(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010688064.0
(22)申请日 2020.07.16
(71)申请人 深圳市瑞世兴科技有限公司
地址 518000 广东省深圳市宝安区沙井街
道后亭茅洲山工业园工业大厦全至科
技创新园科创大厦9层F
(72)发明人 刘晓芳 帅和平 葛英霞 杨红
司徒白雪
(74)专利代理机构 深圳市德力知识产权代理事
务所 44265
代理人 林才桂 王中华
(51)Int.Cl.
C01B 25/163(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种亚磷酸铝的制备方法。该方
末，对氢氧化铝或拟薄水铝石粉末进行烘干处
理；提供固态的亚磷酸，将固态的亚磷酸加入预
酸；将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末加入
液态的亚磷酸中并加热搅拌，得到亚磷酸铝。该
方法工艺简单，成本低，生产效率高，环保性能
好。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 111661830 A 2020.09.15
C N 111661830
A
1.一种亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供氢氧化铝或拟薄水铝石粉末，对所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末进行烘干处理；
步骤S2、提供固态的亚磷酸，将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机中并加热搅拌，得到液态的亚磷酸；
步骤S3、将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末加入所述液态的亚磷酸中并加热搅拌，得到亚磷酸铝。
2.如权利要求1所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，还包括：
步骤S4、搅拌所述亚磷酸铝并冷却至室温；
步骤S5、将冷却后的亚磷酸铝置于粉体表面改性高速混合机中，并向粉体表面改性高速混合机中喷洒偶联剂改性，搅拌反应后出料过筛，得到表面改性的亚磷酸铝。
3.如权利要求1所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
将所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末放入110～130℃的烘箱中烘干4～8小时；
所述步骤S1中将烘干好的所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末的水分控制在0.5％～1％。
4.如权利要求1所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机，加热搅拌使得所述固态的亚磷酸融化后，继续加热搅拌升温至100～120℃，并在100～120℃的温度下持续搅拌30min至60min。
5.如权利要求1所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S2在加热搅拌过程中还向捏合搅拌机中通入防氧化的保护气体。
6.如权利要求1所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末分批次加入所述液态的亚磷酸中，同时加热搅拌升温至130～160℃，反应2～6小时，得到粉末状的产物后，继续加热搅拌升温至180～230℃，再继续反应2～8小时，最终得到粉末状的亚磷酸铝。
7.如权利要求6所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，加入到所述液态的亚磷酸中的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之前的搅拌转速为第一转速；
加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之后且达到三分之二之前的搅拌转速为第二转速；
加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到达到三分之二之后的搅拌转速为第三转速；
所述第一转速和第三转速均小于所述第二转速。
8.如权利要求7所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述第一转速及第三转速为20-30转/分钟，所述第二转速为50～70转/分钟，所述粉末状的亚磷酸铝的粒径为20～50微米。
9.如权利要求2所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中搅拌反应的时长为60～90分钟，
偶联剂为磷钛酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂。
10.如权利要求2所述的亚磷酸铝的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末、固态的亚磷酸及偶联剂的配比为：固态的亚磷酸：50％～70％；氢氧化铝或拟薄水铝石粉末：30％～40％；偶联剂：0.1％～5％。
权 利 要 求 书1/1页CN 111661830 A
亚磷酸铝的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及一种亚磷酸铝的制备方法。
背景技术
[0002]随着经济发展，新材料应用范围和使用量不断加大，聚合物材料的应用越来越广，材料的可燃性广受人们关注，有效阻止可燃聚合物材料的燃烧对材料的广泛推广至关重要。
[0003]磷系阻燃剂具有较低的生烟性，其开发与应用已成为近年来阻燃行业的热点。磷系阻燃剂分为无 机和有机磷系阻燃剂，无机磷系阻燃剂因具有热稳定性好、低烟无卤、无毒、无腐蚀、贮存过程中不挥发不析出、原料来源丰富且价格低廉等优点，占据了阻燃剂市场的一半以上的份额，居阻燃剂之首。而目前市面上有机磷系阻燃剂二烷基次膦酸盐类虽然综合性能优异，但价格高昂，难以大规模地占领国内外市场，而次磷酸铝(AlHP)作为一种无机添加型阻燃剂虽性能优异、成本低廉但存在高温下稳定性一般的缺点，加工应用范围窄，在尼龙阻燃中易析出、强还原性导致产品颜改变，降低尼龙的力学性能且加工性一般。
[0004]亚磷酸铝可作为一种无机添加型阻燃剂，阻燃性能优异，热稳定性和尼龙阻燃添加使用效果较次磷酸铝好。目前亚磷酸铝的制备方法主要有中和法、复分解法以及模板水热合成法；其中，中和法亚磷酸与氢氧化钠铝反应，制得亚磷酸铝晶体，此类方法又分固相法和液相法，耗时长，纯度和产率较偏低，尤其生产工艺较难控制；而复分解反应产生废水较多，且在PH值控制不好的时候易产生氢氧化铝副产物，产率低，此外易引入新的阴阳杂质离子，所制备的产品阻燃效果的影响因素较多。
[0005]至于模板水热合成法，现有技术中有以拟薄水铝石为铝源，亚磷酸为磷源，通过使用多氮化合物碳酸胍作为结构导向剂用水热方法制备亚磷酸铝单晶的技术方案。但此方法需先将反应物置于高压反应釜中，然后放入恒温干燥箱内晶化数日，生产时间过长，不能适应大规模的工业化生产的需求，且易将有机模板剂引入产物中，应用到阻燃中有不利影响。[0006]此外，现有技术还有将氢氧化铝置于捏合机中，分批加入亚磷酸加热120到220℃下反应2小时，反应生成亚磷酸铝和亚磷酸氢铝的混合物的技术方
案，但该方案在实际生产中易导致搅拌中的料液凝固而损坏设备。由此可见，目前市场急需适合工业化大规模生产且稳定性好，安全环保，使用范围广，成本低的亚磷酸铝制备方法。
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种亚磷酸铝的制备方法，工艺简单且成本低，生产效率高，无废水废渣产生，环保性能好，制得的产物用于阻燃剂及其相关协效剂中时，添加量少，阻燃效率高。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种亚磷酸铝的制备方法，包括如下步骤：[0009]步骤S1、提供氢氧化铝或拟薄水铝石粉末，对所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末进
行烘干处理；
[0010]步骤S2、提供固态的亚磷酸，将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机中并加热搅拌，得到液态的亚磷酸；
[0011]步骤S3、将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末加入所述液态的亚磷酸中并加热搅拌，得到亚磷酸铝。
[0012]所述亚磷酸铝的制备方法还包括：
[0013]步骤S4、搅拌所述亚磷酸铝并冷却至室温；
[0014]步骤S5、将冷却后的亚磷酸铝置于粉体表面改性高速混合机中，并向粉体表面改性高速混合机中喷洒偶联剂改性，搅拌反应后出料过筛，得到表面改性的亚磷酸铝。[0015]所述步骤S1具体包括：
[0016]将所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末放入110～130℃的烘箱中烘干4～8小时；[0017]所述步骤S1中将烘干好的所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末的水分控制在0.5％～1％。
[0018]所述步骤S2具体包括：
[0019]将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机，加热搅拌使得所述固态的亚磷酸融化后，继续加热搅拌升温至100～120℃，并在100～120℃的温度下持续搅拌30min至60min。[0020]所述步骤S2在加热搅拌过程中还向捏合搅拌机中通入防氧化的保护气体。[0021]所述步骤S3具体包括：将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末分批次加入所述液态的亚磷酸中，同时加热搅拌升温至130～160℃，反应2～6小时，得到粉末状的产物后，继续加热搅拌升温至180～230℃，再继续反应2～8小时，最终得到粉末状的亚磷酸铝。[0022]所述步骤S3中，加入到所述液态的亚磷酸中的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之前的搅拌转速为第一转速；
[0023]加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之后且达到三分之二之前的搅拌转速为第二转速；
[0024]加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到达到三分之二之后的搅拌转速为第三转速；
[0025]所述第一转速和第三转速均小于所述第二转速。
[0026]所述第一转速及第三转速为20-30转/分钟，所述第二转速为50～70转/分钟，所述粉末状的亚磷酸铝的粒径为20～50微米。
[0027]所述步骤S5中搅拌反应的时长为60～90分钟，偶联剂为磷钛酸酯偶联剂或磷酸酯偶联剂。
[0028]所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末、固态的亚磷酸及偶联剂的配比为：固态的亚磷酸：50％～70％；氢氧化铝或拟薄水铝石粉末：30％～40％；偶联剂：0.1％～5％。[0029]本发明的有益效果：本发明提供一种亚磷酸铝的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、提供氢氧化铝或拟薄水铝石粉末，对所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末进行烘干处理；步骤S2、提供固态的亚磷酸，将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机中并加热搅拌，得到液态的亚磷酸；步骤S3、将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末加入所述液态的亚磷酸中并加热搅拌，得到亚磷酸铝，并对亚磷酸铝粉末材料表面进行改性，增加其与高分子材料的相容性；该方法工艺简单，成本低，生产效率高，环保性能好。
附图说明
[0030]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
[0031]附图中，
[0032]图1为本发明的亚磷酸铝的制备方法的流程图；
[0033]图2为本发明的亚磷酸铝的制备方法制得的产物的粉末衍射图谱。
具体实施方式
[0034]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0035]请参阅图1，本发明提供一种亚磷酸铝的制备方法，包括如下步骤：
[0036]步骤S1、提供氢氧化铝或拟薄水铝石粉末，对所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末进行烘干处理。
[0037]具体地，所述步骤S1具体包括：将所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末放入110～130℃的烘箱中烘干4～8小时。
[0038]进一步地，所述步骤S1中将烘干好的所述氢氧化铝或拟薄水铝石粉末的水分控制在0.5％～1％。
[0039]步骤S2、提供固态的亚磷酸，将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机中并加热搅拌，得到液态的亚磷酸。
[0040]具体地，所述步骤S2具体包括：将所述固态的亚磷酸加入预热的捏合搅拌机，加热搅拌使得所述固态的亚磷酸融化后，继续加热搅拌升温至100～120℃，并在100～120℃的温度下持续搅拌30min至60min。
[0041]具体地，所述步骤S2在加热搅拌过程中还向捏合搅拌机中通入防氧化的保护气体。
[0042]优选地，所述保护气体为氮气或氩气等惰性保护气体。
[0043]步骤S3、将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末加入所述液态的亚磷酸中并加热搅拌，得到亚磷酸铝。
[0044]具体地，所述步骤S3具体包括：将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末分批次加入所述液态的亚磷酸中，同时加热搅拌升温至130～160℃，反应2～6小时后，得到粉末状的产物后，继续加热搅拌升温至180～230℃，再继续反应2～8小时，最终得到粉末状的亚磷酸铝。
[0045]进一步地，由于将烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末分批次加入所述液态的亚磷酸中时，反应过程中会放出大量的热量，加料至1/2至2/3的时候反应物粘度大且反应物易膨胀溢出，因此，加料过程中搅拌转速需要采取慢—快—慢节奏进行控制。
[0046]详细来说，所述步骤S3中，加入到所述液态的亚磷酸中的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之前的搅拌转速为第一转速；加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到二分之一之后且达到三分之二之前的搅拌转速为第二转速；加入到所述液态的亚磷酸中的烘干好的氢氧化铝或拟薄水铝石粉末达到达到三分之二之后的搅拌转速为第三转速；所述第一转速和第三转速均小于所述第二转速。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议