CN114314538A - 一种超细次磷酸铝的合成方法 - Google Patents
一种超细次磷酸铝的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114314538A CN114314538A CN202111546724.2A CN202111546724A CN114314538A CN 114314538 A CN114314538 A CN 114314538A CN 202111546724 A CN202111546724 A CN 202111546724A CN 114314538 A CN114314538 A CN 114314538A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hypophosphite
- water
- sodium
- aluminum
- flame retardant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
一种超细次磷酸铝的合成方法，采用次磷酸钠、水溶性铝盐为原料，以水为溶剂，以分散剂为产品粒径控制剂，在80～100℃温度条件下进行反应得到超细次磷酸铝阻燃剂产品。本发明是一种效率高、成本低、易操作的合成方法。采用本发明的方法合成超细次磷酸铝，在不改变常规合成生产情况下，可直接得到细粒度的、无需再次进行研磨细化，降低了成本，增强了产品竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃剂，具体是一种超细次磷酸铝阻燃剂的合成新方法。
背景技术
随着高分子材料、电子、电器、机械、汽车、船舶、航空航天和化学工业的快速发展，塑料品越来越广泛地应用于人们的生活和生产中的各个领域，同时塑料的可燃性引起的火灾也给人们带来巨大的生命和财产损失。阻燃剂又称难燃剂、耐火剂或者防火剂，是赋予易燃聚合物难燃性的功能性材料，经过阻燃剂加工后的塑料材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止或者终止火焰的传播，从而达到阻燃效果。阻燃剂的使用对人类的生命健康和社会财产安全起到巨大的保护作用，因此塑料阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及推广得到了快速发展。
国内对阻燃剂的研究起步较晚，从20世纪60年代后期开始发展，主要以卤系阻燃剂为主，到80年代中国的阻燃剂品种只有40多种，年产量仅为5000t。
卤系阻燃剂在燃烧过程中容易分解生成卤化氢有毒气体，并释放出二恶英和二苯呋喃等有毒物质，据有关统计报道，火灾中85％的死者是由于有毒气体和烟造成的窒息而死亡。
含卤阻燃剂虽然非常高效和普遍，但是会产生毒烟和酸性气体。聚合物阻燃的未来趋势是开发新型无卤阻燃剂。
近年来，由于阻燃剂无卤化的需求，磷系阻燃剂的应用愈加广泛、倍受青睐，成为发展前景最好的阻燃剂品种之一。磷系阻燃剂主要包括磷酸酯、膦酸酯、氧化膦、膦盐和次膦(磷) 酸盐等，由于含有C-P键，化学稳定性增强，具有耐水、耐溶剂迁移、阻燃效能高、低烟、无毒、对材料的机械和物理性能影响小等优势。其中次膦(磷)酸类阻燃性能优异，它具有密度低、释热率低以及热稳定性好的特点，在材料阻燃方面效果显著，没有浓烟生成，受到了越来越多的关注。
目前，基于阻燃效果、价格成本等因素，烷基次膦酸盐拥有众多优点，但工业生产技术难度相对较高，产品价格较昂贵。而无机次磷酸盐与烷基次磷酸盐结构相似，在阻燃效果和性能上相当，价格适中，因此在工业领域上的应用愈加广泛。其拥有如下优点：1)原料易得，价格便宜；2)合成方法简单，成本投入较小；3)阻燃效果较好，适用于尼龙、聚酯等高分子材料的阻燃改性。目前，改性高分子用次磷酸铝的生产方法是首先合成次磷酸铝，产品的粒径一般为D50为50-60微米，然后进行氮气保护下的气流粉碎(次磷酸铝是还原剂，在剧烈摩擦下，遇空气会着火、爆炸)，将其粉碎成粒径为D50为10-15微米的产品。该方法存在生产能耗巨大、环境污染严重、成本高、粒径粗的特点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以降低粒径细度、降低产品生产成本、适合批量生产超细次磷酸铝阻燃剂的合成方法。
本发明的解决方案是：以次磷酸钠、水溶性铝盐和分散剂为原料，采用水为溶剂，通过复分解反应合成超细次磷酸铝阻燃剂。超细次磷酸铝合成路线的反应式如下:
NaH2PO2+AlCl3→Al(H2PO2)3+NaCl
本发明以次磷酸钠、水溶性铝盐和分散剂为原料，采用水为溶剂，通过复分解反应合成超细次磷酸铝阻燃剂。本发明所述的复分解反应是以次磷酸钠、水溶性铝盐为反应原料，以分散剂为产品粒径控制剂，以水为溶剂，在80～110℃温度条件下进行反应。
本发明的技术方案在于：在反应釜中加入次磷酸钠水溶液，将反应溶液加热到80～110℃，向反应溶液中加入分散剂，搅拌0.5-1小时后，搅拌的同时向反应液中滴加水溶性铝盐的水溶液，滴加完毕后，保温0.5-2小时后，降至70-95℃，通过离心、水洗，烘干收集产品；所述次磷酸钠和水溶性铝盐中的次磷酸根与铝离子的摩尔配比为1：3.0-1：3.2，水和次磷酸钠的原料摩尔配比为0.5：1-5：1，分散剂和次磷酸钠的原料摩尔配比为1：100-1000；水和水溶性铝盐的原料摩尔配比为0.5：1-6：1。
本发明所述水溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝。
本发明所述的分散剂为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、复合磷酸盐、聚羧酸钠盐中的任意一种。
本发明所用的聚羧酸钠盐为南通德益化工有限公司生产的，型号为DY-YL-330。
复合磷酸盐是柠檬酸钠：焦磷酸钠：甘油按照3-4:5-6:1的摩尔比复配制得。本发明所述的复分解反应以分散剂为原料，通过分散剂对次磷酸铝结晶过程进行控制，得到超细次磷酸铝。
本发明所述合成得到的超细次磷酸铝无需粉碎，是可直接用于改性塑料的阻燃剂粉末。
本发明与现有技术相比的优点还在于：本发明以焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、复合磷酸盐、聚羧酸钠盐作为分散剂，在复分解反应中，采用多种分散剂来调节粒度大小，改善次磷酸铝的亲油性，提高其在高分子材料中的分散能力和相容性，制备出符合市场需求的、可以直接使用的超细阻燃剂，降低了产品生产的能耗。
采用化学合成时将分散剂加入到次磷酸铝反应体系中，使得阻燃剂产品粒径更加均匀，提升了产品的阻燃效率，降低了阻燃剂的使用成本。
本发明的超细次磷酸铝合成方法，是一种效率高、成本低、易操作的合成方法。采用该方法合成的超细次磷酸铝，在不改变常规合成生产情况下，可直接得到粒径超细且均匀的产品，降低了成本，增强了其作为阻燃剂的综合竞争力；合成得到的超细次磷酸铝与无需再粉碎，是可直接用于改性塑料的阻燃剂粉末，使用效果良好。
附图说明
图1为本发明实施例1的粒度分布图。
图2为本发明实施例2的粒度分布图。
图3为本发明实施例3的粒度分布图。
图4为本发明实施例4的粒度分布图。
图5为本发明实施例5的粒度分布图。
具体实施方式
实施例1
在500L反应釜中加入一水合次磷酸钠100千克，加入200千克水，加热至85℃溶解完全。向反应溶液中加入0.20千克聚羧酸钠盐和0.20千克六偏磷酸钠搅拌0.5小时，搅拌均匀，将氯化铝的水溶液(氯化铝与水的质量分别为43千克和72千克)向反应液中滴加，滴加完毕，保温0.5小时，降至50℃，离心、水洗，烘干收集产品。得到超细次磷酸铝阻燃剂64.2千克，产率为92％。产品粒径为D50为17.8μm，D90为26.34μm。测试结果见图1粒度分布图。
产品粒径测试结果见表1所示：
实施例2
在500L反应釜中加入一水合次磷酸钠100千克，加入100千克水，加热至85℃溶解完全。向反应溶液中加入0.30千克聚羧酸钠盐和0.2千克六偏磷酸钠搅拌0.5小时，搅拌均匀，将氯化铝的水溶液(氯化铝与水的质量分别为44千克和100千克)向反应液中滴加，滴加完毕，保温0.5 小时，降至50℃，离心、水洗，烘干收集产品。得到超细次磷酸铝阻燃剂65.59千克，产率为 94％。产品粒径为D50为11.22μm，D90为21.79μm。测试结果见图2粒度分布图。
产品粒径测试结果见表2所示：
实施例3
在500L反应釜中加入一水合次磷酸钠100千克，加入50千克水，加热至85℃溶解完全。向反应溶液中加入0.2kg复合磷酸钠(复合磷酸钠是柠檬酸钠：焦磷酸钠：甘油按照4:5:1的摩尔比复配制得。)和0.2kg聚羧酸钠盐搅拌，搅拌均匀，将氯化铝的水溶液(氯化铝与水的质量分别为44千克和100千克)向反应液中滴加，滴加完毕，保温0.5小时，降至50℃，离心、水洗，烘干收集产品。得到超细次磷酸铝阻燃剂66.8千克，产率为95.7％。产品粒径为D50为7.633μm， D90为13.42μm。测试结果见图3粒度分布图。
产品粒径测试结果见表3所示：
实施例4
在500L反应釜中加入一水合次磷酸钠100千克，加入50千克水，加热至85℃溶解完全。
向反应溶液中加入0.2千克聚羧酸钠盐和0.3千克复合磷酸盐搅拌，搅拌均匀，将氯化铝的水溶液(氯化铝与水的质量分别为44千克和100千克)向反应液中滴加，滴加完毕，保温0.5小时，降至50℃，离心、水洗，烘干收集产品。得到超细次磷酸铝阻燃剂67.3千克，产率为96.4％。产品粒径为D50为4.155μm，D90为24.70μm。测试结果见图4粒度分布图。
产品粒径测试结果见表4所示：
实施例5
在500L反应釜中加入一水合次磷酸钠100千克，加入50千克水，加热至85℃溶解完全。向反应溶液中加入0.2千克聚羧酸钠盐和0.4千克复合磷酸盐搅拌，搅拌均匀，将氯化铝的水溶液(氯化铝与水的质量分别为44千克和100千克)向反应液中滴加，滴加完毕，保温0.5小时，降至 50℃，离心、水洗，烘干收集产品。得到超细次磷酸铝阻燃剂68.0千克，产率为97.4％。产品粒径为D50为3.200μm，D90为6.703μm。测试结果见图5粒度分布图。
产品粒径测试结果见表5所示：
Claims (6)
1.一种超细次磷酸铝的合成方法，其特征在于：在反应釜中加入次磷酸钠水溶液，将反应溶液加热到80～100℃，向反应溶液中加入分散剂，搅拌均匀后，滴加水溶性铝盐的水溶液，滴加完毕后，保温反应0.5-2小时，降温、离心、水洗得到次磷酸铝。
2.根据权利要求1所述的超细次磷酸铝的合成方法，其特征在于：次磷酸钠和水溶性铝盐中的次磷酸根与铝离子的摩尔配比为1：3-3.2，其中，次磷酸钠水溶液中水和次磷酸钠的原料摩尔配比为0.5：1-5：1。
3. 根据权利要求2所述的超细次磷酸铝的合成方法，其特征在于：水溶性铝盐为氯化铝、或硫酸铝，水溶性铝盐的水溶液中，水和水溶性铝盐的原料摩尔配比为0 .5：1-6：1。
4.根据权利要求1所述的超细次磷酸铝的合成方法，其特征在于：分散剂和次磷酸钠的原料摩尔配比为1：100-1000。
5.根据权利要求4所述的超细次磷酸铝的合成方法，其特征在于：所述的分散剂为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、复合磷酸盐、聚羧酸钠盐中的任意一种。
6.根据权利要求5所述超细次磷酸铝阻燃剂合成的方法，其特征在于：复合磷酸盐是柠檬酸钠：焦磷酸钠：甘油按照3-4:5-6:1的摩尔比复配制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111546724.2A CN114314538A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种超细次磷酸铝的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111546724.2A CN114314538A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种超细次磷酸铝的合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114314538A true CN114314538A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81052029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111546724.2A Pending CN114314538A (zh) | 2021-12-16 | 2021-12-16 | 一种超细次磷酸铝的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114314538A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103803516A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-21 | 北京理工大学 | 一种醇水法制备微米级次磷酸铝的方法 |
| CN104448948A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 山东川君化工股份有限公司 | 改性次磷酸铝的制备方法 |
| CN107337187A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-10 | 湖南工业大学 | 一种纳米次磷酸铝的制备方法 |
| CN107973281A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-01 | 合肥学院 | 一种无水管状金属次磷酸盐及其制备方法 |
| CN111116987A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 襄阳三沃航天薄膜材料有限公司 | 一种细粒度次磷酸铝复合阻燃剂合成的方法 |
-
2021
- 2021-12-16 CN CN202111546724.2A patent/CN114314538A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103803516A (zh) * | 2014-01-25 | 2014-05-21 | 北京理工大学 | 一种醇水法制备微米级次磷酸铝的方法 |
| CN104448948A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 山东川君化工股份有限公司 | 改性次磷酸铝的制备方法 |
| CN107337187A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-11-10 | 湖南工业大学 | 一种纳米次磷酸铝的制备方法 |
| CN107973281A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-05-01 | 合肥学院 | 一种无水管状金属次磷酸盐及其制备方法 |
| CN111116987A (zh) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | 襄阳三沃航天薄膜材料有限公司 | 一种细粒度次磷酸铝复合阻燃剂合成的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵永真: "次磷酸铝阻燃剂的改性进展", 《广州化工》, vol. 46, no. 3, pages 519 - 15 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111116987B (zh) | 一种细粒度次磷酸铝复合阻燃剂合成的方法 | |
| CN112225985B (zh) | 一种阻燃pp复合材料及其制备方法 | |
| CN114573868B (zh) | 一种亚磷酸铝-烷基亚磷酸铝复合盐及其制备方法和应用 | |
| CN109517220B (zh) | 一种纳米锡基膨胀阻燃剂的制备方法 | |
| CN107312199B (zh) | 一种次磷酸铝杂化阻燃剂及其制备方法 | |
| CN111961254A (zh) | 一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法 | |
| CN110862575B (zh) | 复合膨胀型阻燃剂、阻燃高抗冲聚苯乙烯材料及其制备方法 | |
| CN103881190A (zh) | 无卤阻燃聚乙烯材料及其制备方法 | |
| CN115716985B (zh) | 一种无卤阻燃聚氨酯弹性体及其制备方法 | |
| CN114314538A (zh) | 一种超细次磷酸铝的合成方法 | |
| CN109679138B (zh) | 一种无卤阻燃剂聚磷酸硼酸三聚氰胺盐及其制备方法和应用 | |
| CN114479446B (zh) | 一种无卤阻燃玻璃纤维增强尼龙及其制备方法和应用 | |
| CN106633187A (zh) | 一种安全环保无机次磷酸铝阻燃剂及其在pbt中的应用 | |
| CN114196075A (zh) | 次磷酸三聚氰胺改性木质素包覆次磷酸铝阻燃剂及其制备方法和在pa66中的应用 | |
| CN113501986B (zh) | 乙二胺四亚甲基膦酸金属盐@氮化硼微片/聚乙烯醇复合膜及其制备方法 | |
| CN114479385A (zh) | 一种导电型阻燃可生物降解pbat复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109575076B (zh) | 一种含磷双马来酰亚胺的制备及在阻燃环氧树脂中的应用 | |
| CN108794804B (zh) | 二烷基二硫代次磷酸盐和含氮化合物协同的无卤阻燃体系及其应用 | |
| CN113912909B (zh) | 三聚氰胺氰尿酸盐/ldh复合阻燃材料及其制备方法 | |
| CN1958721B (zh) | 以离子键键接的磷-氮型阻燃剂及其制备方法 | |
| CN113045889A (zh) | 一种无卤阻燃尼龙 | |
| CN105668596A (zh) | 模板诱导/均相沉淀制备板片状碱式碳酸镁的方法 | |
| CN109705396B (zh) | 一种用于聚酰胺的氢氧化镁复合阻燃剂及其制备方法 | |
| CN108794805A (zh) | 二烷基二硫代次磷酸盐、有机亚磷酸盐及含氮化合物协同的无卤阻燃体系及其应用 | |
| CN111874953B (zh) | 一种聚合氯化铝铁及其制备方法和阻燃剂组合物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |