Способ стабилизации порошкообразного красного фосфора Советский патент 1983 года по МПК C01B25/23 

(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОРОШКООБРАЗНОГО КРАСНОГО ФОСФОРА

1.

Изобретение относится, к стабипизанни краевого фосфора, который находит широкое применение в х.вмической технопогии.

Известен способ стабилизации порошкообразного краевого фосфора, включак - 5 щий обработку вго Ьвачала гидроокисью алюминия, а затем 1О%-ным раствором бикарбоната натрия, нагретого до 55бО С. Далее суспензию фильтруют и остаток сушат 1.(О

Недостатком давного способа является высокое содержание в фосфоре примесей, вводимых при .стабилизации, что ограничивает области его дальнейшего испол зования.«5

Известен способ стабилвзации порошкообразного красного фосфора, включающий суспендирование красного фосфора в водном 0,04 н. растворе алкшината натрия с последующей продувкой суспензии в JQ течение Ю ч воздухом при 85-9Ос, фильтрацией суспензии, промывкой осадка и сушкой его в вакууме С23.

Недостатком способа является невысо- . кая степень стабилизации красного фосфора, так как при высоких температурам стабилизатор отщепляет воду, что ведет к сжиспеншо коасного фосфора.

Целью изобретения является побышение степени стабилизации порошкообразного красного фосфора.

Поставленная цель достигаемся согласно способу стабилизации порошкообразного фосфора, включающему обработку его реагентом с последующим отделением И сушкой продукта, в котором в качестве реагента берут соль, выбранную из ряда: сульфат алюминия, сульфат магния, сульфат цинка, нитрат кальция и пропанфоофоновую кислоту или ее производные: октав- , или додекав -, или бензол-, или 2-фенилэта№-1-, или 2-фенилэтиле -1-, или 2-карбоксиэтан-1-, или шпслогексан-, или вини№-, или 2-хлор9та -1-, вводимых в количестве, обеспечивающем содержание продуктов реакции в смеси, равном О,5-5,О вес.%.

Введение добавки менее 0,5 вес.% не обеспевивает достаточной степени стабилизации красного фосфора, введение 3D9 добавки более 5,0 вес.% нецелесообразно Предложенный способ стабилизации позволяет использовать красный фосфор в пластмассах при температуре 250°С, пр этом фосфор является противовоспламеняющим средством для пластмасс. Пример 1. 100 г тонкоизмель ченного красного фосфора со средним раз мером частиц 0,05 мм суспензируют в 500 мл воды. Суспензию при помешива НИИ нагревают до 90 С, обрабатывают 2,5г октанфосфоновой кислоты и раство ром 5г APgC304)3 аЗНгО в ЮО мл воды. Через час после окончания реакции водную суспензию фильтруют, остаток промывают водой и при 80° С высушивают в токе азота. Красный фосфор содеружит 2,8 вес.% стабилизатора. Стабильность красного фосфора определяют, помещая 1 г последнего вместе с 450 мл воды в трехгорлую колбу, оборудованную газоподводящей трубкой, термометром, обратным холодильником и магнитной мешалкой. Смесь нагревают до 80°С и при постоянном помешивании в колбу подают 10 л кислорода в час. Выходящую через обратный холодильник смесь газов, состоящую из кислорода и фосфороводорода, который образовался путем диспропорционирования красного фосфора помимо фосфорных кислот различной степени окисления фосфора, направляют через две последовательно соединенные промывщзте бутылки, которые заполняют 100 мл 5%-ным по весу водным растворомХлористой ртути (И).При этом фосфористый водород реагирует с хлористой ртутью (и) по уравнению () +знсе. В качестве показателя стабильности к окислению красного фосфора служит количество содержащихся в водной суопензии красного фосфора оксокислот фосфора, а также содержащейся в промывны ;бутылях для газа соляной кислоты. Содержание фосфорных кислот и соля. ной кислоты определяют методом титрования. Пример 2. Стабилизацию фосфоpa ведут согпасно примеру.1, однако вместо октанфосфоновой кислоты вводят 2,5 г деканфосфоновой кислоты. Содержание стабилизатора 2,7 вес.%. 2 Пример 3. Стабилизацию фосфора ведут аналогично примеру 1, однако вместо октанфосфоновой кислоты вводят 2,5г додеканфосфоновой кислоты. Содержание стабилизатора 2,8 вес.%. Пример 4. ЮО г тонкоизмельченного до порошка красного фосфора со средним размером частиц О,05 1уШ суопензируют в 500 мл воды. При помешивании суспензию подогревают до , обрабатывают 2,5 г.2-фенилэта 1-фосфоновой кислоты и раствором 5 г Ае2(5О)2- 18Н2О в 100 мл воды, за- . тем вводят 5%-ный раствор гидрата окиси натрия и рН смеси доводят до 3,5. Через 1 ч после окончания реакции водную суспензию фильтруют, остаток промывают водой и высушивают при 8Ос в токе азота. Содержание стабилизатора 2,9 вес.%. Пример 5. 100 г тонкоизмельченного до состояния порошка красного фосфора со. средним размером частиц О,05 мм суспензируют в 50О мм воды. При перемешивании суспензию подогревают до 9О°С, обрабатывают 2,5 г октанфосфоновой кислоты и раствором 5г. Са(ЫОз)2 4Н2О в ЮО мл воды, затем добавляют растворы 5%-ного гидрата окиси натрия и рН смеси доводят до 5,5 Через 1 ч после окончания реакции суспензию фильтруют, остаток промывают водой и при 8О°С сутпат в токе азота. Ct держание стабилизатора составляет 2,9 вес.%. Пример 6. Стабилизацию фосф1 ра ведут согласно примеру Д однако вместо нитрата кальция берут 5 г MiySO./ X 7Н2О. Содержание стабилизатора соотавляет 2,7 вес.%. П р и м е р 7. Стабилизацию фосфора ведут согласно примеру 5, причем вместо нитрата кальция берут 5 г Zn504 ) 7Н2О. Содержание стабилизатора составляет 2,8 вес.%. Пример 8 (сравнительный). Аналогично примеру 1 былапроверена стабильность к окислению необработанного, измельченного в тонкий порошок красного фосфора. Показатели стабильности к окислению обработанного красного фосфора приведены в табл. 1.

Таблица 1

Степень окисления фосфора характеризуется количеством образовавшегося фосфористого водорода (мг ).

Степень кислотности водных фосфорсодержащих суспензий обусловлена образованием фосфорных кислот при окислеиии красного фосфора (мг КОН/г - ч).

Пример 9. 14О г водной фосфор содержащей кашицы с содержанием крао вого фосфора 1ОО г растворяют в 360мл воды, вводят 5%г-ной серной кислоты до рН 3 и после добавления 5 г 2гфеншьэтиленн1-фосфоновой кислоты при постоянном перемешивании температуру смеси поднимают до . Затем в течение ЗО мин по каплям вводят раствор Юг А 82(304)3 - 18Н2О в 1ОО мл воды, а аат&л 5%-ным раствором едкого натрия доводят рН до 3,5. Через 1 ч после окончания реакции водную суспензию фильтруют, остаток промывают водой и высушивают при в токе азота. Содержание стабилизатора , состеивляет 2,8 вес.%.

Примеры 10-1€. Стабилизацию ведут согл/асно примеру 9, причем вмеото 2-фешш8тилев-1-фосфон1рвой кислога . берут следукидие производные фос1фоио6ой кислоты: додеканфосфрновая кислота, содержание стабилизатора -4,8 ввс.% (пример 10); 2 -Еарбоксивтав-1-фЬсфоновая кислота содержание стабилизатора 4,9 вес.% (пример 11); цшслогексанфосфоновая кислота, содержание стабилизатора 4,7 вес.% (пример 12); вииилфосфоновая кислота, содержание стабилизатора 4,7 вес.% ( пример 13); 2-хлорвга&-1-4оофоновая кислота,содержание стабипвэатора 5,О вес.% (пример 14); пропа|1фосфововая кислота, содержание стабилизатора ;5,О вес.% (пример 16).

В примере стабилизатор ве вводяг.

Показатели стабильности к окислевию обработанноп) таким образом красного фосфора приведены в табл. 2.

Т а б л и п а 2 79999 Формулаизобретения Способ стабилизации порошкообразного красного фосфора, включающий обработку егч) реагентом с последующим от- 5 делением и сушкой продукта, о т л и - чающийся тем, что, с целью повышения степени стабилизации, в качестве реагента берут соль, выбранн5гю из ряда - сульфат алюминия, сульфат магния,«О сульфат цинка, нитрат кальция и пропавн фосфоновую кислоту или ее производные октан-, или додекан, или бензол-, или 2-фенилэта№-1-, или 2-фе;Нилэтилен-1-, 628 или 2-карбоксиэган-1-, или циклогексанили винил-, или 2-хлорэтан-1-, вводимых в количестве, обеспечивающем содержакие продуктов реакции в смеси, равном 0,5-5,О вес.%. .Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , (.dtneSins Handbucti der anortjanisclien Ctimie 6. AufP-j-fSH , Phosptior, TeiK B,5eite 83,VerBa :j Cliitnie, l/eitilieivn/Berc strofie. 2. Патент США № 2359243, кл. 427-215, 1968.