av metanol og deretter inndrypper i suspensjonen en metanblisk/vandig oppløsning av melamin/formaldehyd-harpiksen. Etter forløp av en etterreaksjonstid på eksempelvis 0,5 til 2 timer filtrerer suspensjonen og filterresiduet tørkes i nitrogen-strøm ved 100°C i 150 til 180 minutter. Under tørkningen foregår samtidig utherdningen av det på ammoniumpolyfosfatpartiklene påførte harpiksovertrekk.

Som det fremgår av DE-OS 30 05 252 kan hydrolysebestandigheten av pulverformede ammoniumpolyfosfater forbedres i forbindelse med gjenstanden til DE-OS 29 49 537 også ved at man utstyrer APP-partiklene med et herdet vannuoppløselig fenolharpiks-overtrekk. Påføringen av fenolharpikser på ammoniumfosfat-partiklene kan enten foregå i en alkoholisk harpiksoppløs-ning ved utherdning av harpiksen under omrøring av ammoniumpolyf osf at/harpiks-suspensj onen eller ved fordampning av suspensjonens oppløsningsmiddel i en oppvarmet knaer med etterfølgende varmeherdning eller ved forstøvningstørkning

av suspensjonen.

Ved omhyllingen av ammoniumpolyfosfatpartiklene med en herdet fenolharpiks resp. fenol/formaldehyd-harpiks nedsettes ammoniumpolyfosfåtets oppløselighet betraktelig i vann, hvilket virker gunstig ved anvendelsen av et slikt forbehand-..let. ammoniumpolyf.osf at som.-..flammebeskyttelsesmiddel.,.! .polyuretanskum.

Hydrolysestabiliteten av de ovenfor beskrevne kjente produkter er et mål for forholdet av de belagteAPP ved kort innvirkning av vann ved 25°C, tilsvarende den hver gang anvendte prøvemetode.

Det ble nå fastslått at hydrolysestabiliteten av ovennevnte produkter avtar ved høyere temperaturer, eksempelvis ved 60°C, slik de oppnås i noen anvendelsesområder av ammoniumpolyf osf atet , dvs. at den oppløselige del av APP i vann

er inntil ti ganger høyere enn den ved 25°C fastslåtte del. Det besto således et trengende behov for å avhjelpe denne mangel og å fremstille et belagt ammoniumpolyfosfat som også ved forhøyede temperaturer er hydrolysestabilt i nærvær av vann, idet det på APP-partiklene påførte overtrekk mest mulig fullstendig kornstørrelsesfordeling av det fremstilte produkt best mulig skal tilsvare dette for ubelagt

APP .

Bortsett fra nevnte mangel ved de kjente produkter er de

til fremstilling av disse produkter åpenbar arbeidsmåte likeledes ikke helt tilfredsstillende.

Således forurenses ved fremstilling av belagt APP i en

knaer, knaerens vegger og verktøy med belegg som bare kan fjernes mekanisk. Dessuten medrives ved fjerning av opp-løsningsmidlet fra APP/harpiks-blandingen ved hjelp av en gasstrøm finkornede deler av blandingen av gasstrømmen og må igjen utskilles fra denne.

Endelig lar det seg ved arbeidsmåten i knaer ikke unngå

at enkelte korn sammenbaker og derved endrer kornspekteret av det behandlede APP ufordelaktig. Underkaster man de ved sammenbaking av agglomererte deler av APP for en etter-følgende maling, så frembringes bruddflater i malergodset som muliggjør angrepspunktet for hydrolyse APP i kontakt

..med vann..

Oppfinnelsens gjenstand er nå en fremgangsmåte til fremstilling av et hydrolysestabilt, partikkelformet" middel på basis av frittstrømmende pulverformet ammoniumpolyfosfat med den generelle formel

hvori n er et helt tall med en gjennomsnittsverdi på ca.

20 til 800 og forholdet mellom m og n utgjør ca. 1, ved behandling av ammoniumpolyfosfat i nærvær av et fortynningsmiddel under omrøring med en varmeherdbar og i herdet tilstand vannuoppløselig kunstharpiks, atskillelse av fortynningsmidlet og tørkning av ammoniumpolyfosfatet ved en temperatur som bevirker herdning av kunstharpiksen, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat ammoniumfosfatet, en alifatisk alkohol med 1-4 C-atomer som fortynningsmiddel samt en melamin/formaldehyd-harpiks eller fenol/formaldehyd-harpiks eventuelt oppløst i et oppløsningsmiddel has i ønskelig rekkefølge i et trykkar og blandes godt ved værelsestemperatur, at blandingen oppvarmes til en temperatur på 80°C til ca. 180°C og for utherdning av harpikskomponentene bibeholder denne temperatur og det til fortynningsmidlets damptrykk svarende trykk i 15 til 240 minutter og at blandingen avkjøles til værelsestemperatur, fortynningsmidlet atskilles og det dannede produkt tørkes.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at ammoniumpolyfosfatet, fortynningsmidlet samt harpikskomponentene anvendes i vektforhold 1 til 1,5 til 0,1.

Som harpikskomponenter har det vist egnet melamin/formaldehyd-harpiks som i uherdet tilstand er et pulver, idet den 50

%-ig vandig oppløsning av pulveret har en dynamisk viskositet på 20 mPa.s, en pH-verdi ved 20°C fra 8,8 til 9,8 og en tetthet ved 2 0°C på 1,21 til 1,225 (g/ml) og på den .annen side en alkoholoppløselig herdbar, ikke-plastifisert fenolharpiks (fenol/formaldehyd-harpiks) eller en varmeherdbar fenolresol.

Det har videre vist seg fordelaktig ved oppvarming av blandingen å begrense temperaturen til 110°-130°C og varigheten og utherdningstiden til 30 til 60 minutter.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen virker i forskjellige henseende positivt på produktkvaliteten. Således opptrer ved belegningsprosessen ikke nevneverdig hindring av produktets kornspektrum sammenlignet til det anvendte ammoniumpolyfosfats kornspektrum. Eventuelt ved belegningsprosessen dannede agglomerater kan knuses ved svakt mekanisk innvirkning uten at det oppstår uønskede bruddflater på agglomeratpartik-lene. Således ble det fastslått at ved maling av etter-behandlede produkter, hvis kornstørrelsesfordeling er identisk med denne for det anvendte APP forholder seg med hensyn til deres innhold av vannoppløselige mengder som om det ikke var underkastet maleprosess. Ferdig middel har vanligvis en midlere partikkelstørrelse på ca. 0,01-0,05 mm.

Et ytterligere fortrinn ved arbeidsmåten ifølge oppfinnelsen består i at kvaliteten av det belagte APP ikke avhenger av rekkefølgen av tilsetningen av de enkelte komponenter i reaksjonskaret. Man kan altså eksempelvis gå frem således at man ifyller alkohol ogAPP i en rørebeholder, tilsetter harpiksen og under omrøring og oppvarming bevirker belegning. Man kan imidlertid også ifylle en oppløsning av harpiksen

i vann til alkoholen i rørekaret og først deretter tilsette APP. Spesielt foretrukket er en arbeidsmåte hvor harpiks,

APP og eksempelvis vannfri metanol blandes i et rørekar, hvoretter belegning og herdning av overtrekket foregår ved oppvarming. Den arbeidsmåte muliggjør flere gangers anvendelse av den anvendte og ved filtrering gjenvunne metanol uten energikrevende destillasjon som også spesielt vanskeliggjøres ved .at visse oppløselige deler av ..harpiksen belegger ved varmeutvekslerflatens destillasjonsanlegg og således nødvendiggjør en omstendelig periodisk rensning av destillasjonsapparaturen.

Det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremstilte produkt er egnet til flammefastgjøring av polyuretaner resp. polyuretanskum idet innholdet av flammebeskyttelsesmidlet

i polyuretanskummet utgjør 5 til 50 vekt-% referert til mengden av polyolkomponentene av polyuretanet. En annen anvendelsesform av produktet ifølge oppfinnelsen er anvendelse til flammfastgjøring av celluloseholdig materiale som papirtyper, pappkartong og lignende som bølgepapp, som sekundær-produkter idet flammebeskyttelsesmengden utgjør ca. 5-30 vekt-%, referert til tørt fiberstoff.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen samt egenskapene av

de respektive fremgangsmåteproduktene forklares nærmere i de følgende eksempler. Til gjennomføring av fremgangsmåten ble det anvendt handelsvanlige utgangsprodukter. I detalj dreier det seg her om følgende produkter:

1. "Exolit" 422, Hoechst AG, Frankfurt/Main

Det dreier seg om et finkornet, i vann tungt oppløselig ammoniumpolyfosfat med formel (NH^PO^)n, idet n 700. Partikkelstørrelsen av APP utgjør<>>99% < 45 (i. 2. "Madurit" MW 390, Cassella Aktiengesellschaft, Frank-furt/Main .

Produktet er en i uherdet tilstand pulverformet melamin-/ formaldehyd-harpiks, hvis 50 vekt-%-ig vandig oppløsning har en dynamisk viskositet på 20 mPa.s, en pH-verdi ved 20°C fra 8,8 til 9,8 og en tetthet ved 20°C på 1,21

til 1,225 (g/ml).

Arbeidsmåten ifølge oppfinnelsen forklares nærmere ved

hjelp av følgende eksempler.

Eksempel 1

Det ble i en 300 1 rørebeholder utrørt 200 1 metanol, 100

kg APP samt 10 kg melaminharpiks ved værelsestemperatur til en suspensjon. Rørebeholderen ble deretter lukket og innholdet oppvarmet til 120°C. Derved innstilte- det seg i beholderen et trykk på ca. 6 bar. Reaktorinnholdet ble holdt en time ved denne temperatur, deretter avkjølt og hatt på en sugenutsj. Metanolen ble frasuget og samlet for gjenanvendelse. Det belagte APP ble tørket ved gjennom-sugning av oppvarmet nitrogen. Det tørre produkt hadde en vekt på .108 kg. De øvr.ige egenskaper av produktet fremgår av tabell I.

Eksempel 2

100 kg APP ble oppslemmet i 200 1 metanol i rørekar.

Deretter ble det tilsatt en oppløsning på 10 kg melaminharpiks i 10 kg varmt vann (40°C). Rørekaret ble lukket, temperaturen øket til 120°C og temperaturen holdt i en time. De ytterligere forholdsregler foregikk analogt eksempel 1.

Utbyttet av fremgangsmåteproduktet utgjorde 109 kg. Produktets egenskaper fremgår av tabell I.

Eksempel 3

100 kg APP ble oppslemmet i vann-metanol-blanding bestående av 36 1 vann og 164 1 metanol i et rørekar. Deretter ble det tilsatt 10 kg fast melaminharpiks. Den videre fremgangsmåte er analogt eksempel 1. Utbytte: 108 kg.

Fremgangsmåteproduktets egenskaper fremgår av tabell I.

Eksempel 4

Det ifølge eksempel 2 dannede produkt ble oppmalt på en Pallmann-mølle. Egenskapene av det malte produkt er forklart i tabell I.

Eksempel 5- 10

Det ble hver gang gått frem analogt eksempel 1, idet i eksempel 5 tilsvarte de anvendte stoffmengder disse fra eksempel 1. Fra eksempel 6 ble den ifølge eksempel 5 gjenvunne metanol gjenanvendt idet det ved tørkning av produktet inntredende metanoltap (ca. 30 1) ble komplettert med friskt metanol. Mengden av anvendt harpiks ble minsket til 80

kg. Etter hver blanding ble det undersøkt vanninnhold og faststoffinnhold av metanolen. De oppnådde verdier fremgår av tabell II. Det belagte produkts egenskaper ifølge eksemplene 5-10 fremgår av tabell III.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et hydrolysestabilt, partikkelformet middel på basis av frittstrømmende, pulverformet ammoniumpolyfosfat med den generelle formel

hvori n betyr et helt tall med en gjennomsnittsverdi på ca.

20 til 800 og forholdet mellom m og n utgjør ca. 1, ved behandling av ammoniumpolyfosfat i nærvær av et fortynningsmiddel og under omrøring med en varmeherdbar og i herdet tilstand vannuoppløselige kunstharpiks, atskilling av for- -tynningsmidlet og .tøxkning av ammoniumpolyf osf atet ved en temperatur som bevirker utherdning av kunstharpiksen, karakterisert ved at ammoniumpolyfosfatet, en alifatisk alkohol med 1-4 C-atomer som fortynningsmiddel samt en melamin/formaldehyd-harpiks eller fenol/- formaldehyd-harpiks, eventuelt oppløst i et oppløsnings-middel, has i vilkårlig rekkefølge i et trykkar og blandes godt ved værelsestemperatur at blandingen oppvarmes til en temperatur på fra ca. 80° til ca. 180°C og for utherdning av harpikskomponenten holdes ved denne temperatur og det til fortynningsmidlets damptrykk svarende trykk i 15 til 240 minutter og at blandingen avkjøles til værelsestemperatur, fortynningsmidlet atskilles og det dannede produkt tørkes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ammoniumpolyfosfatet, fortynningsmiddel samt harpikskomponentene anvendes i vektforhold på 1 til 1,5 til 0,1.

3.F remgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at melamin/formaldehyd-harpiksen i uherdet tilstand danner et pulver hvis 50 %-ig vandig oppløsning har en dynamisk viskositet på 20 mP .s, en pH- verdi ved 20°C fra 8,8 til 9,8 og en tetthet ved 20°C fra 1,21 til 1,225 (g/ml).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fenolharpiksen er en alkohol-oppløselig, herdbar, ikke-plastifisert fenolharpiks (fenol/- formaldehyd-harpiks) eller en varmeherdbar fenolharpiks.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at blandingen oppvarmes til en temperatur på 110-130°C.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at herdningstiden utgjør 30-60 minutter.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det ferdige middel har en midlere partikkelstørrelse på ca. 0,01-0,05 mm.

8. Anvendelse av det ifølge fremgangsmåten ifølge krav 1-7 fremstilte middel til flammefastgjøring av polyuretaner resp. polyuretanskum, idet midlet innhold i polyuretanskummet utgjør ca. 5 til 50 vekt-%, referert til mengden av polyure.tanets polyolkomponenter.

9. Anvendelse av det ifølge fremgangsmåten ifølge krav 1-7 fremstilte middel til flammefastgjøring av celluloseholdig materiale som papirtyper, papp, kartong og liknende samt bølgepapp, i mengder på ca. 5-3 0 vekt-%, referert til tørt fiberstoff.