三聚磷酸鋁用途介紹及制備工藝
名稱:三聚磷酸鋁
英文名:Aluminum Tripolyphosphate
分子式:AlH2P3O10·2H2O
分子量:281.91
CAS號:13939-25-8
三聚磷酸鋁主要成分:三聚磷酸鋁及其改性物質。三聚磷酸鋁是新一代無公害白色防銹顏料,是鉛、鉻系有毒防銹材料理想的換代產品。
特性:外觀為白色粉末,難溶于水,密度2-3g/cm3,無毒性,對皮膚無刺激作用,不含鉛、鉻等有害重金屬元素;熱穩定性好。三聚磷酸根離子P3O105-能與各種金屬離子有更強的螯合力,在被涂物表面形成卓越的鈍化膜,對鋼鐵以及輕金屬等的腐蝕具有極強的抑制作用,涂料顏色可以自由調配。
三聚磷酸鋁用途:該顏料廣泛用于各種底漆以及底面合一涂料中,三聚磷酸鋁與清漆親合性良好,可與各種顏料、填料配合使用,三聚磷酸鋁也可與各種防銹顏料合用,可制備各種高性能防腐蝕涂料。適用于酚醛樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、環氧聚脂以及丙烯酸樹脂等溶劑型涂料以及各種水溶性樹脂涂料(如:高適應性水性環氧酯浸涂漆等);還可以應用與厚漿型涂料、粉末涂料、有機鈦防腐蝕涂料、帶銹涂料和瀝清漆、富鋅底漆、防火涂料、耐熱涂料等。
三聚磷酸鋁的制備工藝
1反應機理:
三聚磷酸鋁的分子式:AlH2P3O10.2H2O,它是由氫氧化鋁與磷酸反應生成的,反應分以下幾步進行:
A,中和反應:
Al(OH)3+3H3PO4 = Al(H2PO4)3+3H2O
B,聚合脫水反應:在加熱情況下發生聚合脫水反應:
Al(H2PO4)3 AlH2P3O10+ 2H2O
C,與水分子結合:AlH2P3O10+ 2H2O = AlH2P3O10.2H2O
2原料的選擇:工業氫氧化鋁(含Al2O3>60%),工業磷酸(含H3PO4>50%)。
3配方設計:根據反應式及文獻資料,P2O5/Al2O3=3.0~3.2時,終反應物中的三聚磷酸鋁可達到95%,P2O5/Al2O3<3.0時,有較多的磷酸鋁等副產物,P2O5/Al2O3值太大時,也會有其他聚合狀態的副產物出現,因此,實驗時,應使P2O5/Al2O3=3.0~3.2。通過實驗,確定的P2O5/Al2O3值。
4工藝設計:
中間產物Al(H2PO4)3的制備:按P2O5/Al2O3=3.2配備物料Al(OH)3和3H3PO4,先加入磷酸量1/3的水于反應器中,在不斷攪拌下加入磷酸,然后再加入固體氫氧化鋁,為提高反應速度,初始時加溫到40℃,因中和反應為放熱反應,體系溫度會迅速升高,此時應停止加熱,并應該控制溫度在70~80℃,反應時間為1.5~2h。
中間產物干燥:選用真空干燥箱作為干燥設備,控制真空度(壓力)為6~8×10-4Pa,控制溫度為100~110℃,干燥時間26h。
縮合反應生成三聚磷酸鋁:采用兩部縮合法,步控制溫度為250~260℃,反應時間為2.5h,此階段主要形成無定形態;第二步溫度升高到380~400℃,并保持溫度在此范圍內,反應時間為2.5h,中間產物Al(H2PO4)3脫水縮合,生成三聚磷酸鋁。
三聚磷酸鋁的粉化:三聚磷酸鋁硬度大,機械強度高,不易粉粹,可采用水淬的方式進行預處理,降低粉粹難度,即將較高溫度的三聚磷酸鋁放入有少量磷酸的冷水中進行水淬。通過以上工藝,就可得到三聚磷酸鋁。由于三聚磷酸鋁的酸度,溶解度等原因,單獨用作顏料會破壞涂料基料的穩定性。因此,必須對三聚磷酸鋁進行改性處理,才能更好地用與涂料中。
5總結:三聚磷酸鋁制備及改性方面,目前有很多人在研究,也取得了一定的進展,在眾多前人研究成果的基礎上,通過實驗,找到的P2O5/Al2O3配比,反應溫度和反應時間,以及盡量減少原料的浪費和生產工藝的操作簡便化。在改性方面尋找合適的改性物質,改性方法,從經濟效果,質量效果,生產工藝的易操作性等方面進行綜合考慮來進行實驗。
包裝:25公斤/袋
【詳情請致電13432000991陳錦彪】