DE2159431A1

DE2159431A1 - Verfahren zur herstellung von phospham

Info

Publication number: DE2159431A1
Application number: DE19712159431
Authority: DE
Inventors: Kurt Deifuss; Hannsjoerg Dipl Chem Dr Ulrich
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1971-12-01
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1973-06-07

Description

Verfahren zur Herstellung von. Phospham Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phospham durch Erhitzen von Phosphornitriddiamid der allgemeinen Formel [PN (NH2)2 7ns in der n eine ganze Zahl von 3 und mehr bedeutet.
Phospham besitzt die Summenformel (PN2H)x. Seine Konstitution ist bisher noch nicht aufgeklärt worden. Es ist bekannt, daß Phospham auf zwei verschiedenen Wegen aus Phosphornitriddiamiden hergestellt werden kann.. Man unterscheidet dabei das Niedertemperaturphospham, das durch Umsetzung mit HC1-Gas erhalten wird, vom Hochtemperaturphospham, das durch trockenes Erhitzen von [PN(NH2)2]n auf ca. 4000C im Vakuum herstellbar ist.
Das erste Verfahren hat den Nachteil, daß bei der Umsetzung von [PN(NH2)2 Zn mit HC1 zu (PN2H)X als Nebenprodukt eine erhebliche Menge NH4C1 anfällt, die unter grossem Aufwand entfernt werden muß.
Ein erheblicher Mängel des zweiten Verfahrens ist die Schwierigkeit, ein reines, definiertes Produkt zu gewinnen.
g PN(t-JH2)2~7n gibt im Vakuum bei erhöhter Temperatur Ammoniak ab, wobei in Abhängigkeit von der Temperaturhöhe folgende Stufen durchlaufen werden: Der Übergang von der ersten zur zweiten Stufe beginnt schon bei ca. 100°C, wird aber erst bei 350-400°C schnell genug für technische Umsetzungen. Andererseits ist aber bei dieser Temperatur schon der zweite Zerfall von (PN2H)X nach P3N5 genügend rasch und führt zu unerwünschten und nicht abtrennbaren Nebenprodukten. Die Analyse der erhaltenen Phosphame ergibt daher häufig ein nicht definiertes P:N-Atomverhaltnis, das ziemlich weit vom theoretischen Atomverhältnis von P:N=1:2 abweicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wnr daher die Herstellung von genau definiertem Phospham aus Phosphornitriddiamid.
Die aufgezeigten Probleme konnten überraschenderweise sehr einfach dadurch gelöst werden, daß man das Phosphornitri.ddiamid, welches gegebenenfalls noch mit Ammoniumchlorid verunreinigt ist, unter Normaldruck und einer Inertgasatmosphäre 3 bis 15 Stunden lang auf Temperaturen zwischen 290 und 400°C erhitzt, und das Reaktionsprodukt unter Inertgasatomosphäre. abkühlt.
Vorzugsweise erhitzt man das Phosphornitriddiamid 5 bis 8 Stunden auf Temperàtur-en zwischen 350 und 3800G. Als Inertgas setzt man vorzugsweise Ammoniak ein. Doch können als Inertgas auch Edelgase, Stickstoff oder Gemische,der genannten Inertgase eingesetzt werden. Bei Verwendung von ammonium--chloridhaltigem Phosphornitriddiamid als Ausgangsirodukt empfiehlt es sich, daß mari das Reaktionsprodukt nach dem Abkühlen, gegebenenfalls nach vorheriger Zerkleinerung, in kaltem Wasser suspendiert, etwa 30 Minuten digeriert, anschliel3end filtriert, wäscht und bei 100 bis 110°C trocknet.
Ein weiter Vorteil der neuen Arbeitsweise gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren liegt vor allem auch darin, daß keine gereinigten Ausgangsprodukte verwendet werden müssen, um ein der Formel entsprechendes Endprodukt zu erhalten. Außerdem ist - besonders bei der Verwendung von NH3 als Schutzgas - das aus dem Phosphornitriddiamid entstehende NH3 eicht aufzufangen und geht somit nicht - wie beim Arbeiten im Vakuum - verloren.
Das folgende Beispiel soll die beschriebene Erfindung näher erläutern: Beispiel Ein Gemisch aus Phosphornitriddiamid und NH4Cl mit einem Gehalt von 50,2 CJe-w.-% an Cl wurde in eincm Röhrenofen 8 Stunden unter einem NII3-Strom von 60 lih auf 4000C erhitzt. Danach wurdeim NH3-Strom abgekühlt und das zusammengesinterte Produkt gut gemörsert. Das erhaltene Rohprodukt ergab bei der Analyse ein P:N-Verhä]tnis von 1:4,15 und enthielt noch 39,6 Gew.-% Cl . Die Rohsubstanz wurde dann in kaltem Wasser suspendiert und ca. eine halbe Stunde gut gerührt. Nach dem Filtrieren, Wischen undTrocknen bei 11000 konnte kein Cl mehr nachgewiesen werden. Das P:N-Verhältnis wurde zu 1:1,96 bestimmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Phospham der allgemeinen Formel (PN2H)X, durch Erhitzen von Phospbornitriddiamid der allgemeinen Formel [PN(NH2)2]x in der n eine ganze Zahl von 3 und mehr bedeutet, dadurch Sekennzeichnet, daß man das Phosphornitriddiamid, welches gegebenenfalls noch mit Ammoniumchlorid verunreinigt ist, unter Normaldruck und einer Inertgasatmosphäre 3 bis 15 Stunden lang auf Temperaturen zwischen 250 und 4000C erhitzt, und das Reaktionsprodukt unter Inertgasatmosphäre abkühlt.

2. Verfahren-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Phosphornitriddiamid 5 bis 8 Stunden erhitzt.

3. Verfahren nach Anspr-uch-1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Phosphornitriddianfid auf Temperaturen zwischen 350 und 380°C erhitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Inertgas vorzugsweise Ammoniak oder ein Edelgas, Stickstoff oder Gemische dieser Gase einsetzt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man, bei Verwendung von ammoniumchloridhaltigem Phosphornitriddiamid als Ausgangsprodukt, das Reaktionsprodukt nch dem Abkühlen, gegebenenfalls nach vorheriger Zerkleinerung, in kaltem Wasser susTBendiert, etwa 30 Minuten digeriert, anschließend filtriert, wäscht und bei 100 bis 1100C trocknet.