磷酸盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了磷酸盐及其制备方法和应用，涉及材料化工技术领域，如下步骤：(1)将4,6‑二硝基间苯二酚溶于甲醇溶剂，加入还原剂、催化剂和多聚磷酸溶液；(2)向(1)中的混合物加入氢气，加热并搅拌至得到乳白色浑浊液，过滤出催化剂；(3)向(2)得到的滤液加入还原剂、碳酸氢钠、乙醇，搅拌并加热过滤得到白色粉末，即为DAR磷酸盐的粗产品；(4)将(3)得到的白色粉末溶解于磷酸溶液，加入活性炭搅拌至溶液脱色，加入乙醇得到乳白色浊液；(5)将(4)中的乳白色浊液降温结晶，压滤得到白色精盐饼，烘干得到白色粉末结晶。磷酸作为PBO反应体系的原料之一，不引入其他物质，溶解脱去速度较快，并且相对盐酸盐，存放稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】
磷酸盐及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料化工
，具体涉及磷酸盐及其制备方法和应用。
技术介绍
4,6二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)为聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维的重要单体，但以DAR为原料制备PBO需要先将DAR进行脱气，而脱气产生的HCL会腐蚀设备，浪费人力物力，脱气也会大大延长生产时间，使生产效率低下。
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术问题针对4,6二氨基间苯二酚盐酸盐脱气产生的HCL会腐蚀设备的技术问题，本专利技术提供了磷酸盐及其制备方法和应用，它将磷酸作为PBO反应体系的原料之一，不引入其他物质，溶解脱去速度较快，存放稳定性更好。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：磷酸盐及其制备方法和应用，包括如下步骤：(1)将4,6-二硝基间苯二酚溶于甲醇溶剂，加入还原剂、催化剂和多聚磷酸溶液，搅拌均匀；(2)向(1)中的混合物加入氢气，加热并搅拌至得到乳白色浑浊液，过滤出催化剂；(3)向(2)得到的滤液加入还原剂、碳酸氢钠、乙醇，搅拌并加热过滤得到白色粉末，即为DAR磷酸盐的粗产品；(4)将(3)得到的白色粉末溶解于磷酸溶液，加入活性炭搅拌至溶液脱色，加入乙醇得到乳白色浊液；(5)将(4)中的乳白色浊液降温结晶，压滤得到白色精盐饼，向白色精盐饼表面喷淋还原剂溶液，烘干得到白色粉末结晶，即为DAR磷酸盐。可选的，所述催化剂为钯碳。可选的，所述多聚磷酸溶液的浓度为50～85％。可选的，所述步骤(1)中的4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比为30～2。可选的，所述步骤(1)中的搅拌时间为20～50min。可选的，所述步骤(1)和步骤(2)均在高压反应釜中进行，且在反应之前，高压反应釜在使用前使用氮气多次置换。可选的，所述步骤(3)在沉淀罐中进行，所述步骤(4)在压滤机中进行，所述步骤(5)依次在结晶罐和压滤机中进行。可选的，所述还原剂为氯化亚锡溶液。可选的，所述DAR磷酸盐的摩尔产率大于90％，纯度大于99％。可选的，所述DAR磷酸盐跳过DAR脱气阶段直接进入聚合阶段生产PBO。3、有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本申请实施例提出的磷酸盐的制备方法，以磷酸替换原来的盐酸，可以很快的溶解在多聚磷酸中脱除磷酸保护基，变为4,6-二氨基间苯二酚和磷酸，相比盐酸盐，磷酸作为PBO反应体系的原料之一，不引入其他物质，溶解脱去速度较快，并且相对盐酸盐，存放稳定性更好。(2)本申请实施例提出的磷酸盐的制备方法，氯化亚锡作为还原剂，具有防氧化的作用，氯化亚锡的氧化还原电极电位为-0.15V，在该反应体系中还原性适中，还原性过强会把磷酸反应掉产生氢气，还原性过弱起不到防氧化的作用，而微量的氯化亚锡，既可以防止氧化，又不至于引入太多的金属离子。(3)本申请实施例提出的磷酸盐的制备方法，择钯碳和氢气反应，产物是很干净的，副产物极少，再经过提纯重结晶过程会进一步过滤副产物，得到高纯度和高产率的DAR磷酸盐。具体实施方式以下对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。本专利技术提供的一种磷酸盐的制备方法，包括如下步骤：(1)将4,6-二硝基间苯二酚溶于甲醇溶剂，加入还原剂、催化剂和多聚磷酸溶液，搅拌均匀；(2)向(1)中的混合物加入氢气，加热并搅拌至得到乳白色浑浊液，过滤出催化剂；(3)向(2)得到的滤液加入还原剂、碳酸氢钠、乙醇，搅拌并加热过滤得到白色粉末，即为DAR磷酸盐的粗产品；(4)将(3)得到的白色粉末溶解于磷酸溶液，加入活性炭搅拌至溶液脱色，加入乙醇得到乳白色浊液；(5)将(4)中的乳白色浊液降温结晶，压滤得到白色精盐饼，向白色精盐饼表面喷淋还原剂溶液，烘干得到白色粉末结晶，即为DAR磷酸盐。DAR为4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐，其有效成分为4,6-二氨基间苯二酚，DAR中氨基活性很强，极容易被氧化变质，盐酸盐是以氯化氢保护氨基不被氧化，使用时要把盐酸盐脱掉放出活性基团，把氯化氢脱掉的过程称为脱气，而该过程需要消耗大量的时间，人力和物力，氯化氢的水溶液为盐酸，该气体有很强的的腐蚀性，会对设备造成严重的腐蚀。一般的化纤生产企业不具备该设备。DAR磷酸盐是以磷酸替换原来的盐酸，可以很快的溶解在多聚磷酸中脱除磷酸保护基，变为4,6-二氨基间苯二酚和磷酸，相比盐酸盐，磷酸作为PBO反应体系的原料之一，不引入其他物质，溶解脱去速度较快，并且相对盐酸盐，存放稳定性更好。制备的PBO的特性粘度可达到35.6ml/g。催化剂：本专利技术选择钯碳作为催化剂，具有选择性好、产物干净、杂质极少等特性，于其他实施例中可选择雷尼镍作为催化剂。多聚磷酸溶液：本专利技术的多聚磷酸溶液的浓度为50～85％，若多聚磷酸溶液的浓度低于50％，在制备过程中需要的多聚磷酸溶液的量需要增加，造成浪费，若多聚磷酸溶液的浓度高于85％，4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸溶液反应初期产生的凝胶状中间产物在反应体系中比例较高，搅拌分散效果较差。本实施例中多聚磷酸溶液的浓度为85％，于其他实施例中，多聚磷酸溶液的浓度可为50％、55％、60％、65％、70％。4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比：本专利技术中，4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比为30～2，若4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比小于2，则部分多聚磷酸未参加反应，造成浪费，若4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比大于30，则部分4,6-二硝基间苯二酚未参加反应，同样造成浪费，本实施例中，4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比为2.8。于其他实施例中，4,6-二硝基间苯二酚与多聚磷酸的摩尔比可为30、20、10、5、2。搅拌时间：本专利技术步骤(1)中的搅拌时间为20～50min，若搅拌时间低于20min，则反应不充分，若搅拌时间大于50min，则对制备效果无显著提高，还增加生产成本。本实施例中搅拌时间为30min，于其他实施例中，搅拌时间可为20min、35min、40min、50min。反应设备：本专利技术步骤(1)和步骤(2)均在高压反应釜中进行，且在反应之前，高压反应釜在使用前使用氮气多次置换，高压反应釜是目前进行高温、高压下的化学反应最为理想的装置，利用氮气置换出高压反应釜中的空气，避免反应物被空气中的氧气氧化，影响反应效果；本专利技术步骤(3)在沉淀罐中进行，所述步骤(4)在压滤机中进行，所述步骤(5)依次在结晶罐和压滤机中进行，步骤(2)反应结束后，打开高压反底釜底的排料阀，回收催化剂，滤液进入沉淀罐，开启搅拌，加入适量碳酸氢钠调节PH至3～4，搅拌停止，打开底部排料阀，经压滤器压滤，排除液体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将4,6-二硝基间苯二酚溶于甲醇溶剂，加入还原剂、催化剂和多聚磷酸溶液，搅拌均匀；/n(2)向(1)中的混合物加入氢气，加热并搅拌至得到乳白色浑浊液，过滤出催化剂；/n(3)向(2)得到的滤液加入还原剂、碳酸氢钠、乙醇，搅拌并加热过滤得到白色粉末，即为DAR磷酸盐的粗产品；/n(4)将(3)得到的白色粉末溶解于磷酸溶液，加入活性炭搅拌至溶液脱色，加入乙醇得到乳白色浊液；/n(5)将(4)中的乳白色浊液降温结晶，压滤得到白色精盐饼，向白色精盐饼表面喷淋还原剂溶液，烘干得到白色粉末结晶，即为DAR磷酸盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷酸盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将4,6-二硝基间苯二酚溶于甲醇溶剂，加入还原剂、催化剂和多聚磷酸溶液，搅拌均匀；
(2)向(1)中的混合物加入氢气，加热并搅拌至得到乳白色浑浊液，过滤出催化剂；
(3)向(2)得到的滤液加入还原剂、碳酸氢钠、乙醇，搅拌并加热过滤得到白色粉末，即为DAR磷酸盐的粗产品；
(4)将(3)得到的白色粉末溶解于磷酸溶液，加入活性炭搅拌至溶液脱色，加入乙醇得到乳白色浊液；
(5)将(4)中的乳白色浊液降温结晶，压滤得到白色精盐饼，向白色精盐饼表面喷淋还原剂溶液，烘干得到白色粉末结晶，即为DAR磷酸盐。


2.根据权利要求1所述的磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述催化剂为钯碳。


3.根据权利要求1所述的磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述多聚磷酸溶液的浓度为50～85％。


4.根据权利要求1所述的磷酸盐，其特征在于，所述步骤(1)中的4,6-二硝基间苯二酚与多聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文杰，吴少敏，李振宇，楼明炎，
申请(专利权)人：中科金绮新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33