一、聚磷酸銨的概念
(相關資料圖)
多磷酸銨,又稱聚磷酸銨,是正磷酸銨和多種聚磷酸銨的混合物,含有的聚磷酸銨主要是焦磷酸銨和三聚磷酸銨、四聚磷酸銨,鏈更長的聚磷酸銨只有少量存在。易溶于水,溶解度大于正磷酸銨,還可以螯合金屬陽離子,使之保留在溶液中。
聚磷酸銨廣泛用于塑料、橡膠、纖維作阻燃處理劑;還可用于配制膨脹性防火涂料,用于船舶、火車、電纜及高層建筑的防火處理;也用于生產(chǎn)干粉滅火劑,用于煤田、油井、森林大面積滅火;此外,還可作肥料用。由于其含磷量大,含氮量大,熱穩(wěn)定性好,產(chǎn)品近于中性,并可以與其他阻燃劑混用,同時價格便宜,毒性較低,使用相對安全,因而獲得廣泛的應用。
聚磷酸銨由過磷酸和氨反應或由正磷酸銨脫水而制得。76% P2O5的熱法磷酸在0.17~2.07MPa,185~215℃條件下用氨中和,可得到含氮16%~18%、五氧化二磷59%~61%的多磷酸銨,其中五氧化二磷的43%為正磷酸銨、54%為焦磷酸鹽、2%~3%為長鏈聚磷酸鹽。用預熱的54%五氧化二磷的濕法磷酸制得的產(chǎn)物中五氧化二磷的30%為聚磷酸銨。
二、聚磷酸銨行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析
作為近年來迅速發(fā)展起來的磷系無機阻燃劑,尤其是高聚合度的聚磷酸銨,在材料、涂料等許多領域得到了廣泛應用。聚磷酸銨作為膨脹型阻燃劑的基礎材料被廣泛應用于阻燃領域,隨著全球阻燃劑朝無鹵化方向發(fā)展,以聚磷酸銨為主要原料的膨脹型阻燃劑成為產(chǎn)業(yè)的熱點,特別是需求較大的聚合度高的Ⅱ-型聚磷酸銨。2018年全球用于阻燃劑的聚磷酸銨產(chǎn)能約為31萬噸。
當前我國是全球最大的磷肥消費國家,每年磷肥的消費量達到850萬噸左右,約占據(jù)全球磷肥總需求的30%左右,聚磷酸銨作為磷肥的一種,市場需求量較高。我國是農業(yè)大國,對于肥料需求較高,近幾年我國開始實行減肥增效策略,為聚磷酸銨發(fā)展提供較為廣闊的空間。
聚磷酸銨主要應用于阻燃、防火領域與肥料領域,其中用于阻燃、滅火的比重顯著高于肥料應用比例。作為近年來迅速發(fā)展起來的磷系無機阻燃劑,尤其是高聚合度的聚磷酸銨,在材料、涂料等許多領域得到了廣泛應用。聚磷酸銨作為膨脹型阻燃劑的基礎材料被廣泛應用于阻燃領域,隨著全球阻燃劑朝無鹵化方向發(fā)展,以聚磷酸銨為主要原料的膨脹型阻燃劑成為產(chǎn)業(yè)的熱點,特別是需求較大的聚合度高的Ⅱ-型聚磷酸銨。2018年全球用于阻燃劑的聚磷酸銨產(chǎn)能約為31萬噸。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2020-2025年中國聚磷酸銨行業(yè)發(fā)展深度調研與投資趨勢預測研究報告》顯示:
聚磷酸銨已逐漸進入復混肥和液體肥料的生產(chǎn),特別是在發(fā)達國家已得到廣泛應用。20世紀70年代初,美國開發(fā)了用商品濕法磷酸(54%P205,質量分數(shù))生產(chǎn)聚磷酸銨基礎液體肥料,也就是將濕法磷酸濃縮成過磷酸,在管式反應器中與氨反應,生成高濃度聚磷酸銨,加水冷卻生成品級為10-34-0的液肥產(chǎn)品?;A液肥可與氮溶液、鉀肥生產(chǎn)液體復混肥。
中國目前尚未有專業(yè)生產(chǎn)聚磷酸銨肥料的企業(yè),其性狀、組成及生產(chǎn)方法尚存在爭議,一般認為作為肥料用聚磷酸銨應是短鏈全水溶的,包含磷酸銨、三聚磷酸銨和四聚磷酸銨等多種聚磷酸銨,聚合度更高、鏈更長的聚磷酸銨只有少量存在;另有資料介紹,農用聚磷酸銨聚合度通常為5~18,且溶解性好,是液體肥料的主要品種。農用聚磷酸銨在中國僅有少量生還未形成商品出售。
三、聚磷酸銨市場未來發(fā)展方向及趨勢預測
隨著全球合成樹脂工業(yè)的快速發(fā)展,對聚磷酸銨應用和需求將日益增加。另外,聚磷酸銨作為無機阻燃劑,未來的發(fā)展方向應是超細化、專用化、系列化,因此應該使用微膠囊化技術、表面改性技術等對聚磷酸銨進行改性,以增加其耐熱穩(wěn)定性,與樹脂的相容性和降低其吸濕性等。不同改性產(chǎn)品應用領域和適應基材不一樣,要針對基材和應用領域,開發(fā)系列化、專用化的聚磷酸銨產(chǎn)品,以滿足不同消費者的需求。
多磷酸銨(APP)通常有兩種類型,如APP I和APP II。他們不同于他們的聚合度。 APP I的聚合度一般低于100,而APP II的聚合度高于1000,APP II的水溶性低于APP I,所以APP II也用于阻燃行業(yè),APP I用于液體肥料行業(yè)。受政策影響,未來幾年阻燃劑行業(yè)使用的聚磷酸銨(APP)份額將有所增加。目前,聚磷酸銨(APP)生產(chǎn)商主要集中在北美,歐洲和中國。由于APP II的技術壁壘,APP I的產(chǎn)量要高于APP II。全球主要生產(chǎn)商是科萊恩,ICL,Agrium和長豐化學等。在所有地區(qū),中國聚磷酸銨(APP)產(chǎn)量份額最大。
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