專利名稱：高分散亞磷酸鋁晶體的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種制備高分散亞磷酸鋁晶體的方法，屬于材料技術領域。
背景技術：
亞磷酸鹽(Phosphites)和防銹顏料紅丹、鉻酸鋅相比，是一類經濟優良的無毒防銹顏料。它不僅具有其它無機顏料的耐腐蝕、耐高溫、防銹性能，而且穩定性好、無公害，易制備。在初級防腐劑中加入亞磷酸鹽，將顯著提高涂料的防腐、防銹、抗氣泡性能，同時不會降低涂層的穩定性。因此，亞磷酸鹽顏料的研究與開發具有廣闊的前景。其中，亞磷酸鋁用作防銹顏料時，其防銹性能可與最好的工業鉻酸鋅防銹劑匹敵。目前，亞磷酸鋁的制備方法主要有中和法和復分解法。中和法是一定濃度的亞磷酸溶液與氫氧化鋁反應，制得亞磷酸鋁晶體。復分解法是用亞磷酸鹽與鋁鹽反應，生成所需要的亞磷酸鋁晶體。作為防銹顏料使用，選擇中和法制備更好。因為復分解法不但有副產物產生，而且還會形成工業廢水。中和法無副產物產品生成，幾乎所有反應物都轉變為產物，濾液即亞磷酸鋁的飽和溶液，生產中可以循環使用，是一種無三廢的環保工藝。
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日本專利特開昭57-95814將粉末狀水合氧化鋁與亞磷酸混合，在大于70°C下熱壓處理，將產物研制成粉未，即得到Al2(HPO3)3 XAl2O3 nH20(x = 0.02_1)，該物質具有一定的X射線衍射圖形，平均粒子尺寸為0.2-10微米。該方法得到的產物是無定形的板狀和柱狀亞磷酸鋁團聚體，產品中含有Al2O315日本專利特開平4-89306制備了球狀亞磷酸鋁晶體:在加熱到50°C以上，濃度40 60%的亞磷酸水溶液中，在攪拌下徐徐添加氧化鋁凝膠，三水鋁石等氧化鋁水合物使之反應，生成粘稠的亞磷酸鋁溶液。在此溶液中添加脂肪族或芳香族胺或胺系贅合劑，在50-90°C繼續攪拌，析出平均粒徑10微米以下的球狀結晶。過濾料漿，把得到的濾餅干燥，得到球狀亞磷酸鋁結晶粉末。該方法利用添加有機溶劑來得到分散性良好的亞磷酸鋁晶體。高分散性亞磷酸鋁有利于提高防銹涂層的整體防銹效果，避免因局部受腐蝕引起的工作部件損壞。亞磷酸鋁結晶過程中引入的雜志會在很大程度上影響防銹涂層的性能，因此，優良的防銹涂層要求一種高純、高分散亞磷酸鋁晶體。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、高產率、高純度、高分散的亞磷酸鋁晶體的合成方法。本發明以鋁鹽和次磷酸制備高分散亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:(I)用鋁鹽制備氫氧化鋁凝膠，過濾、洗滌，至洗滌液中鋁鹽陰離子；(2)將洗滌后的凝膠加蒸餾水攪拌得氫氧化鋁溶膠，將溶膠加入次磷酸中，邊加邊攪拌，滴加完畢后，繼續攪拌使反應完全；(3)將得到的溶液過濾、加熱，亞磷酸鋁析出，過濾、干燥，得均勻，分散良好亞磷酸招晶體。按上述方案，步驟⑴所述的鋁鹽為AlCl3或Al2(SO4)315按上述方案，步驟(2)所述的氫氧化鋁溶膠中水和氫氧化鋁質量比為10-15: I。按上述方案，步驟(2)次磷酸濃度為25-50%，滴加完畢時溶液的pH為3_5。按上述方案，步驟(3)濾液溫度加熱至80-95 °C。與現有技術比較，本發明具有如下優點:(I)以鋁鹽和次磷酸制備高分散亞磷酸鋁晶體，制備過程中只有亞磷酸鋁析出步驟需要加熱，而且，只要濾液的溫度達到80-95°C就可以析出產品，無需長時間加熱，節約能源。(2)該方法制備高分散亞磷酸鋁晶體不需要有機溶劑，減少了生產對環境和工作人員的影響。(3)本發明合成的亞磷酸鋁純度高，不含未反應完全的氧化鋁雜質和復分解反應的副產品，整個過程不涉及粘稠的亞磷酸鋁溶液處理，操作簡單易行。(4)本發明無副產物生成，幾乎所有反應物都轉變為產物，凝膠過濾液和析出亞磷酸鋁后的溶液在生產中可以循環使用，是一種環境友好工藝。
圖1是實施例1使用 本發明所述的制備方法得到的亞磷酸鋁晶體的XRD圖譜；圖2是實施例1使用本發明所述的制備方法得到的亞磷酸鋁晶體的SEM圖譜；
具體實施例方式實施例1稱取AlCl3 *6H2024.1克溶于200mL蒸餾水，將15%的氨水逐滴加入AlCl3溶液中至氨水稍過量，過濾生成的沉淀，蒸餾水多次洗滌，至洗滌液中無Cl_。洗滌后的凝膠加50mL蒸餾水攪拌得到氫氧化鋁溶膠，將氫氧化鋁溶膠加入25%次磷酸中，邊加邊攪拌，溶液的PH為3-4時停止加入，繼續攪拌使反應完全。將得到的溶液過濾，加熱濾液至85°C，亞磷酸鋁析出，過濾、干燥，得分散良好的亞磷酸鋁晶體25.2克。實施例2稱取Al2 (SO4) 3 18H2033.3克溶于200mL蒸餾水，將15 %的氨水逐滴加入Al2SO4溶液中至氨水稍過量，過濾生成沉淀，蒸餾水多次洗滌，至洗滌液中無so42-。洗滌后的凝膠加SOmL蒸餾水攪拌得到氫氧化鋁溶膠，將氫氧化鋁溶膠加入50%次磷酸中，邊加邊攪拌，溶液的PH為4-5時停止加入，繼續攪拌使反應完全。將得到的溶液過濾，加熱濾液至90°C，亞磷酸鋁析出，過濾、干燥，得分散良好的亞磷酸鋁晶體25.8克。
權利要求
1.以鋁鹽和次磷酸制備高分散亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: (1)用鋁鹽制備氫氧化鋁凝膠，過濾、洗滌，至洗滌液中無鋁鹽陰離子； (2)將洗滌后的凝膠加蒸餾水攪拌得氫氧化鋁溶膠，將溶膠加入次磷酸中，邊加邊攪祥，滴加完畢后，繼續攬祥使反應完全； (3)將得到的溶液過濾、加熱，亞磷酸鋁析出，過濾、干燥，得均勻，分散良好亞磷酸鋁晶體。
2.根據權利要求1所述的一種制備亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:步驟(I)所述的鋁鹽為 AlCl3 或 Al2(SO4)315
3.根據權利要求1所述的一種制備亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:步驟(2)所述的氫氧化招溶膠中水和氫氧化招質量比為10-15: I。
4.根據權利要求1所述的一種制備亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:步驟(2)次磷酸濃度為25-50%，滴加完畢時溶液的pH為3-5。
5.根據權利要求1所述的一種制備亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于:步驟(3)濾液溫 度加熱至80-95 °C。
全文摘要
本發明公開了一種以鋁鹽和次磷酸合成高分散亞磷酸鋁晶體的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)用鋁鹽制備氫氧化鋁凝膠，過濾、洗滌，至洗滌液中無鋁鹽陰離子；(2)將洗滌后的凝膠加蒸餾水攪拌得氫氧化鋁溶膠，將溶膠加入次磷酸中，邊加邊攪拌，滴加完畢后，繼續攪拌使反應完全；(3)將得到的溶液過濾、加熱，亞磷酸鋁析出，過濾、干燥，得均勻，分散良好亞磷酸鋁晶體。與現有技術相比，本發明工藝簡單，節能環保，產品產率和純度高，生產周期短，適合工業生產。
文檔編號C01B25/163GK103101893SQ20131003980
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者郭愛紅, 白麗梅, 田力男, 牛福生 申請人:河北聯合大學