CN103101893A - 高分散亚磷酸铝晶体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以铝盐和次磷酸合成高分散亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)用铝盐制备氢氧化铝凝胶，过滤、洗涤，至洗涤液中无铝盐阴离子；(2)将洗涤后的凝胶加蒸馏水搅拌得氢氧化铝溶胶，将溶胶加入次磷酸中，边加边搅拌，滴加完毕后，继续搅拌使反应完全；(3)将得到的溶液过滤、加热，亚磷酸铝析出，过滤、干燥，得均匀，分散良好亚磷酸铝晶体。与现有技术相比，本发明工艺简单，节能环保，产品产率和纯度高，生产周期短，适合工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备高分散亚磷酸铝晶体的方法，属于材料技术领域。
背景技术
亚磷酸盐(Phosphites)和防锈颜料红丹、铬酸锌相比，是一类经济优良的无毒防锈颜料。它不仅具有其它无机颜料的耐腐蚀、耐高温、防锈性能，而且稳定性好、无公害，易制备。在初级防腐剂中加入亚磷酸盐，将显著提高涂料的防腐、防锈、抗气泡性能，同时不会降低涂层的稳定性。因此，亚磷酸盐颜料的研究与开发具有广阔的前景。其中，亚磷酸铝用作防锈颜料时，其防锈性能可与最好的工业铬酸锌防锈剂匹敌。
目前，亚磷酸铝的制备方法主要有中和法和复分解法。中和法是一定浓度的亚磷酸溶液与氢氧化铝反应，制得亚磷酸铝晶体。复分解法是用亚磷酸盐与铝盐反应，生成所需要的亚磷酸铝晶体。作为防锈颜料使用，选择中和法制备更好。因为复分解法不但有副产物产生，而且还会形成工业废水。中和法无副产物产品生成，几乎所有反应物都转变为产物，滤液即亚磷酸铝的饱和溶液，生产中可以循环使用，是一种无三废的环保工艺。
日本专利特開昭57-95814将粉末状水合氧化铝与亚磷酸混合，在大于70℃下热压处理，将产物研制成粉未，即得到Al2(HPO3)3·xAl2O3·nH2O(x＝0.02-1)，该物质具有一定的X射线衍射图形，平均粒子尺寸为0.2-10微米。该方法得到的产物是无定形的板状和柱状亚磷酸铝团聚体，产品中含有Al2O3。
日本专利特開平4-89306制备了球状亚磷酸铝晶体：在加热到50℃以上，浓度40～60％的亚磷酸水溶液中，在搅拌下徐徐添加氧化铝凝胶，三水铝石等氧化铝水合物使之反应，生成粘稠的亚磷酸铝溶液。在此溶液中添加脂肪族或芳香族胺或胺系赘合剂，在50-90℃继续搅拌，析出平均粒径10微米以下的球状结晶。过滤料浆，把得到的滤饼干燥，得到球状亚磷酸铝结晶粉末。该方法利用添加有机溶剂来得到分散性良好的亚磷酸铝晶体。
高分散性亚磷酸铝有利于提高防锈涂层的整体防锈效果，避免因局部受腐蚀引起的工作部件损坏。亚磷酸铝结晶过程中引入的杂志会在很大程度上影响防锈涂层的性能，因此，优良的防锈涂层要求一种高纯、高分散亚磷酸铝晶体。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、高产率、高纯度、高分散的亚磷酸铝晶体的合成方法。本发明以铝盐和次磷酸制备高分散亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)用铝盐制备氢氧化铝凝胶，过滤、洗涤，至洗涤液中铝盐阴离子；
(2)将洗涤后的凝胶加蒸馏水搅拌得氢氧化铝溶胶，将溶胶加入次磷酸中，边加边搅拌，滴加完毕后，继续搅拌使反应完全；
(3)将得到的溶液过滤、加热，亚磷酸铝析出，过滤、干燥，得均匀，分散良好亚磷酸铝晶体。
按上述方案，步骤(1)所述的铝盐为AlCl3或Al2(SO4)3。
按上述方案，步骤(2)所述的氢氧化铝溶胶中水和氢氧化铝质量比为10-15∶1。
按上述方案，步骤(2)次磷酸浓度为25-50％，滴加完毕时溶液的pH为3-5。
按上述方案，步骤(3)滤液温度加热至80-95℃。
与现有技术比较，本发明具有如下优点：
(1)以铝盐和次磷酸制备高分散亚磷酸铝晶体，制备过程中只有亚磷酸铝析出步骤需要加热，而且，只要滤液的温度达到80-95℃就可以析出产品，无需长时间加热，节约能源。
(2)该方法制备高分散亚磷酸铝晶体不需要有机溶剂，减少了生产对环境和工作人员的影响。
(3)本发明合成的亚磷酸铝纯度高，不含未反应完全的氧化铝杂质和复分解反应的副产品，整个过程不涉及粘稠的亚磷酸铝溶液处理，操作简单易行。
(4)本发明无副产物生成，几乎所有反应物都转变为产物，凝胶过滤液和析出亚磷酸铝后的溶液在生产中可以循环使用，是一种环境友好工艺。
附图说明
图1是实施例1使用本发明所述的制备方法得到的亚磷酸铝晶体的XRD图谱；
图2是实施例1使用本发明所述的制备方法得到的亚磷酸铝晶体的SEM图谱；
具体实施方式
实施例1
称取AlCl3·6H2O24.1克溶于200mL蒸馏水，将15％的氨水逐滴加入AlCl3溶液中至氨水稍过量，过滤生成的沉淀，蒸馏水多次洗涤，至洗涤液中无Cl-。洗涤后的凝胶加50mL蒸馏水搅拌得到氢氧化铝溶胶，将氢氧化铝溶胶加入25％次磷酸中，边加边搅拌，溶液的pH为3-4时停止加入，继续搅拌使反应完全。将得到的溶液过滤，加热滤液至85℃，亚磷酸铝析出，过滤、干燥，得分散良好的亚磷酸铝晶体25.2克。
实施例2
称取Al2(SO4)3·18H2O33.3克溶于200mL蒸馏水，将15％的氨水逐滴加入Al2SO4溶液中至氨水稍过量，过滤生成沉淀，蒸馏水多次洗涤，至洗涤液中无SO4 2-。洗涤后的凝胶加80mL蒸馏水搅拌得到氢氧化铝溶胶，将氢氧化铝溶胶加入50％次磷酸中，边加边搅拌，溶液的pH为4-5时停止加入，继续搅拌使反应完全。将得到的溶液过滤，加热滤液至90℃，亚磷酸铝析出，过滤、干燥，得分散良好的亚磷酸铝晶体25.8克。
Claims (5)
1.以铝盐和次磷酸制备高分散亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)用铝盐制备氢氧化铝凝胶，过滤、洗涤，至洗涤液中无铝盐阴离子；
(2)将洗涤后的凝胶加蒸馏水搅拌得氢氧化铝溶胶，将溶胶加入次磷酸中，边加边搅拌，滴加完毕后，继续搅拌使反应完全；
(3)将得到的溶液过滤、加热，亚磷酸铝析出，过滤、干燥，得均匀，分散良好亚磷酸铝晶体。
2.根据权利要求1所述的一种制备亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：步骤(1)所述的铝盐为AlCl3或Al2(SO4)3。
3.根据权利要求1所述的一种制备亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：步骤(2)所述的氢氧化铝溶胶中水和氢氧化铝质量比为10-15∶1。
4.根据权利要求1所述的一种制备亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：步骤(2)次磷酸浓度为25-50％，滴加完毕时溶液的pH为3-5。
5.根据权利要求1所述的一种制备亚磷酸铝晶体的方法，其特征在于：步骤(3)滤液温度加热至80-95℃。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150304 |