[其他]磷酸鹽溶液及其作為粘合劑的應用

無效

• 申請號: 86106563
• 申請日: 1986-09-10
• 公開（公告）號: CN86106563A
• 公開（公告）日: 1987-08-19
• 發明（設計）人: 杰里·格倫·斯特朗;邁克爾·尤金·哈姆林;詹姆斯·約瑟夫·真
• 申請（專利權）人: 阿爾布賴特—威爾遜公司
• 主分類號: C04B9/04
• 分類號: C04B9/04;C01B25/36
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊鋼,盧新華

本發明是關于磷酸鹽水溶液及其用途。

磷酸鋁水溶液可作為粘合劑、結合劑或涂料廣泛地應用于要求熱穩定性或速凝性的多種用途中。磷酸鋁溶液可用作耐火砂漿/塑料制品和模制品的粘合劑，尤其是高鋁耐火材料的粘合劑;可用作硅鋼涂料，為了提供變壓器磁心層間電阻（美國專利2745203號）;可用作涂敷和粘合耐火纖維材料的基體組份（專利合作條約申請號W085/01676號）;可用作粘著集料構件的活性組份（美國專利4419133號）;可用作無機樹脂體系的活性組份，這種樹脂體系可作結合劑，應用廣泛（美國專利4141744號和4504555號）;還可用作多孔陶瓷材料的活性組份（美國專利3148996號）。磷酸氫鎂水溶液也可用作高溫作業中的粘合劑及硅鋼涂料。商品磷酸鋁溶液和磷酸氫鎂溶液都含有游離磷酸。

許多含磷酸鋁溶液的組成物都是在室外配制和/或使用的，也許需要在戶外進行運輸、貯存和/或摻和磷酸鋁溶液。磷酸鋁溶液的結晶點和冰點都相當高，例如，50%的溶液，其結晶點為5°F（-15℃），冰點為-10°F（-23℃），這在寒冷天氣進行室外運輸、貯存、摻和或使用含有各種成份的磷酸鋁水溶液就有諸多不便。特別是當氣溫低于-10°F（-23℃）時，貯存設備及輸送管線需要加熱保溫。

我們報道的含磷酸鋁的水溶液，其結晶點及冰點都有所降低，因此減少了冷天運輸、貯存、配制和使用含各種成份磷酸鋁水溶液的一些困難。

本發明所提供的磷酸鹽水溶液含有下述各組份：（Ⅰ）磷酸二氫鋁;（Ⅱ）一種堿金屬鹽，或一種堿土金屬鹽，或鋁鹽，或上述金屬的混合鹽，和至少一種像磷酸這樣的強酸，但如果用的是鋁鹽時，所用的酸應該比磷酸更強;（Ⅲ）磷酸。組份（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）的總重量含量為30-55%，組份（Ⅱ）中的金屬與組份（Ⅱ）中金屬和組份（Ⅰ）中鋁之和的摩爾百分比為1-65%，磷酸（Ⅲ）（以H₃PO₄表示）與組份（Ⅱ）中金屬和組份（Ⅰ）中鋁之和的摩爾百分比為0.5-100%。

在本發明所提供的溶液中，組份（Ⅱ）中的金屬是堿金屬（如鋰，鈉或鉀），或堿土金屬（如鈣，鍶，鋇或鎂），或鋁，或上述金屬的混合物。組份（Ⅱ）中的金屬鹽至少是像從磷酸那樣的強酸制得的鹽（即其最大的pKd值與磷酸的一級離解常數pKd值相當），這種強酸如磷酸本身，或硫酸、硝酸或鹽酸，但如果組份（Ⅱ）中的金屬是鋁時，所用的酸應比磷酸更強，如用硫酸，硝酸或鹽酸，或這些酸的混合物。當組份（Ⅱ）中的金屬是一種堿金屬或堿土金屬時，其鹽最好是磷酸衍生鹽。組份（Ⅱ）中的金屬鹽最好是磷酸二氫鎂或磷酸二氫鈣，尤以磷酸二氫鎂更佳。堿金屬鹽可用磷酸二氫鈉和磷酸二氫鉀。可用作組份（Ⅱ）的其他鹽還有硫酸鎂和硫酸鋁。在本發明的優選實施例中，組份（Ⅱ）的鹽是一種磷酸二氫鎂和硫酸鋁的混合物。在本發明的溶液中，其組份（Ⅰ）和（Ⅱ）含有鋁離子，鎂離子，磷酸二氫根離子和硫酸根離子。

組份（Ⅱ）中的金屬與組份（Ⅰ）中的鋁和組份（Ⅱ）中的金屬之和的摩爾百分比為1-65%，例如1-60%，1-45%，2-30%等。最好為6-20%，如10-20%，14%左右等，所制得的溶液其結晶點大大降低，而粘合性能又與不加組份（Ⅱ）的磷酸鋁溶液的性能基本相似。本發明制備的溶液具有非常合適的結晶點，即其結晶點在-26.1℃至-34.4℃（-15°F至-30°F）范圍內。對于在極低溫下使用的其結晶點已大大降低的溶液，組份（Ⅱ）中的金屬所占的摩爾百分比可為20-6%，如20-50%，尤其用堿土金屬（特別是鎂）更為如此。

本發明的水溶液，按重量計，（Ⅰ）、（Ⅱ）兩種組份的含量一般為40-55%，較好的應為45-55%，如50%（重量）左右;總濃度為45-53%的溶液比更高濃度的溶液具有更好的穩定性。按重量計，溶液中各組份的含量最好為：組份（Ⅰ）40-52%，如40-50%;組份（Ⅱ）1-15%，如5-15%，具體說組份（Ⅰ）的含量為40-52%時，組份（Ⅱ）的含量反過來是10-1%，如使用磷酸二氫鎂時，組份（Ⅰ）、（Ⅱ）占總重量的47-53%。因此，溶液中組份（Ⅱ）的含量可以為1-9%，如3-7%，5%左右，組份（Ⅰ）含量可為41-49%，如43-47%，45%左右。較可取的溶液濃度是40-52%（重量）的磷酸鋁，1-15%（重量）的磷酸二氫鎂，鎂與鎂、鋁之和的摩爾百分比為5-15%。