DD211102A1 - Verfahren zur herstellung eines mangan (ii)-phosphates - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Manganphosphates, das als Lichtstabilisator fuer Synthesefasern eingesetzt werden kann. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, mit minimalem apparativen Aufwand ein definiertes Mangan (II)-phosphat herzustellen, das eine geringe Korngroesse aufweist und gleichzeitig gut filtrierbar ist. Erfindungsgemaess werden waessrige Mangan(II)-Salzloesungen mit waessrigen Dinatriumphosphatloesungen in Gegenwart geringer Mengen an Natriumhypophosphit bei Temperaturen von 80-100 Grad und einem pH-Wert von 4,8-6,5 umgesetzt. Das nach dem erfindungsgemaessen Verfahren hergestellte Mangan(II)-phosphat der Zusammensetzung Mn unten 5 H unten 2(PO unten 4) unten 4 4 H unten 2 O ist insbesondere fuer die Lichtstabilisierung von Polyesterfasern geeignet.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Mangan(II)«»phosphatea Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Mangan(II)-phosphates, das für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern, eingesetzt werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Synthesefasern zeigen bei langandauernder Lichteinwirkung Abbauerscheinungen unter Bildung von niedermolekularen Zwischenprodukten, wodurch die mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit und Dehnung, ungünstig beeinflußt werden.

Es ist bekannt, Mangan(II)-Salze als Stabilisatoren gegen den photochemischen Abbau von Synthesefasern einzusetzen. So werden nach DD-PS 102.714 Phosphate, Phosphite oder Pyrophosphate des Mangans zur Lichtstabilisierung von Polymethylenterephthalaten verwendet. PUr den Einsatz in Synthesefasern müssen die als Stabilisatoren verwendeten Manganverbindungen sehr feinkörnig bzw. amorph sein und eine Teilchengröße aufweisen, die wesentlich unter dem Durchmesser der zu stabi-

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lisierenden Fasern liegt. Sie müssen ferner bei den für die Herstellung der Synthesefasern erforderlichen Bedingungen beständig sein und dürfen weder chemisch noch thermisch verändert werden. Pur die Herstellung von Polyesterfasern bedeutet das beispielsweise, daß bei den während der Veresterung der Terephthalsäure mit Ithylenglykol und der nachfolgenden Polykondensation notwendigen Reaktionstemperaturen von bis zu 280 ⁰C keine Veränderung der Stabilisatoren unter Bildung von unerwünschten farbigen Reaktionsprodukten eintreten darf.

Die Herstellung von feinteiligen Manganphosphat-Produkten erfolgt nach DD-PS 61.535 durch Umsetzung von konzentrierten Mangan(II)-Salzlösungen mit Lösungen von Ammoniumphosphat bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise bei -8 bis +15 ⁰C₉ wobei zur Erhöhung der Keimzahl und zur Verminderung des Kristallwachstums Polyalkohole, wie Glykol, oder Ammoniumsalze, zugesetzt werden.

Daa auf diese Weise gefällte Mangan(II)-ammoniumphosphat, welches bei Temperaturen < 450 ⁰C getrocknet offenbar bereits aus Mangan(Il)-diphosphat besteht, hat eine Korngröße unter 5 pm. nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist, daß die bei niedrigen Temperaturen gefällten Produkte schlecht filtrierbar sind und bei der Fällung teure Hilfsstoffe, wie Polyalkohole, eingesetzt werden müssen, die aus den Piltraten schlecht zurückgewonnen werden können·

Bei höheren Temperaturen kann Mangan(II)-ammoniumphosphat als gut kristallines und gut filtrierbares Fällungsprodukt erhalten werden.

Für den Einsatz dieses Mangan(II)-ammoniumphosphates oder des daraus durch Erhitzen hergestellten Mangan(II)· diphosphates für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern wäre eine nachträgliche Feinstmahlung auf Korn-

größen zwischen 1 und 5 jum unter Verwendung von Spezialraühlen, wie Schwingmühlen, gegebenenfalls unter Zusatz von Flüssigkeiten, notwendig.

Nach SU-Urheberschein 476.222 erfolgt die Herstellung eines feinkörnigen tertiären Mangan(II)-phosphates durch gleichzeitige Zugabe von Mangansalz- und Uatriumphosphat· lösungen in ein Reaktionsgefäß, in das auf 70 - 80 ⁰C erwärmtes und auf einem pH-Wert von 5-6 eingestelltes Wasser vorgelegt wird» Nachteilig bei diesem Verfahren erweist sich der hohe apparative Aufwand bezüglich der Regeleinrichtung zur Gewährleistung der Zugabe von äquivalenten Mengen beider Ausgangslösungen in das Reaktionsgefäß, sowie die schlechte Filtrierbarkeit des nach diesem Verfahren hergestellten Mangan(II)-phosphates.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein technologisch einfaches Verfahren zur Herstellung eines definierten Mangan(II)-phosphates vorzuschlagen, das für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern, geeignet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit minimalem apparativen Aufwand ein Mangan(II)-phosphat herzustellen, das eine geringe Korngröße aufweist und gleich ze i*» tig gut filtrierbar ist.

Es wurde gefunden, daß durch Umsetzung von wäßrigen Mangan(II)-Salzlösungen mit wäßrigen Dinatriumphosphatlösungen in Gegenwart von 0,5 - 5 %, vorzugsweise 1 - 1,5 %t Natriumhypophosphit bei Temperaturen von 80 - 100 ⁰C und einem pH-Wert von 4,8 - 6,5 ein feinkörniges Mangan(II)-phosphat der Zusammensetzung )₄ . 4H₂O ausgefällt wird, das gut filtrierbar

ist. Erfindungsgemäß werden 10-20 folge Mangan(II)-Salzlösungen- und Dinatriumphosphatlösungen eingesetzt, wobei das Molverhältnis Mangan(II)-SaIζ : Dinatriumphosphat = 1 : 0,65 ·- 0,9, vorzugsweise 1 : 0,8, beträgt .

Die Umsetzung der Mangan (II )-Salzlösungen·· und Dinatriumphosphatlösungen kann in einfacher Weise diskontinuierlich in Reaktionsbehältern mit Rührwerk, die indirekt beheizbar sind, durchgeführt werden. Die Fällungeprodukte werden von der Mutterlauge mit Hilfe üblicher Trennapparate ₉ wie Filternutscheia, Drehfilter oder Filterpressen abgetrennt« Die Trocknung der gewaschenen Fällungsprodukte erfolgt bei Temperaturen bis 105 ⁰C, wobei die getrockneten Produkte staubfein und freifließend anfallen«

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mangan(Il)-phosphat ist für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern, geeignet* Es ist in Äthylenglykol gut suspendierbar und kann in dieser Form bei der Herstellung von Polyesterfasern während oder nach der Polykondensation zugesetzt werden«

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher charakterisiert.

1usführungsbeisp ieI

In einer Rührmaschine werden 16,4 kg ITa₂HPO. . 12HgO in 100 1 Wasser aufgelöst und auf 95 ⁰C erwärmt. Nach Zusatz von 0,30 kg HaHgPO₂ ♦ HgO wird innerhalb von 30 min unter Rühren eine Lösung von 14,1 kg Mn(CH₃COO)₂ . 4HgO in 100 1 Wasser zugegeben. Die Fällung erfolgt bei einem pH-Wert von 5,0 und einer Temperatur von 90 - 95 ⁰C. Das ausgefällte Produkt wird über eine Filternutsche abgesaugt und anschließend mit Wasser gewaschen, wobei bei einem Druck von 2,66 kPa

eine Piltriergeschwindigkeit von 1,71 m/h erreicht

Das bei 105 ⁰C getrocknete Produkt enthält

16,8 % P 38,6 % Mn 0,054 % MnO₂

und entspricht damit der Zusammensetzung Mn₁-Hp(PO, )₄.4Hp0 (berechnet: 17,02 % P, 38,96 % Wa). Durch RSntgenanalyse konnte die Struktur MncHgiPO*), . 4HpO bestätigt werden. Die Ausbeute an MrIcHg(PO,), · 4HgO, bezogen auf eingesetztes Mn(CH₃COO)₂ . 4HgO betrug 99,5 %·> wobei 85 % des ausgefällten Mangan(II)-phosphates eine Körnung unter 5 /um aufwiesen und keine Teilchen über 7,2 jum enthalten waren·

Das Produkt war ohne zusätzliche Zerkleinerung als Licht stabilisator für die Polyesterseideherstellung einsetzbar.

Claims (4)

-er

1. Verfahren zur Herstellung eines Mangan(r0fphosphates, das als Lichtstabilisator für Synthesefasern geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Mangan(II)-Salzlösungen mit wäßrigen Dinatriumphosphatlösungen in Gegenwart von Hatriumhypophosphit bei Temperaturen von 80 - 100 ⁰C und einem pH~Wert von 4,8 - 6,5 umgesetzt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß 10 - 20 %ige Mangan(II )-acetat- und Dinatriumphosphatlö'sungen eingesetzt werden»

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan(II)-acetat und Dinatriumphosphat im Molverhältnis 1 : 0,65 - 0,9 eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Punkt 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 - 5 % Natriumhypophosphit, bezogen auf den Feststoffgehalt der Reaktionslösungen, zugesetzt werden.