JP2002201012A - 安定化赤燐およびその製造方法 - Google Patents
安定化赤燐およびその製造方法Info
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Abstract
属水酸化物と組合せおよび十分に硬化した熱硬化性樹脂
と組合せて適用することによって赤燐の酸化安定性を向
上させることによって達成される。
Description
い層で被覆されている最高2mmの粒度を有する燐粒子
よりなる安定化赤燐粉末並びにそれの製造方法およびそ
れの用途に関する。
ことによって赤燐を得るために熱を使用できることは公
知である。得られる粗赤燐は反応の最後に約0.5〜
1.5重量%の黄燐含有量を有しており、コンパクトな
塊を形成する。それを不活性ガス雰囲気で粉砕しそして
水性懸濁液の状態で薄い苛性ソーダ溶液と一緒に煮沸す
ることによって黄燐を除く。回転式反応器が一般に転化
プロセスで使用され、その際に赤燐が粉末として生ず
る。
を攪拌式容器中で水蒸気で加熱しそして水酸化ナトリウ
ム溶液を徐々に添加することによって約0.1重量%の
黄燐残留含有量を除く。
の製造で使用されそして合成樹脂、例えばポリアミドま
たはポリウレタンの難燃剤としても使用される。
応が生じ、その際に酸化および不均化によってホスフィ
ン(PH3 )および+1〜+5の段階の種々の燐含有の
酸が生じる。
る毒性ガスである。低濃度はガーリック様の臭気によっ
て検出できる(臭気域値は0.02ppmである)。種
々の燐含有酸は高熱技術および難燃の用途において腐
蝕、特に銅の腐蝕の問題を引き起こす。
な安定化手段によって改善することが課題であった。こ
こで、“安定化”とは赤燐に外気の影響に対してより良
好な保護を与えそしてそれ故に例えば貯蔵および後続の
加工の間に燐オキソ酸およびホスフィンが生成するの減
少させる手段を意味する。
03号明細書{ドイツ特許(C)第3,900,965
号明細書}には薄い酸化錫水和物を沈積させることによ
って赤燐の酸化安定性を改善し得ることが開示されてい
る。
44号明細書{ドイツ特許(C)第2,945,118
号明細書}には水酸化アルミニウムと硬化したエポキシ
樹脂とを併用して赤燐を安定化させることが提案されて
いる。
59号明細書{米国特許第4,853,288号明細
書}には、粒度が2mmより大きくなくそして表面が、
水に殆どまたは完全に不溶性の少なくとも1種類の金属
水酸化物、およびメラミンとホルムアルデヒドとから製
造される重縮合生成物より成る酸化安定剤の薄い層で被
われている燐粒子より成る安定化赤燐粉末が開示されて
いる。そこの実施例17および18に記載されている、
酸化錫水和物とメラミンホルムアルデヒド樹脂との組合
せは酸化安定性において既に良好な値である。
気によって特に加工の間にホスフィンの臭気域値を超え
る可能性があるので、改善された酸化安定性を有する赤
燐製品が未だ要求されている。
許出願公開(A)第2,308,104号明細書に記載
されている。このドイツ特許出願公開明細書には、熱可
塑性樹脂、赤燐およびホスフィン結合性物質より成る成
形用組成物が開示されている。記載されているホスフィ
ン結合性物質はMoS2 、PbO2 、AgNO3 、Hg
Cl2 、FeCl3 、CuOおよび活性炭である。この
場合には赤燐はホスフィン結合性物質と混合されそして
それぞれのポリマー中に混入される。この方法の欠点は
ホスフィン結合性物質を別の添加物を添加する必要があ
ることである。即ち、幾つかの場合には上記化合物の水
溶性が非常に高く、ポリマー相容性が不十分でありそし
て熱安定性が低い。
は酸化安定性を更に改善することである。
者は、赤燐の酸化安定性が金属の銀を特に好ましくは金
属水酸化物と組合せおよび十分に硬化した熱硬化性樹脂
と組合せて適用することによって著しく改善できること
を見出した。
特許(B1)第0,176,836号明細書(ドイツ特
許出願公開(A)第3,436,161号明細書)の方
法によって鈍化剤を適用することによっても増幅され得
る。
傾向を減少させる手段を言う。それによって粉塵爆発が
発生する危険が減少されそして加工安全性が向上され
る。
る、冒頭に記載した種類の安定化赤燐粉末に関する。
ましくは0.1〜0.4重量%の銀を含むのが有利であ
る。
ることが好ましい。
利である。
発物質は、アルミニウム、珪素、チタン、クロム、マン
ガン、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、カ
ドミウム、錫、鉛、ビスマスおよび/またはセリウムの
水酸化物、酸化物水和物および/または酸化物である。
好ましくは1〜3重量%の金属水酸化物を含有するのが
有利である。
イクロカプセル化されているのが有利である。
ン樹脂、フェノール樹脂またはポリウレタンであるのが
有利である。
好ましくは0.5〜8重量%、特に好ましくは2〜5重
量%の熱硬化性樹脂を含有するのが有利である。
て被覆されているのが有利である。
利である。
トまたはポリグリコール類であるのが有利である。
好ましくは0.3〜1.5重量%の鈍化剤を含有するの
が有利である。
燐、0.05〜2重量%の銀、0.5〜10重量%の金
属水酸化物、0.2〜10重量%の合成熱硬化性樹脂お
よび0.05〜2重量%の鈍化剤を含有する安定化赤燐
粉末を提供する。
懸濁物中に混入攪拌しそしてpH7に調整し; b)水溶性金属化合物をこの懸濁物中に混入攪拌しそし
て40〜80℃で0.5〜3時間攪拌し続け; c)次にエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化剤を含有
する水性エマルジョンを添加しそして更に40〜80℃
で0.5〜3時間攪拌し続け; d)鈍化剤として働く水乳化性有機化合物の水性エマル
ジョンを添加しそして5〜9のpH値に調節しそして2
0〜90℃で0.5〜3時間攪拌し続けそして e)次に生成物を濾過しそしてそれを80〜150℃の
温度で乾燥する 各段階を含むことを特徴とする、安定化赤燐粉末の製造
方法にも関する。
a)の後で得られるエマルジョンを濾過しそして得られ
る銀含有赤燐物質を80〜150℃の温度で乾燥する。
段階a)およびb)だけを実施しそして金属水酸化物で
安定化された得られる銀含有赤燐物質を80〜150℃
の温度で乾燥する。
は、段階a)〜c)だけを実施しそして金属水酸化物お
よび合成熱硬化性樹脂で安定化された得られる銀含有赤
燐物質を80〜150℃の温度で乾燥する。
施しそして金属水酸化物で安定化されそして鈍化性物質
を備える安定化された得られる銀含有赤燐物質を80〜
150℃の温度で乾燥してもよい。
場合によっては76〜99.2重量%の赤燐、0.05
〜2重量%の水溶性銀化合物、0.5〜10重量%の金
属水酸化物、金属酸化物水和物または金属酸化物、0.
2〜10重量%の熱硬化性合成樹脂および0.05〜2
重量%の鈍化剤を含有する安定化赤燐粉末の製造方法に
も関する。
剤としてまたは難燃剤の製造に用いる方法にも関する。
例は、水溶性銀化合物を赤燐の水性懸濁物中に混入攪拌
しそしてpHを7に調整し、次いで水溶性錫化合物を混
入攪拌し、4〜9のpHに調整しそして40〜80℃で
0.5〜3時間攪拌を続け、次いでエポキシ樹脂および
硬化剤の水性エマルジョンを添加しそして40〜80℃
で0.5〜3時間攪拌を続け、76〜99.2重量%の
赤燐、0.05〜2重量%の銀、10〜0.5重量%
(SnOを基準とする)の酸化錫水和物および10〜
0.2重量%のエポキシ樹脂またはメラミン樹脂を使用
しそして最後に燐粒子を濾別しそしてこれを高温で乾燥
させるものである。
化合物を赤燐の水性懸濁物中に混入攪拌しそして次いで
水溶性錫化合物を混入攪拌し、4〜9のpHに調整し、
40〜80℃の温度で0.5〜3時間攪拌を続け、次い
でエポキシ樹脂の水性エマルジョンまたは水混和性溶剤
にエポキシ樹脂を溶解した溶液を添加し、40〜80℃
の温度で0.5〜3時間攪拌しそして次に場合によって
は、ジ−2−エチルヘキシルフタレートの水性エマルジ
ョンを添加しそして20〜90℃の温度で0.5〜3時
間攪拌し、76〜99.2重量%の赤燐、0.05〜2
重量%の銀、10〜0.5重量%(SnOを基準とす
る)の酸化錫水和物、10〜0.2重量%のエポキシ樹
脂および2〜0.05重量%のジ−2−エチルヘキシル
フタレートを使用しそして最後に燐粒子を濾別しそして
これを高温で乾燥させることによって得られる鈍化され
た安定化赤燐粉末を製造することである。濾別された燐
粒子の最終乾燥は好ましくは80〜120℃の温度で窒
素ガス流中で行なってもよい。
ールまたはエタノールである。
0μm、特に好ましくは0.1〜150μmの範囲であ
る。
に説明する。百分率表示は重量%である。
湿った条件のもとでの貯蔵試験によって測定した。この
目的のために5.0gの赤燐(粒度:100%<150
μm)を50mmの直径の結晶シャーレ中で秤量しそし
てこのシャーレを密閉されたガラス容器中に80℃およ
び100%の相対湿度で貯蔵する。この工程の間に生じ
るホスフィンを空気流(10L/時)によってガラス容
器からフラッシュ除去しそしてスクルュバービン中で
2.5%濃度塩化水銀(II) 溶液と反応させ、生じた塩
酸の量を測定するために滴定を使用しまたは“ホスフィ
ン0.1a”または“50/a”ドレーガー管を使用し
て集める。
めに、燐試料を250mLのガラス製ビーカーに移し、
200mLの1%濃度塩酸と混合し、沸点に10分間加
熱しそして濾過する。次いでリン酸モリブデン・バナジ
ウム法を使用して濾液中の酸溶解性燐を光分析により測
定する。
燐を熱および加湿条件で予備貯蔵することなしに同じ分
析法に付す。次いで測定された値を、加熱および加湿条
件のもとで貯蔵した後の酸溶解性燐の含有量を測定した
時に得られた値から引き算する。
ェノール−Aビスグリシジルエステル、EP値:0.5
4mol/100g、ポリアミン硬化剤EH623w
(Vianova Resins GmbH、Main
z,ドイツ国の水希釈性アミン硬化剤)。
9:部分エーテル化メラミンホルムアルデヒド樹脂、水
溶性粉末(Vianova Resins GmbH、
Mainz,ドイツ国)。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に1.6gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は99.8%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は99.6%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に4.8gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。」濾
過後に濾過ケーキを水で洗浄しそして窒素流中で120
℃に攪拌する。燐含有量は99.4%である。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。pH
値を5%濃度硫酸の添加によって5に調節する。次に2
00mLの水に入れた48gのSnSO 4 を添加しそし
て60℃で20分攪拌する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は97.8%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。pH
値を5%濃度硫酸の添加によって3に調節する。次に2
00mLの水に入れた99.2gのMgSO4 ・H2 O
を添加し,pH値を12に調節しそして60℃で20分
攪拌する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は97.8%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。pH
値を5%濃度硫酸の添加によって3に調節する。次に2
00mLの水に入れた246gのAl2(SO4 )3 ・
18H2 Oを添加し,pH値を7に調節しそして60℃
で20分攪拌する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は97.8%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に調節する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。pH
値を5%濃度硫酸の添加によって5に調節する。次に2
00mLの水に入れた48gのSnSO 4 を添加しそし
て60℃で20分攪拌する。
アミン硬化剤(20gのBeckopox EP122
wおよび20gのBeckopox EH623w)を
含む水性エマルジョンを次に混入攪拌し、この混合物を
60℃で1時間攪拌し、その後で更に20gのBeck
opox EP122wおよび20gのBeckopo
x EH623wを水に乳化しそして添加し、これを6
0℃で約1時間攪拌する。生成物を濾別する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は91.0%で
ある。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。懸濁液のpH値を7に調節
する。次に20mLの水に3.2gの硝酸銀を溶解した
溶液を添加攪拌し、そしてpH値を7に維持する。次い
でこの混合物を60℃で1時間pH7で攪拌する。pH
値を5%濃度硫酸の添加によって5に調節する。次に2
00mLの水に入れた48gのSnSO 4 を添加しそし
て60℃で20分攪拌する。
adurit MW909)を混入攪拌し、希硫酸を用
いてpH値を4.5に調節する。60℃で1時間攪拌し
た後に更に40gのMadurit MW909を約1
00mLの水に溶解した溶液の状態で添加4.5のpH
および60℃で1時間攪拌した後に、生成物を炉別す
る。濾過後に濾過ケーキを水で洗浄しそして窒素流中で
120℃に攪拌する。燐含有量は89.8%である。
2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製反
応器中で60℃に加熱する。pH値を5%濃度硫酸を添
加することによって5に調節する。次に200mLの水
に入れた48gのSnSO4 を添加しそして60℃で2
0分攪拌する。生成物を炉辺酢する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は97.5%で
ある。
む2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製
反応器中で60℃に加熱する。pH値を5%濃度硫酸の
添加によって5に調節する。次いでメラミン樹脂の水溶
液(40gのMadurit MW909)を混入攪拌
し、希硫酸を用いてpH値を4.5に調節する。60℃
で1時間攪拌した後に更に40gのMadurit M
W909を約100mLの水に溶解した溶液の状態で添
加する。4.5のpHおよび60℃で1時間攪拌した後
に、生成物を炉別する。
素流中で120℃に攪拌する。燐含有量は91.8%で
ある。
む2000mLの赤燐水性懸濁液を攪拌機付きガラス製
反応器中で60℃に加熱する。pH値を5%濃度硫酸の
添加によって5に調節する。次いで200mLの水に入
れた48gのSnSO4 を添加しそして60℃で20分
攪拌する。
rit MW909)を次に混入攪拌し、希硫酸を用い
てpH値を4.5に調節する。60℃で1時間攪拌した
後に、更に、約100mLの水に溶解した40gのMa
durit MW909を添加する。4.5のpHおよ
び60℃で1時間攪拌した後に、生成物を炉別する。
素流中で120℃で攪拌する。燐含有量は89.8%で
ある。
Claims (21)
- 【請求項1】 粒度が2mmり大きくなくそして表面が
酸化安定剤の薄い層で被覆されている燐粒子よりなる安
定化された赤燐粉末において、酸化安定剤が銀であるこ
とを特徴とする、上記安定化赤燐粉末。 - 【請求項2】 0.05〜2重量%、好ましくは0.1
〜0.4重量%の銀を含む請求項1に記載の安定化赤燐
粉末。 - 【請求項3】 追加的安定剤を含有する請求項1または
2に記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項4】 追加的安定剤が金属水酸化物である請求
項1〜3のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項5】 金属水酸化物のために使用される出発物
質がアルミニウム、珪素、チタン、クロム、マンガン、
亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、カドミウ
ム、錫、鉛、ビスマスおよび/またはセリウムの水酸化
物、酸化物水和物および/または酸化物を含有する請求
項1〜4のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項6】 0.5〜10重量%、好ましくは1〜3
重量%の量の金属水酸化物を含有する請求項1〜5のい
ずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項7】 熱硬化性合成樹脂でマイクロカプセル化
されている請求項1〜6のいずれか一つに記載の安定化
赤燐粉末。 - 【請求項8】 熱硬化性合成樹脂がエポキシ樹脂、メラ
ミン樹脂、フェノール樹脂またはポリウレタンである請
求項1〜7のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項9】 赤燐が0.2〜10重量%、好ましくは
0.5〜8重量%、特に好ましくは2〜5重量%の熱硬
化性樹脂を含有する請求項1〜8のいずれか一つに記載
の安定化赤燐粉末。 - 【請求項10】 鈍化剤の薄い層によって被覆されてい
る請求項1〜9いずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項11】 鈍化剤が水乳化性有機化合物である請
求項1〜10のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項12】 鈍化剤がジ−2−エチルヘキシルフタ
レートまたはポリグリコール類である請求項1〜11の
いずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項13】 赤燐が0.05〜2重量%、好ましく
は0.3〜1.5重量%の鈍化剤を含有する請求項1〜
12のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項14】76〜99.2重量%の赤燐、 0.05〜2重量%の銀、 0.5〜10重量%の金属水酸化物、 0.2〜10重量%の合成熱硬化性樹脂および 0.05〜2重量%の鈍化剤を含有する請求項1〜13
のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末。 - 【請求項15】 順に a)水溶性銀化合物を攪拌して(未処理の)赤燐の水性
懸濁物中に混入攪拌しそしてpH7に調整し; b)水溶性金属化合物をこの懸濁物中に混入攪拌しそし
て40〜80℃で0.5〜3時間攪拌し続け; c)次にエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化剤を含有
する水性エマルジョンを添加しそして更に40〜80℃
で0.5〜3時間攪拌し続け; d)鈍化剤として働く水乳化性有機化合物の水性エマル
ジョンを添加しそして5〜9のpH値に調節しそして2
0〜90℃で0.5〜3時間攪拌し続けそして e)次に生成物を濾過しそしてそれを80〜150℃の
温度で乾燥する 各段階を行なうことを特徴とする、安定化赤燐粉末の製
造方法。 - 【請求項16】 段階a)の後で得られるエマルジョン
を濾過しそして得られる銀含有赤燐物質を80〜150
℃の温度で乾燥する請求項15に記載の安定化赤燐粉末
の製造方法。 - 【請求項17】 段階a)およびb)だけを実施しそし
て金属水酸化物で安定化された得られる銀含有赤燐物質
を80〜150℃の温度で乾燥する請求項15に記載の
安定化赤燐粉末の製造方法。 - 【請求項18】 段階a)〜c)だけを実施しそして金
属水酸化物および熱硬化性合成樹脂で安定化された得ら
れる銀含有赤燐物質を80〜150℃の温度で乾燥する
請求項15に記載の安定化赤燐粉末の製造方法。 - 【請求項19】 段階a)、b)およびd)だけを実施
しそして金属水酸化物で安定化されそして鈍化剤を付し
た安定化された得られる銀含有赤燐物質を80〜150
℃の温度で乾燥する請求項15に記載の安定化赤燐粉末
の製造方法。 - 【請求項20】 それぞれに選択的に 76〜99.2重量%の赤燐、 0.05〜2重量%の水溶性銀化合物、 0.5〜10重量%の金属水酸化物、金属酸化物水和物
または金属酸化物、 0.2〜10重量%の熱硬化性合成樹脂および 0.05〜2重量%の鈍化剤を使用する請求項15〜1
9のいずれか一つに記載の安定化赤燐粉末の製造方法。 - 【請求項21】 請求項1〜14のいずれか一つに記載
の安定化赤燐粉末を難燃剤としてまたは難燃剤の製造に
用いる方法。
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