[發明專利]超細磷酸硼的生產方法

有效

• 申請號: 200810012046.X
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101302014B
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 劉啟波;全躍;劉國楨;胡曉寧;劉越
• 申請（專利權）人: 劉啟波
• 主分類號: C01B35/14
• 分類號: C01B35/14
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所 21232
• 代理人: 黃玉杰

技術領域

本發明涉及超細磷酸硼的制備方法，特別是涉及一種新的節環保的化工合成的超細磷酸硼的生產方法。

背景技術

磷酸硼產品作為有機合成催化劑、裂解催化劑、高分子材料阻燃劑、熱穩定性顏料、陶瓷材料、涂料、石油添加劑、防腐劑、酸性凈化劑、燃料電池的脫凝電解質、制造硼氫化鈉的原料具有重要的應用工業價值。目前磷酸硼現有的的主流合成方法采用硼酸與磷酸反應體系。意大利(Giorgini，M.；Morelli，F.；Tartarelli，R.Annali?di?Chimica，1968，58(12)，1465-9)、前蘇聯(Vol’fkovich，S.I.；Al?Shenavi，H.；Kubasova，L.V.；Zhuravleva，M.P?ZhurnalPrikladnoi?Khimii?1972，45(10)2137-40)、加拿大(Keary，C.；Moffat，J.B.Journal?of?Colloid?and?Interface?Science，1992，154(1)，8-16)、以色列(Ashboren，D.Isreal?Journal?of?Chemistry，1974，12(4)，831-7)、土耳其(Baykal，A.；Kizilyalli，M.；Toprak，M.Turkish?Journalof?Chemistry，2001，25(4)，425-432)等，是采用該反應體系通過直接鍛燒制備磷酸硼，消耗能源多，產品純度有限。

其它合成方法雖各有特色，但普遍成本高，不適合于生產，目前現有的生產方法基本沿用了早期的合成反應，生產消耗的能源多、時間長而且出產的產品純度不是很高(93~97％)。在能源價格居高不下的時代，高效節能的新一代生產工藝急待產生取代現有合成技術。

發明內容

本發明的目的是充分利用硼酸、磷酸資源，克服現有生產工藝中的不足，提供無污染、有節能價值的生產高純度磷酸硼的化學合成方法。

本發明解決技術問題所采取的技術方案是：一種磷酸硼的制備方法，原料包括硼酸、磷酸及媒介，合成反應過程包括混料、升溫回流、蒸餾、除溶劑、干燥處理等工藝過程，其特征在于：生產過程只有水為副產物，反應混合物除水過程包括簡單蒸餾、減壓蒸餾、共沸蒸餾等過程中的一種或數種；合成既可采用催化劑也可在無催化劑存在的情況下完成；合成既可采用助劑也可在無助劑存在的情況下完成。采用的催化劑包括十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯硫酸鈉等表面活性劑、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丙基溴化銨、四乙基溴化銨、四乙基氯化銨等季銨鹽中的一種或數種。采用的助劑包括乙二醇、二乙二醇、丙三醇、丁醇、戊醇等一元或多元醇中的一種或數種。按權力要求1中所述的方法，采用的媒介包括有機溶劑，媒介與硼酸、磷酸之和的比例為1∶0.1～2.5。反應結束后有機媒介通過固液分離除去，剩余微量有機媒介通過真空干燥方法去除干凈。產品的干燥溫度在-50攝氏度～150攝氏度。磷酸硼的細度可達至10000目。

本發明提供的生產方法有益效果是：有機媒介可回收獲得重復使用，生產過程可為間歇式也可為連續式，方法簡便，原料設備成本低，生產周期短，無有害副產物(唯一副產物為水)，產品純度高，產率高，是易于工業化生產高質量磷酸硼的有效手段。本發明的方法不但節省大量能源，利于環保，而且產品具有高純度、超細粉體的特征。

下面對本發明做進一步敘述。

采用本法的磷酸硼的制備過程包括下述步驟：

第一，原料的混合配制過程：硼酸、磷酸以等當量配制，與有機媒介、催化劑、助劑在攪拌條件下獲得充分混合制備成懸浮液。

第二，物料的去水過程：將上述懸浮液通過加熱達到沸騰，餾份經過冷卻、有機相與水相達到分離狀態，將水相經過處理達到環保標準后排放或獲得適當應用。有機相獲得循環使用。

第三，反應結束后，將反應混合物進行冷卻、固液分離除去有機物，剩余固體通過干燥獲得磷酸硼產品。

第四，固體的真空干燥過程：產品在室溫~150攝氏度之間進行抽真空干燥。

具體實施方式：

實施例1：

取一個100毫升圓底燒瓶，加入甲苯、13.5克磷酸、7.23克H3BO3、催化劑和助劑，混合均勻。加熱蒸餾4小時；停止加熱。抽過濾，固體真空干燥，獲得白色粉末狀固體。產品的X-光衍射相圖與文獻報導一致。SEM照片顯示固體為顆粒直徑1~3微米的超細粉體。

實施例2：

取一個100毫升圓底燒瓶，加入苯、13.5克磷酸，攪拌混合均勻，再加入7.23克H3BO3，混合均勻。加熱進行共沸蒸餾7小時；停止加熱、冷卻至室溫、去除溶劑，固體產品經過干燥、粉碎后獲得得到白色粉末狀固體。產品的X-光衍射相圖與文獻報導一致。