[發(fā)明專利]基于磷酸鐵的組合物及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980119966.4
• 申請(qǐng)日: 2009-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN102046526A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 根納季·尼古拉耶夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 伊里娜·尼古拉耶娃
• 主分類號(hào): C01B25/37
• 分類號(hào): C01B25/37;C23F11/18;B27K3/26;A01N59/00;C09K21/04
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于磷酸鹽的組合物，這種組合物可用于木材的生物防護(hù)和防火保護(hù)、可用作抗菌消毒劑、以及可用作金屬防腐蝕用的銹轉(zhuǎn)化劑(rust?converter)。

背景技術(shù)

磷制劑及其應(yīng)用是已知的(David?Dzneladze等人于2002年獲得專利權(quán)的美國(guó)專利6350474B1，A01N?59/00)，但是該磷制劑的組成為：100質(zhì)量份的正磷酸、20-41質(zhì)量份的氧化鐵、0.5-2.5質(zhì)量份的鋁粉、30-70質(zhì)量份的水。為了獲得該制劑，將水、氧化鐵和鋁粉與正磷酸混合，由此發(fā)生放熱反應(yīng)。所釋放的熱量足以使氧化鐵和鋁粉溶解。

所獲得的含磷制劑對(duì)環(huán)境絕對(duì)無(wú)害。可將其用作浸漬劑以提高材料的耐火性，以及提高混凝土和陶瓷的強(qiáng)度和耐熱性，也可將其用作防腐劑和防銹劑。

這種制劑的缺點(diǎn)在于：其穩(wěn)定性和潤(rùn)濕能力相對(duì)較差，從而限制了該制劑的廣泛應(yīng)用。

還已知這樣一種含磷制劑(Gennadi?Nikolaev于2004年獲得專利權(quán)的實(shí)用新型EE?00444U1，A01N?59/26)，其特征在于：為了提高其穩(wěn)定性和潤(rùn)濕能力，按照美國(guó)專利6350474B1中公開的比例將一定量的正磷酸、氧化鐵、鋁粉和水混合，并向該混合物中加入0.05-0.2質(zhì)量份的乙醇或丙三醇。

在將所獲得的這種制劑用作表面保護(hù)用涂層材料時(shí)，其不利之處在于：被這種制劑覆蓋的材料(例如，木材、紙、紡織品和金屬的表面)的耐火性較差，并且防腐性和防潮性不足。

還已知的是Gennadi?Nikolaev等人于2005年獲得專利權(quán)的實(shí)用新型EE?00549U1，C09D?5/18，其涉及具有如下組成的表面保護(hù)用涂層材料：

正磷酸??????????60-80質(zhì)量份

氧化鐵??????????50-60質(zhì)量份

鋁粉????????????5-10質(zhì)量份

水??????????????40-60質(zhì)量份

硝酸銨??????????7-10質(zhì)量份

硫酸銅??????????7-10質(zhì)量份

著色顏料????????Fe₂O₃、TiO₂、MnO₂

雖然用這種含磷制劑的溶液涂覆材料能夠提高材料的耐火性并降低發(fā)生腐爛和受濕度影響的風(fēng)險(xiǎn)，但是該制劑對(duì)含有纖維素的材料的防火保護(hù)作用和生物防護(hù)作用仍不夠，不能滿足(例如)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN?13823：2002和EN?ISO?11925-2測(cè)定的木質(zhì)結(jié)構(gòu)的耐火等級(jí)B-s1-d0的要求。

上述David?Dzneladze等人的專利US?6350474B1可看成是與本發(fā)明較為接近的已知技術(shù)方案，該專利涉及基于磷酸鐵的組合物，該組合物由正磷酸、氧化鐵(III)、鋁粉和水構(gòu)成，并且是通過(guò)將水、氧化鐵和金屬鋁與正磷酸混合而獲得的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是獲得基于磷酸鐵的組合物，使用這種組合物可大幅提高含纖維素材料的耐火性和生物防護(hù)性。

通過(guò)如下方式完成了這一任務(wù)：為了獲得基于磷酸鐵的組合物，將100質(zhì)量份的正磷酸與水、氧化鐵和鋁原料(使用5-10質(zhì)量份的氧化鋁(Al₂O₃)粉作為所述的鋁原料)混合在一起，由此將反應(yīng)溫度維持為60℃至70℃。由于發(fā)生放熱反應(yīng)，因此無(wú)需額外的能量源便可將這些成分溶解。氧化鐵的量為10-20質(zhì)量份，水的量為100質(zhì)量份，該組合物的特征在于：混合物中加入了0.5質(zhì)量份的選自銀、銅或燧石的至少一種納米粉末。因?yàn)樵诒景l(fā)明的各成分比例中，氧化鋁的相對(duì)百分比含量提高，這大大改善了最終濃縮物(concentrate)的性質(zhì)，從而使得涂覆有所述組合物的含纖維素材料的耐火性和耐生物性得以提高。

在如下化學(xué)過(guò)程中形成了本發(fā)明的硫酸鐵組合物。

將水、粉狀氧化鐵Fe₂O₃和氧化鋁粉末Al₂O₃、以及銀納米粉末、銅納米粉末和燧石納米粉末加入正磷酸中，同時(shí)持續(xù)攪拌，將反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度維持為60℃至70℃。直至金屬氧化物溶解為膠態(tài)時(shí)，才開始合成磷酸鐵，即，在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)體系為均勻的液體，無(wú)明顯的沉淀物形成。

在放熱反應(yīng)條件下，所述液體被氧化鐵、氧化鋁和其他氧化物飽和，因此在這種工藝過(guò)程中無(wú)需由外部能源引入電能或熱能，這樣便降低了該組合物的成本。

該組合物的成分比例(質(zhì)量份)如下：