[發明專利]一種經過表面修飾的磷鎢/鉬酸銨超細顆粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201310035514.6
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103073925A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 張治軍;李志偉;賀潔;馬會超;李小紅
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 涂連梅

技術領域

本發屬于超細顆粒技術領域，具體涉及一種表面經有機化物原位修飾過的磷鎢酸銨或磷鉬酸銨超細顆粒，同時還涉及該產品的制備方法。

背景技術

磷鎢酸銨和磷鉬酸銨的分子結構中既含有阻燃性能良好的磷、氮元素，又含有具備高效抑煙作用的鎢或鉬元素，因此具有良好的阻燃和抑煙功能，可作為聚合物材料的阻燃、抑煙添加劑。同時，磷鎢酸銨(磷鉬酸銨)中氮、磷、鎢(鉬)元素具有優良的摩擦活性，能與許多摩擦副反應，因此可用作潤滑油添加劑和金屬切屑液添加劑使用。然而，普通的磷鎢(鉬)酸銨超顆粒尺度大,?在聚合物、潤滑油和金屬切屑液中分散性差，應用效果并不理想。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種經過表面修飾的磷鎢酸銨或磷鉬酸銨超細顆粒，同時還提供了該產品的制備方法。

基于上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種經過表面修飾的磷鎢/鉬酸銨超細顆粒，是指磷鎢/鉬酸銨顆粒表面包覆有聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇修飾物，其粒徑為200-1000nm，修飾物占產品總重的0.05-10%。

所述經過表面修飾的磷鎢/鉬酸銨超細顆粒的制備方法，步驟為：將磷鎢/鉬酸、銨鹽或尿素、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇加入反應介質中攪拌反應0.5-12h，反應溫度為20-100℃，反應結束后過濾、干燥即得。

所述磷鎢/鉬酸與銨鹽的摩爾比為1:0.5-5；聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇的投料量為磷鎢/鉬酸重量的0.05-10%。

所述磷鎢/鉬酸在反應介質中的摩爾濃度為0.005-0.5mol/L。

所述聚乙烯吡咯烷酮的平均分子量（重均分子量）為8000-24000，聚乙二醇的平均分子量（數均分子量）為200-20000。

所述反應介質為水和/或醇。

所述反應介質為水醇混合物，醇濃度為5-95?V%。

所述醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。

所述銨鹽為氟化銨、硝酸銨、氯化銨、硫酸銨、亞硫酸銨、磷酸銨、磷酸氫二銨、磷酸氫鈉銨、偏磷酸銨、碳酸氫銨、碳酸銨、草酸銨或乙酸銨。

用聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇對磷鎢酸銨或磷鉬酸銨進行表面修飾，能夠大幅度改善顆粒在水中的分散穩定性。試驗證實，修飾過的磷鎢(鉬)酸銨可以反復分散于水中和從水中分離出來，不會產生不可逆的團聚和分解，能夠將顆粒尺寸穩定在200-1000nm之間。表面改性后的磷鎢(鉬)酸銨超細顆粒無論是作為聚合物阻燃劑還是作為水基金屬切削液添加劑或水基潤滑劑的添加劑使用，均能獲得較為理想的效果。

除此之外，本發明提供的制備方法具有步驟簡單、原料廉價易得、反應條件溫和等特點，其產率高、生產成本低，適合大規模工業化生產。

附圖說明

圖1是實施例1所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖2是實施例2所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖3是實施例3所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖4是實施例4所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖5是實施例5所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖6是實施例6所得超細顆粒的掃描電鏡照片；

圖7是實施例1，2，3所得超細顆粒的x射線粉末衍射曲線；

圖8是實施例4，5，6所得超細顆粒的x射線粉末衍射曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1：稱取14.4g（0.005mol）磷鎢酸、0.8g氯化銨、1.44g聚乙烯吡咯烷酮（PVP，K16-18，重均分子量8000）置于2L反應器中，加入50ml蒸餾水和950ml乙醇，攪拌反應0.5h，反應溫度控制在20℃，反應結束后過濾、干燥，所得產品即為表面經聚乙烯吡咯烷酮修飾的磷鎢酸銨超細顆粒。

圖1是所得產品的掃描電鏡照片，從圖中可以看出其顆粒尺寸為200-300nm。圖7中a曲線為實施例1所得產品的XRD圖，經分析證實實施例1所得產品確為目標產物。

依次稱取0.1g、0.5g、1g、5g本實施例所得產品，分別添加到1000g水中，均分散良好且放置3個月無變化。

實施例2：稱取57.6g（0.02mol）磷鎢酸、0.54g氯化銨、0.035g聚乙二醇（PEG，數均分子量6000）置于2L反應器中，加入950ml蒸餾水和50ml乙醇，攪拌反應8h，體系反應溫度控制在80℃，反應結束后過濾、干燥，所得產品即為表面經聚乙二醇修飾的磷鎢酸銨超細顆粒。