碱金属‑铝‑混合亚磷酸盐、其制备方法及其用途技术

本发明专利技术涉及式(I)的碱金属‑铝‑混合亚磷酸盐Al2.00Mz(HPO3)y(OH)v×(H2O)w(I)其中M表示碱金属离子，z表示0.01至1.5，y表示2.63至3.5，v表示0至2，w表示0至4，其制备方法及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱金属-铝-混合亚磷酸盐、其制备方法及其用途本专利技术涉及碱金属-铝-混合亚磷酸盐、其制备方法及其用途。根据现有技术，纯亚磷酸铝是已知的。其为类似于沸石的微孔化合物，其中铝离子和亚磷酸根离子形成多元环的三维网络。其可以含有结晶水或者在丧失晶体结构的同时释放出结晶水。根据现有技术结晶化反应以水热作用方式(也就是在其自身压力下在高于水的沸点下)进行。为了简化结晶化反应(Yang.ShiyouXuebao,ShiyouJiagong(2006),22(Suppl.),79-81)，添加聚氮化合物作为结构化试剂(也称作模板)。它们不利地存留于产物中并且在稍后的使用中造成妨碍。与现有技术相反，本专利技术涉及碱金属-铝-混合亚磷酸盐。其以显著的摩尔比例以在本体中键合的方式包含碱金属离子。本专利技术还涉及上述本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐与碱金属盐的混合物。这些碱金属-铝-混合亚磷酸盐与碱金属盐的混合物与物理混合物不同，只是因为碱金属并非通过混合来添加，而是由所述制备方法的反应混合物存留于产物中，之后通过常规提纯方法将不期望量的碱金属盐去除。因此，本专利技术的目的在于提供无模板的碱金属-铝-混合亚磷酸盐以及该碱金属-铝-混合亚磷酸盐与碱金属盐的混合物。此外，所述目的在于提供一种结晶化方法，该方法在无需模板也能进行。令人惊奇地发现，本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐以及其与金金属盐的混合物可作为协效剂用于阻燃剂。该阻燃剂协效剂必须本身不具备阻燃活性，但可以大大提高阻燃剂的功效。所述阻燃剂协效剂与阻燃剂一起在阻燃剂混合物中使用。通常，将所述阻燃剂混合物与其它聚合物添加剂一起通过捏合和挤出与待阻燃处理的聚合物混合。所产生的聚合物混合物是阻燃的并且稍后通常进一步加工成聚合物模塑材料或聚合物成形体等。该加工过程在这样的温度下进行，在该温度下所述聚合物以熔化形式存在并且可以短时间内显著超过320℃。阻燃剂协效剂必须能耐受该温度而不分解。令人惊奇的是现已发现，本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐与纯亚磷酸铝相比显著更加热稳定，也就是该混合亚磷酸盐在更高的温度下才发生分解并且抑制了有害的磷化氢的形成。在已知的亚磷酸铝与氢氧化铝的混合物的情况下，亚磷酸铝的活性含量由于同时存在氢氧化铝而降低。本专利技术获得尽可能高的亚磷酸铝活性含量的目的通过本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐得以实现。此外，根据现有技术已知亚磷酸铝水合物。不利的是在加热时发生解离出水，这在将加工协效剂加工成阻燃聚合物的过程中造成妨碍。本专利技术的目的通过本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐得以实现，因为本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐基本上不含结晶水。因此，本专利技术涉及式(I)的碱金属-铝-混合亚磷酸盐Al2.00Mz(HPO3)y(OH)v×(H2O)w(I)其中M表示碱金属离子，z表示0.01至1.5，y表示2.63至3.5，v表示0至2，w表示0至4。优选的是碱金属-铝-混合亚磷酸盐，其中M表示Na或K，z表示0.10至1.2，y表示2.75至3.1，v表示0.05至0.5，w表示0至1。特别优选的是碱金属-铝-混合亚磷酸盐，其中M表示Na，z表示0.15至0.4，y表示2.80至3，v表示0.1至0.4，w表示0.01至0.1。优选地，本专利技术的碱金属-铝-混合亚磷酸盐具有0.1至1000μm的粒子尺寸，0.01至10g/l的在水中的溶解度，80至800g/l的堆密度和0.1至5％的残留水分和325至450℃的在PH3-形成方面的热稳定性。本专利技术还涉及制备如权利要求1-4中一项或多项的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的方法，其特征在于，使铝源和亚磷酸盐源在溶剂中结晶化，在该结晶化过程中预置不含氮的溶剂并且同时添加铝源的水溶液和亚磷酸盐源的水溶液并且以所使用的亚磷酸盐量的10至100％每小时的速率计量添加所述亚磷酸盐源的水溶液以及以所使用的铝源量的10至100％每小时的速率计量添加所述铝源的水溶液。优选地，所述铝源是铝盐、铝氯化物、铝溴化物、铝氢氧化物、铝过氧化物、过氧化铝水合物、铝亚硫酸盐、铝硫酸盐、硫酸铝水合物、铝硫酸氢盐、铝过硫酸盐、铝过二硫酸盐、铝硝酸盐、铝碳酸盐、铝过碳酸盐、铝锡酸盐、铝硼酸盐、铝过硼酸盐、过硼酸铝水合物、铝甲酸盐、铝乙酸盐、铝丙酸盐、铝乳酸盐和/或铝抗坏血酸盐，以及所述亚磷酸盐源为碱金属亚磷酸盐、碱土金属亚磷酸盐、亚磷酸、三氧化磷、三氯化磷和/或次磷酸盐。优选地，所述制备碱金属-铝-混合亚磷酸盐的方法在0至300℃的温度、10-7至102h的反应时间和1至200MPa的压力下进行，并且所述结晶化溶液的pH为0至7以及浓度为在悬浮液中1至50重量％的固体。本专利技术还涉及如权利要求1－4中一项或多项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，作为中间产物用于进一步合成，用作粘结剂，用作交联剂或者在环氧树脂、聚氨酯和不饱和聚酯树脂固化中的促进剂，用作聚合物稳定剂，用作植物保护剂，用作螯合剂，用作矿物油添加剂，用作防腐蚀保护剂，用于洗涤剂和清洁剂应用，用于电子应用。优选的是如权利要求1－4中一项或多项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，作为协效剂；作为阻燃剂混合物和阻燃剂中的协效剂，尤其是用于清漆和发泡涂料的阻燃剂，用于木材和其它含纤维素产品的阻燃剂，用于聚合物的反应性和/或非反应性阻燃剂，用于制备阻燃聚合物模塑材料，用于制备阻燃聚合物成型体和/或用于通过浸渍为聚酯和纤维素纯织物和混合织物配备阻燃性。本专利技术还涉及阻燃热塑性或热固性聚合物模塑材料、聚合物成型体、聚合物膜、聚合物丝和/或聚合物纤维，其包含0.1至45重量％的如权利要求1－4中一项或多项的碱金属-铝-混合亚磷酸盐、55至99.9重量％的热塑性或热固性聚合物或其混合物、0至55重量％的添加剂和0至55重量％的填料或者增强材料，其中各组分之和为100重量％。本专利技术尤其涉及阻燃热塑性或热固性聚合物模塑材料、聚合物成型体、聚合物膜、聚合物丝和聚合物纤维，其包含0.1至45重量％的阻燃剂混合物，该阻燃剂混合物由0.1至50重量％的如权利要求1－4中一项或多项的碱金属-铝-混合亚磷酸盐和50至99.9重量％的阻燃剂组成，55至99.9重量％的热塑性或热固性聚合物或其混合物、0至55重量％的添加剂和0至55重量％的填料或者增强材料，其中各组分之和为100重量％。优选地，在此所述碱金属-铝-混合亚磷酸盐含有最高值20重量％的碱金属盐。优选地，所述阻燃热塑性或热固性聚合物模塑材料、聚合物成型体、聚合物膜、聚合物丝和/或聚合物纤维中的阻燃剂为二烷基次膦酸和/或其盐；三聚氰胺的缩合产物和/或三聚氰胺与磷酸的反应产物和/或三聚氰胺的缩合产物与聚磷酸或其混合物的反应产物；式(NH4)yH3-yPO4或者(NH4PO3)z的含氮磷酸盐，其中y等于1至3和z等于1至10,000；苯并胍胺、三(羟乙基)异氰脲酸酯、尿囊素、甘脲、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺、双氰胺和/或胍；氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化锌、氧化锰、氧化锡、氢氧化铝、勃姆石、二水滑石、水铝钙石、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氧化锡水合物、氢氧化锰、硼酸锌、碱性硅酸锌和/或锡酸锌。特别优选地，所述阻燃剂为蜜白胺、蜜勒胺、蜜隆、二蜜胺焦磷酸盐、蜜胺聚磷酸盐、蜜白胺聚磷酸盐、蜜隆聚磷酸盐和/或蜜本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)的碱金属‑铝‑混合亚磷酸盐Al2.00Mz(HPO3)y(OH)v×(H2O)w   (I)其中M表示碱金属离子，z表示0.01至1.5，y表示2.63至3.5，v表示0至2，w表示0至4。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.05 DE 102011120218.11.式(I)的碱金属-铝-混合亚磷酸盐Al2.00Mz(HPO3)y(OH)v×(H2O)w(I)其中M表示碱金属离子，z表示0.01至1.5，y表示2.63至3.5，v表示0至2，w表示0至4。2.根据权利要求1的碱金属-铝-混合亚磷酸盐，其特征在于，M表示Na或K，z表示0.10至1.2，y表示2.75至3.1，v表示0.05至0.5，w表示0至1。3.根据权利要求1或2的碱金属-铝-混合亚磷酸盐，其特征在于，M表示Na，z表示0.15至0.4，y表示2.80至3，v表示0.1至0.4，w表示0.01至0.1。4.根据权利要求1或2的碱金属-铝-混合亚磷酸盐，其特征在于，其具有0.1至1000μm的粒子尺寸，0.01至10g/l的在水中的溶解度，80至800g/l的堆密度，和0.1至5％的残留水分和，325至450℃的在PH3形成方面的热稳定性。5.制备如权利要求1-4中任一项的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的方法，其特征在于，使铝源和亚磷酸盐源在溶剂中结晶化，在该结晶化过程中预置不含氮的溶剂并且同时添加铝源和亚磷酸盐源并且以所使用的亚磷酸盐源量的10至100％每小时的速率计量添加所述亚磷酸盐源以及以所使用的铝量的10至100％每小时的速率计量添加所述铝源。6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述铝源是铝氯化物、铝溴化物、铝氢氧化物、铝过氧化物、过氧化铝水合物、铝亚硫酸盐、铝硫酸盐、硫酸铝水合物、铝硫酸氢盐、铝过二硫酸盐、铝硝酸盐、铝碳酸盐、铝过碳酸盐、铝锡酸盐、铝硼酸盐、铝过硼酸盐、过硼酸铝水合物、铝甲酸盐、铝乙酸盐、铝丙酸盐、铝乳酸盐和/或铝抗坏血酸盐，以及所述亚磷酸盐源为碱金属亚磷酸盐、碱土金属亚磷酸盐、亚磷酸、三氧化磷、三氯化磷和/或次磷酸盐。7.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述铝源是铝盐。8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于，所述方法在0至300℃的温度、10-7至102h的反应时间和1至200MPa的压力下进行，并且所述结晶化溶液的pH为0至7以及浓度为在悬浮液中1至50重量％的固体。9.如权利要求1－4中任一项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，作为中间产物用于进一步合成，用作粘结剂，用作交联剂或者在环氧树脂、聚氨酯和不饱和聚酯树脂固化中的促进剂，用作植物保护剂，用作螯合剂，用作矿物油添加剂，用作防腐蚀保护剂，用于洗涤剂和清洁剂应用，用于电子应用。10.如权利要求1－4中任一项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，作为协效剂。11.如权利要求1－4中任一项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，作为阻燃剂混合物和阻燃剂中的协效剂。12.如权利要求1－4中任一项所述的碱金属-铝-混合亚磷酸盐的用途，用于清漆和发泡涂料的阻燃剂，用于木材和其...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·赫罗尔德，H·鲍尔，M·希肯，
申请(专利权)人：科莱恩金融BVI有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛;VG