DD211102B1

DD211102B1 - Verfahren zur herstellung eines mangan (ii) -phosphates

Info

Publication number: DD211102B1
Application number: DD24451882A
Authority: DD
Inventors: Hildegard Siems; Klaus Konderding; Herfried Richter; Friedrich Herrmann; Ursula Knabe
Original assignee: Stickstoffwerke Piesteritz Veb
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1986-02-26
Also published as: DD211102A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines MangandD-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(ll)-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 Polymethylenterephtalaten verwendet. Für 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 stabilisierenden Fasern liegt. Sie müssen ferner bei den für die Herstellung der Synthesefasern erforderlichen Bedingungen beständig sein und dürfen weder chemisch noch thermisch verändert werden. Für die Herstellung von Polyesterfasern bedeutet das beispielsweise, daß bei den während der Veresterung der Terephthalsäure mit Äthylenglykol und der nachfolgenden Polykondensation notwendigen Reaktionstemperaturen von bis zu 28O⁰C 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 MangandD-Salzlösungen mit Lösungen von Ammoniumphosphat bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise bei —8 bis +15°C, wobei zur Erhöhung der Keimzahl und zur Verminderung des Kristallwachstums Polyalkohole, wie Glykol, oder Ammoniumsalze, zugesetzt werden.

Das auf diese Weise gefällte Mangan(ll)-Ammoniumphosphat, welches bei Temperaturen <450°C getrocknet offenbar bereits aus Mangan(ll)-Diphosphat besteht, hat eine Korngröße unter 5/xm. 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 Fi!traten schlecht zurückgewonnen werden können.

Bei höheren Temperaturen kann Mangan(ll)—Ammoniumphosphat als gut kristallines und gut filtrierbares Fällungsprodukt erhalten werden.

Für den Einsatz dieses Mangan(ll)—Ammoniumphosphates oder des daraus durch Erhitzen hergestellten MangandD-Diphosphates für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern wäre eine nachträgliche Feinstmahlung auf Korngrößen zwischen 1 und δμ,ιτι unter Verwendung von Spezialmühlen, wie Schwingmühlen, gegebenenfalls unter Zusatz von Flüssigkeiten, notwendig.

Nach SU-Urheberschein 476.222 erfolgt die Herstellung eines feinkörnigen tertiären MangandD-Phosphates durch gleichzeitige Zugabe von Mangansalz- und Natriumphosphatlösungen in ein Reaktionsgefäß, in das auf 70-80⁰C erwärmtes und auf einem pH-Wert von 5 bis 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(ll)-Phosphates.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein technologisch einfaches Verfahren zur Herstellung eines definierten MangandD-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 MangandD-Phosphat herzustellen, das eine geringe Korngröße aufweist und gleichzeitig gut filtrierbar ist.

Es wurde gefunden, daß durch Umsetzung von wäßrigen MangandD-Salzlösungen mit wäßrigen Dinatriumphosphatlösungen in Gegenwart von 0,5 bis 5%, vorzugsweise ¹-:,5%, Natriumhypophosphit bei Temperaturen vor. 30 bis 100⁰C und einem pH-Wert von 4,8 bis 6,5 ein feinkörniges MangandO-Phosphat der Zusammensetzung Mn₅H₂(POi)₄ 4H₂O ausgefällt wird, das gut filtrierbar ist. Erfindungsgemäß werden 10-20%ige MangandD-Salzlösungen- und Dinatriumphosphatlösungen eingesetzt, wobei das Moiverhältnis MangandD-Salz : Dinatriumphosphat = 1:0,65-0,9, vorzugsweise 1:0,8, beträgt.

Die Umsetzung der Mangan(ll)-Salzlösungen und Dinatriumphosphatlösungen kann in einfacher Weise diskontinuierlich in Reaktionsbehältern mit Rührwerk, die indirekt beheizbar sind, durchgeführt werden. Die Fällungsprodukte werden von der Mutterlauge mit Hilfe üblicher Trennapparate, wie Filternutschen, Drehfilter oder Filterpressen abgetrennt. Die Trocknung der gewaschenen Fällungsprodukte erfolgt bei Temperaturen bis 105⁰C, wobei die getrockneten Produkte staubfein und freifließend anfallen.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelte MangandD-Phosphat ist für die Lichtstabilisierung von Synthesefasern, insbesondere Polyesterfasern, geeignet. Es ist in Äthylenglykol gut suspendierbar und kann in dieser Form bei der Hersellung von Polyesterfasern während oder nach der Polykondensation zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher charakterisiert.

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Ausführungsbeispiei

In einer Rührmaschine werden 16,4 kg Na₂HPO₄ · 12H₂O in 1001 Wasser aufgelöstund auf 95°C erwärmt. Nach Zusatz von 0,30 kg NaH₂PO₂ · H₂O wird innerhalb von 30 min unter Rühren eine Lösung von 14,1 kg Mn(CH₃COO)₂ · 4H₂O in 1001 Wasser zugegeben. Die Fällung erfolgt bei einem pH-Wert von 5,0 und einer Temperatur von 90 bis 95°C. Das ausgefällte Produkt wird über eine Filternutsche abgesaugt und anschließend mit Wasser gewaschen, wobei bei einem Druck von 2,66kPa eine Filtriergeschwindigkeit von 1,71 m/h erreicht wird

Das bei 105⁰C getrocknete Produkt enthält 16,8 %P 38,6 % Mn

0,054% MnO₂

und entspricht damit der Zusammensetzung Mn₅H₂(PO₄J₄ · 4H₂O (berechnet: 17,02% P, 38,96% Mn). Durch Röntgenanalyse konnte die Struktur Mn₅H₂(PO₄J₄ 4H₂O bestätigt werden. Die Ausbeute an Mn₅H₂(PO₄I₄ · 4H₂O, bezogen auf eingesetztes Mn(CH₃COO)₂ · 4H₂O betrug 99,5%, wobei 85% des ausgefällten Mangan(ll)-Phosphates eine Körnung unter 5μπι enthalten waren

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

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Mangan(ll)-phosphates, das als Lichtstabilisator für Synthesefasern geeignet ist, aus wäßrigen Mangan(ll)-Salzlösungen bei einem pH-Wert von 4,8 bis 6,5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen MangandD-Salzlösungen mit wäßrigen Dinatriumphosphatlösungen in Gegenwart von Natriumhypophosphitbei Temperaturen von 90 bis 95°C umgesetzt werden.

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Erfindungsanspruch:

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß 10-20%ige Mangan(ll)-Acetat- und Dinatriumphosphatlösungen eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mangan(ll)-Acetat und Oinatriumphosphat 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.