JPH058125B2 - - Google Patents
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- JPH058125B2 JPH058125B2 JP28103886A JP28103886A JPH058125B2 JP H058125 B2 JPH058125 B2 JP H058125B2 JP 28103886 A JP28103886 A JP 28103886A JP 28103886 A JP28103886 A JP 28103886A JP H058125 B2 JPH058125 B2 JP H058125B2
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Description
[産業上の利用分野]
本発明は、赤リンの粒子表面にチタン−コバル
ト化合物の複合皮膜を被覆してなる安定化赤リン
及びその製造法に関する。
本発明にかかる安定化赤リンは、特に合成樹脂
の難燃剤として有用であり、樹脂、塗料あるいは
接着剤の分野に利用することができる。
[従来の技術]
赤リンが合成樹脂に対しすぐれた難燃効果を付
与することは周知のことであり、実際にも難燃剤
として使用されている。
しかしながら、赤リンはそのまま使用する場
合、水分と反応してホスフインガスの発生を伴う
加水分解反応を生ぜしめるので、従来より赤リン
を有機又は無機の材料により被覆して改質赤リン
として使用しており、数多くの赤リン改質が提案
されている。
例えば、硫酸アルミニウムと炭酸水素ナトリウ
ムを用いて赤リン表面上に水酸化アルミニウムを
沈積させる方法[グメリン著「ハンドブツフ デ
ル アノルガニシエン ケミエ」8版(1964年)
“ホスホラス”B部、83頁(Gmelin.
「Handbuchder anorganischenChemie」th
Edtion (1964)、vol Phosphorus、Parts B.
Page 83)]が報告されている。
しかしながら、この赤リンの改質方法は、赤リ
ンの完全な安定化のためには大量の水酸化アルミ
ニウムを被覆しなければならないため、赤リン難
燃剤としての効果を低めるばかりか、用途によつ
ては悪影響を与えることがある。
また、赤リンの改質方法の他の例として、水酸
化アルミニウムと亜鉛又はマグネシウムの水酸化
物を複合して被覆する方法(米国特許第2635953
号明細書)、熱硬化性樹脂で被覆した改質赤リン
(特開昭51−105996号公報)、赤リン表面を金属リ
ン化物化した後に熱硬化性樹脂で被覆した改質赤
リン(特開昭52−125489号公報)、赤リン表面を
チタンの水和酸化物により被覆した改質赤リン
(米国特許第4421782号明細書)、あるいは赤リン
表面をチタンの水和酸化物により被覆した上、更
に熱硬化性樹脂で被覆した改質赤リン等が提案さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点]
前述のとおり、赤リンの改質による安定化は数
多くの提案がなされているが、いずれも一長一短
があり、尚いくつかの重要な問題がある。特に赤
リンは、水分の存在で加水分解され易くホスフイ
ンガスの発生を伴い、極く少量であつても有臭有
毒であるため、このガスの発生を完全に抑制する
ことは極めて困難であつた。
このため発生したホスフインガスをホスフイン
ガスと親和性の高い金属、例えば銅、ニツケル等
の重金属を共存させる事により抑制しようとする
提案がなされているが、重金属の多くは赤リンの
加水分解を促進させる欠点があるため、耐湿性を
低下させてホスフインガスの発生を促す結果とな
る。
また、前記特開昭52−125489号公報による改質
赤リンは、いわゆるガルバニツク法によるめつき
皮膜の一種と考えることができるが、極く薄くし
かも不完全な金属リン化物皮膜である。
本発明は、赤リンの分解に伴うホスフインガス
の発生を実質的に完全に抑制すべく、種々の安定
化方法を探索して鋭意研究を行つてきたところ、
赤リン粒子にチタン−コバルト系複合水和酸化物
の皮膜を施したところ、驚くべきことに安定な赤
リン粉末が得られることを知見し本発明を完成し
た。
[問題点を解決するための手段]および[作用]
すなわち、本発明は赤リンの粒子表面にチタン
−コバルト系複合水和酸化物を沈積被覆してなる
ことを特徴とする安定化赤リン、およびチタニウ
ム塩とコバルト塩との混合塩水溶液に分散させた
赤リンの水性懸濁体にアルカリ剤を添加して中和
し、生成するチタン−コバルト系複合水和酸化物
の微細な沈殿を赤リンの粒子表面に沈積処理した
後、分離回収することを特徴とする安定化赤リン
の製造法に係るものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における赤リンの粒子は、大きくとも
100μm以下にあり、かつ平均粒子径としては5
〜30μm、好ましくは10〜20μmの範囲のものが
好適である。また、微粉末は、粒子の表面積を大
きくし、又不安定になり易いので約1μm以下の
粒径のものは出来るだけカツトしたものがよい。
したがつて、本発明における赤リンの粒子は、
実質的に粒径1〜100μmの範囲にあるものが好
ましく、また前記範囲以外の粒径の粒子が含有さ
れていても、粒径1μm以下および100μm以上の
ものの含有量が5重量%以下のものが望ましい。
尚、粒径および平均粒子径はコルターカウンタ
ー法により測定された値を示す。
本発明に係る安定化赤リンは赤リン粒子の表面
にチタンとコバルトの可溶性塩の加水分解生成物
であるチタン−コバルト系複合水和酸化物が沈積
して被覆形成されたものである。
この沈積物はTiO2・nH2O、Co・nH2Oと思わ
れるが、共沈物であることから、これらの単なる
混合物ではないものと推定される。
また、チタン−コバルト系複合水和酸化物の赤
リン粒子への沈積被覆量は、安定化赤リンの用途
等により異なるけれども、多くの場合赤リン粒子
に対し全重量当りTi+Coとして0.5〜10重量%、
好ましくは1〜6重量%の範囲にめることが望ま
しい。
この理由は、0.5重量%未満では、ホスフイン
ガスの抑制が不完全であり、10重量%をこえると
実用的な見地からみて不適当である。
また、チタン−コバルト系複合水和酸化物中に
おけるチタンとコバルトの重量比はTi:Co=
1:0.1〜0.5の範囲にあるものが好ましい。
本発明にかかる安定化赤リンは、顕微鏡観察に
より、沈積被覆が粒子表面に形成されていること
を確認でき、原体の赤リンと比較して容易に識別
することができる。
本発明にかかる改質赤リンは、ほぼ完全にホス
フインガスの発生を抑制した安定化赤リンである
が、その抑制機構の詳細については不明である。
また、チタン−コバルトの組み合わせが何故に良
好な結果を示すのかについても詳らかではない。
この組み合わせは数多くの実験の結果見出された
もので、その一部を、比較例4〜15に示す様に、
他の元素との組み合わせでは到達できない特異な
効果が、チタン−コバルトの組み合わせにおいて
は得ることができる。
次に、本発明に係る安定化赤リンを製造する方
法を説明する。
まず、チタニウム塩とコバルト塩との混合塩水
溶液に赤リンを分散させ、得られた赤リン懸濁体
に撹拌しながらアルカリ剤を添加して中和し、PH
6.5〜8.5に調整する。中和後、さらに撹拌しなが
ら加熱し、生成するチタン−コバルト系複合水和
酸化物の微細な沈殿を赤リンの粒子表面に沈積処
理した後、分離、回収することにより工業的に有
利に均質で安定な安定化赤リンを製造することが
できる。
本発明において、赤リンの水性懸濁体は、重量
比で、赤リンの少なくとも2倍量以上、好ましく
は5〜10倍量の水に所定量のチタニウム塩および
コバルト塩を溶解した混合塩水溶液に、撹拌下で
赤リン粒子を添加して調製することにより得るこ
とができる。この場合、混合塩水溶液の水量が赤
リンの2倍量未満では、赤リン濃度が高くなり過
ぎるために撹拌が不可能となる。
また、赤リンの水性懸濁体の他の調製方法とし
て、前記とは反対に、あらかじめ赤リンを水に分
散して調製した赤リンスラリーに、チタニウム塩
およびコバルト塩の混合塩水溶液を添加するか、
或いは所定のチタニウム塩およびコバルト塩の結
晶を添加して溶解することにより水性懸濁体を得
ることができる。但し、赤リンのアルカリスラリ
ーにチタニウム塩およびコバルト塩の混合塩の水
溶液または結晶を添加すると赤リンの加水分解が
行なわれる危険性があるので避けた方がよい。
また、混合塩水溶液の調製に用いられるチタニ
ウム塩およびコバルト塩は、チタニウムおよびコ
バルトの塩であれば特に限定することなく使用す
ることができるが、それ等の中で特に硫酸塩、塩
酸塩又は硝酸塩から選ばれた少なくとも1種以上
が好ましい。
チタニウム塩およびコバルト塩の混合塩水溶液
の濃度は、各塩の室温における溶解度以下であれ
ば特に限定されないが、通常、Tiとして0.5〜1.0
重量%、Coとして0.05〜0.2重量%が好ましい。
赤リンの水性懸濁体の調製に使用する装置とし
ては、赤リン粒子を均質に分散させるものであれ
ば如何なるものでも用いることができるが、具体
的には適宜所望の手段、例えば、通常撹拌から高
速撹拌、あるいはコロイドミルまたはホモジナイ
ザーの如きセン断分散装置等を用い、赤リンの粒
子のアグロメレートをできるだけ除去した一次粒
子に近い分散状態の懸濁体を調製することが望ま
しい。
また、赤リン粒子を分散させるに際し、例えば
界面活性剤やヘキサメタリン酸ソーダ等の分散剤
を、必要に応じて、被覆条件を損なわない程度に
少量用いることができる。
赤リンの水性懸濁体中の赤リンの濃度は、特に
限定する理由はないが、多くの場合50g/〜
700g/、好ましくは100g/〜500g/の
範囲が望ましく、50g/未満ではスラリー濃度
が低く沈積被覆濃度が低下するので処理容量が大
となるために経済的でなく、また700g/をこ
えると赤リン粒子の分散性が悪くなるので好まし
くない。
また、この水性懸濁体中の赤リンの粒子を沈積
被覆するに当り、沈積処理を効果的に実施するた
めに昇温するが、水性懸濁体の温度を沈積処理前
に予め調節しておき、その後にアルカリ剤を添加
して沈積処理を行つても差し支えはない。
アルカリ剤としてはアンモニアガス、アンモニ
ア水、苛性ソーダ、苛性カリ、NaHCO3、
Na2CO3、K2CO3、KHCO3、Ca(OH)2等の無機
アルカリ剤、またはエタノールアミン等の有機ア
ルカリ剤から選ばれた少なくとも1種以上のもの
が用いられるが、副性物の洗浄除去が容易なアン
モニアガス、アンモニア水が好ましい。
中和の終点PHとしては、沈積処理終了時に液中
にコバルト及びチタンイオンの残存の少ないPHを
設定する必要がある。このPHは使用するチタン
塩、コバルト塩の組み合わせにより異なるが、沈
積処理終了後の液性として、6〜8、好ましくは
7.0±0.5の範囲に入ることが被覆を完全に行うた
めに望ましい。また、加熱によりPHは1〜1.5下
がるので、加熱前にPHを調整する場合には、6.5
〜8.5、好ましくは8.0±8.5の液性とする。
この際、赤リンはアルカリ性において加水分解
しやすいためにPHは9をこえない方がよい。
赤リンの水性懸濁体にアルカリ剤を添加する
と、速やかに沈積反応が始まるが、その際液濃度
と共に添加速度が反応に直接的に影響し、また、
これらの要素は赤リンの物性、特に表面特性にも
著しく関係するのでこれらの要素を十分に考慮し
た上で、沈積皮膜のむらの生じないようアルカリ
剤の添加速度を設定して、制御して添加すること
が必要である。多くの場合徐々に定量的に添加す
る方がよい。
この様な撹拌下における中和にともなつて常温
或いは加熱のいずれの場合でも、チタン−コバル
ト系複合水和酸化物の微細な沈殿が赤リンの粒子
表面に沈積し、均一かつ強固な沈積皮膜が形成さ
れてゆく。この際、液中のチタニウム塩とコバル
ト塩の存在量に応じて沈積皮膜の膜厚が変わるの
で、これを調節することにより各種の用途に適応
した被覆を設定することができる。
なお、沈積する際のスラリー温度は、好ましく
は60℃以上で、さらに好ましくは80〜90℃の範囲
が望ましい。
沈積処理の終了後は、常法により母液を分離し
て、チタン−コバルト系複合水和酸化物を沈積被
覆した赤リンを過し、更に要すれば水洗、分離
及び乾燥して回収する。
[実施例]
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説
明する。
実施例 1〜6
硫酸第二チタン溶液(試薬Ti(SO4)、として
24.0wt%のもの、関東化学社製)と硫酸コバルト
(試薬、関東化学社製)を下記の第1表に示す各
量を秤量し、50gの水に溶解した。これに、予め
水洗し真空乾燥(100℃)した粒径3〜44μmで、
平均粒子径20μmの赤リン粉末を5g添加し、撹
拌しながら5wt%のアンモニア水溶液を添加し、
PHを7.5に調整した。
次いで、撹拌しながら加熱し、温度を85℃と
し、2時間加熱撹拌をつづけた。この時の最終PH
は6.8であつた。冷却後、別した。滓を脱イ
オン水で液の電気伝導度が10μs/cm以下を示す
まで洗浄し、120℃の真空乾燥器中で3時間乾燥
して安定化赤リンを得た。
[Industrial Application Field] The present invention relates to stabilized red phosphorus in which the surface of red phosphorus particles is coated with a composite film of a titanium-cobalt compound, and a method for producing the same. The stabilized red phosphorus according to the present invention is particularly useful as a flame retardant for synthetic resins, and can be used in the fields of resins, paints, and adhesives. [Prior Art] It is well known that red phosphorus imparts an excellent flame retardant effect to synthetic resins, and is actually used as a flame retardant. However, when red phosphorus is used as it is, it reacts with moisture and causes a hydrolysis reaction accompanied by the generation of phosphine gas. Many red phosphorus modifications have been proposed. For example, a method of depositing aluminum hydroxide on the surface of red phosphorus using aluminum sulfate and sodium hydrogen carbonate [Gmelin, Handbutzuf der Anorganisien Chemier, 8th edition (1964)]
“Phosphorus” Part B, p. 83 (Gmelin.
"Handbuchder anorganischenChemie" th
Edtion (1964), vol Phosphorus, Parts B.
Page 83)] has been reported. However, this red phosphorus modification method requires coating a large amount of aluminum hydroxide in order to completely stabilize red phosphorus, which not only reduces its effectiveness as a flame retardant, but also reduces the effectiveness of red phosphorus depending on the application. It may have a negative effect. Another example of a red phosphorus reforming method is a method of coating aluminum hydroxide with a composite of zinc or magnesium hydroxide (U.S. Pat. No. 2,635,953).
specification), modified red phosphorus coated with a thermosetting resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 105996/1983), modified red phosphorus coated with a thermosetting resin after converting the red phosphorus surface into a metal phosphide (Japanese Patent Laid-Open No. 105996/1983) modified red phosphorus (US Pat. No. 4,421,782) in which the surface of red phosphorus is coated with a hydrated oxide of titanium; or modified red phosphorus in which the surface of red phosphorus is coated with a hydrated oxide of titanium. In addition to the above, modified red phosphorus coated with a thermosetting resin has been proposed. [Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, many proposals have been made for stabilizing red phosphorus through modification, but all of them have advantages and disadvantages, and still have some important problems. In particular, red phosphorus is easily hydrolyzed in the presence of moisture and is accompanied by the generation of phosphine gas, which is odorous and toxic even in a very small amount, so it has been extremely difficult to completely suppress the generation of this gas. For this reason, proposals have been made to suppress the generated phosphine gas by coexisting metals that have a high affinity with phosphine gas, such as heavy metals such as copper and nickel. However, many heavy metals have the disadvantage of accelerating the hydrolysis of red phosphorus. This results in a decrease in moisture resistance and promotes the generation of phosphine gas. Furthermore, the modified red phosphorus disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 52-125489 can be considered to be a type of plating film by the so-called galvanic method, but it is an extremely thin and incomplete metal phosphide film. The present invention has been achieved through extensive research and exploration of various stabilization methods in order to substantially completely suppress the generation of phosphine gas accompanying the decomposition of red phosphorus.
When red phosphorus particles were coated with a titanium-cobalt composite hydrated oxide film, they found that surprisingly stable red phosphorus powder could be obtained, and the present invention was completed. [Means for Solving the Problems] and [Operations] That is, the present invention provides stabilized red phosphorus, characterized in that the surface of red phosphorus particles is coated with a titanium-cobalt composite hydrated oxide; Then, an alkali agent is added to an aqueous suspension of red phosphorus dispersed in an aqueous mixed salt solution of a titanium salt and a cobalt salt to neutralize it. The present invention relates to a method for producing stabilized red phosphorus, which is characterized in that it is separated and recovered after being deposited on the surface of phosphorus particles. The present invention will be explained in detail below. The red phosphorus particles in the present invention are at least as large as
100 μm or less, and the average particle size is 5
~30 μm, preferably 10-20 μm is suitable. Further, since fine powder increases the surface area of the particles and tends to become unstable, it is preferable to use particles with a particle size of about 1 μm or less that are cut as much as possible. Therefore, the red phosphorus particles in the present invention are
It is preferable that the particle size is substantially in the range of 1 to 100 μm, and even if particles with a particle size outside the above range are contained, the content of particles with a particle size of 1 μm or less and 100 μm or more is 5% by weight or less is desirable. Note that the particle size and average particle size are values measured by the Coulter counter method. The stabilized red phosphorus according to the present invention is formed by depositing a titanium-cobalt composite hydrated oxide, which is a hydrolysis product of a soluble salt of titanium and cobalt, on the surface of red phosphorus particles to form a coating. This deposit appears to be TiO 2 .nH 2 O and Co.nH 2 O, but since it is a coprecipitate, it is presumed that it is not just a mixture of these. In addition, the amount of titanium-cobalt composite hydrated oxide deposited on the red phosphorus particles varies depending on the use of the stabilized red phosphorus, but in most cases it is 0.5 to 10% Ti+Co based on the total weight of the red phosphorus particles. %,
It is desirable that the amount is preferably in the range of 1 to 6% by weight. The reason for this is that if it is less than 0.5% by weight, the suppression of phosphine gas is incomplete, and if it exceeds 10% by weight, it is inappropriate from a practical standpoint. In addition, the weight ratio of titanium and cobalt in the titanium-cobalt composite hydrated oxide is Ti:Co=
1: preferably in the range of 0.1 to 0.5. The stabilized red phosphorus according to the present invention can be confirmed by microscopic observation to have a deposited coating formed on the particle surface, and can be easily identified in comparison with the original red phosphorus. The modified red phosphorus according to the present invention is a stabilized red phosphorus that almost completely suppresses the generation of phosphine gas, but the details of the suppression mechanism are unknown.
It is also not clear why the combination of titanium and cobalt shows good results.
This combination was discovered as a result of numerous experiments, some of which are shown in Comparative Examples 4 to 15.
Unique effects that cannot be achieved in combination with other elements can be obtained in the combination of titanium and cobalt. Next, a method for producing stabilized red phosphorus according to the present invention will be explained. First, red phosphorus is dispersed in a mixed salt aqueous solution of titanium salt and cobalt salt, and an alkali agent is added to the resulting red phosphorus suspension while stirring to neutralize the pH.
Adjust to 6.5-8.5. After neutralization, the fine precipitates of the titanium-cobalt complex hydrated oxide are deposited on the surface of the red phosphorus particles by heating with stirring, followed by separation and recovery, which makes it industrially advantageous and homogeneous. It is possible to produce stable stabilized red phosphorus. In the present invention, the aqueous suspension of red phosphorus is a mixed salt aqueous solution in which a predetermined amount of titanium salt and cobalt salt is dissolved in water in an amount of at least twice the amount of red phosphorus, preferably 5 to 10 times, by weight. It can be obtained by adding red phosphorus particles to the liquid under stirring. In this case, if the amount of water in the mixed salt aqueous solution is less than twice the amount of red phosphorus, the red phosphorus concentration becomes too high and stirring becomes impossible. In addition, as another method for preparing an aqueous suspension of red phosphorus, contrary to the above, a mixed salt aqueous solution of a titanium salt and a cobalt salt is added to a red phosphorus slurry prepared by dispersing red phosphorus in water in advance. mosquito,
Alternatively, an aqueous suspension can be obtained by adding and dissolving crystals of predetermined titanium salts and cobalt salts. However, if an aqueous solution or crystals of a mixed salt of titanium salt and cobalt salt is added to an alkaline slurry of red phosphorus, there is a risk that the red phosphorus will be hydrolyzed, so it is better to avoid this. In addition, the titanium salt and cobalt salt used in the preparation of the mixed salt aqueous solution can be used without particular limitation as long as they are salts of titanium and cobalt, but among them, sulfate, hydrochloride, or nitrate are particularly preferred. At least one selected from the following is preferred. The concentration of the mixed salt aqueous solution of titanium salt and cobalt salt is not particularly limited as long as it is below the solubility of each salt at room temperature, but it is usually 0.5 to 1.0 as Ti.
It is preferably 0.05 to 0.2% by weight as Co. Any device can be used to prepare the aqueous suspension of red phosphorus as long as it can homogeneously disperse red phosphorus particles, but specifically, any desired means may be used as appropriate, such as normal stirring. It is desirable to prepare a suspension in a state of dispersion close to that of primary particles, with as much agglomerate of red phosphorus particles removed as possible, using high-speed stirring or a shear dispersion device such as a colloid mill or homogenizer. Further, when dispersing the red phosphorus particles, a small amount of a dispersant such as a surfactant or sodium hexametaphosphate can be used as necessary to the extent that the coating conditions are not impaired. There is no particular reason to limit the concentration of red phosphorus in an aqueous suspension of red phosphorus, but it is often 50 g/~
A range of 700 g/, preferably 100 g/ to 500 g/ is desirable; if it is less than 50 g//, the slurry concentration will be low and the deposited coating density will be reduced, making it uneconomical because the processing capacity will be large; and if it exceeds 700 g//, red This is not preferable because the dispersibility of the phosphorus particles becomes poor. In addition, in depositing and coating the red phosphorus particles in this aqueous suspension, the temperature is raised to effectively carry out the deposition process, but the temperature of the aqueous suspension is adjusted in advance before the deposition process. There is no problem in adding an alkaline agent and performing a deposition treatment after that. Alkaline agents include ammonia gas, aqueous ammonia, caustic soda, caustic potash, NaHCO 3 ,
At least one selected from inorganic alkaline agents such as Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , KHCO 3 , Ca(OH) 2 , and organic alkaline agents such as ethanolamine is used, but by-products Ammonia gas and ammonia water are preferred because they can be easily removed by washing. The end point pH of neutralization needs to be set at a pH at which cobalt and titanium ions remain in the solution at the end of the deposition process. This PH varies depending on the combination of titanium salt and cobalt salt used, but the liquid property after the deposition process is 6 to 8, preferably 6 to 8.
It is desirable to fall within the range of 7.0±0.5 for complete coverage. In addition, heating lowers the PH by 1 to 1.5, so if you adjust the PH before heating, 6.5
Liquidity should be ~8.5, preferably 8.0±8.5. At this time, since red phosphorus is easily hydrolyzed in alkaline conditions, the pH should not exceed 9. When an alkali agent is added to an aqueous suspension of red phosphorus, a precipitation reaction begins immediately, but the addition rate as well as the liquid concentration directly affect the reaction;
These factors are significantly related to the physical properties of red phosphorus, especially its surface properties, so after fully considering these factors, the addition rate of the alkali agent should be set and controlled to prevent uneven deposited film. It is necessary to. In many cases it is better to add gradually and quantitatively. With such neutralization under stirring, fine precipitates of titanium-cobalt complex hydrated oxide are deposited on the red phosphorus particle surface, whether at room temperature or under heating, forming a uniform and strong deposited film. is being formed. At this time, the thickness of the deposited film changes depending on the amount of titanium salt and cobalt salt present in the liquid, so by adjusting this it is possible to set a coating suitable for various uses. Note that the slurry temperature during deposition is preferably 60°C or higher, more preferably in the range of 80 to 90°C. After the completion of the deposition process, the mother liquor is separated by a conventional method, and the red phosphorus coated with the titanium-cobalt composite hydrated oxide is filtered, and if necessary, washed with water, separated, and dried to be recovered. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail by showing examples. Examples 1 to 6 Titanium sulfate solution (as reagent Ti(SO 4 ))
The amounts of cobalt sulfate (reagent, manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) and cobalt sulfate (reagent, manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) shown in Table 1 below were weighed and dissolved in 50 g of water. To this, particles with a particle size of 3 to 44 μm, which have been washed with water and dried in vacuum (100 ° C.), are added.
Add 5g of red phosphorus powder with an average particle size of 20μm, add 5wt% ammonia aqueous solution while stirring,
The pH was adjusted to 7.5. Next, the mixture was heated with stirring to bring the temperature to 85°C, and heating and stirring was continued for 2 hours. Final PH at this time
was 6.8. After cooling, it was separated. The slag was washed with deionized water until the electrical conductivity of the liquid was 10 μs/cm or less, and dried in a vacuum dryer at 120° C. for 3 hours to obtain stabilized red phosphorus.
【表】
得られた安定化赤リンのホスフイン発生量を測
定した結果は下記の第2表に示すとおりであつ
た。[Table] The results of measuring the amount of phosphine produced in the stabilized red phosphorus obtained were as shown in Table 2 below.
【表】
Γホスフイン発生量の測定
温度30℃、相対湿度83%の恒温恒湿器中に48
時間保存した試料を0.5g採取し、N2ガス中で
加熱(150℃、3時間)する。
発生したPH3量をガスクロマトグラフにより
測定し、サンプル1g当りの発生PH3量(μg)
に換算した。
比較例 1〜3
実施例2〜4において、硫酸コバルトを用いず
硫酸チタン溶液のみを用いて赤リン粒子を被覆し
た。その他の条件は実施例2〜4と同様に行つ
た。硫酸チタンの添加量とホスフイン発生量の試
験結果を下記の第3表に示す。[Table] Measurement of the amount of Γphosphine generated.
Take 0.5g of the sample stored for a period of time and heat it in N2 gas (150°C, 3 hours). The amount of PH 3 generated was measured using a gas chromatograph, and the amount of PH 3 generated per 1 g of sample (μg) was determined.
It was converted into Comparative Examples 1 to 3 In Examples 2 to 4, red phosphorus particles were coated using only a titanium sulfate solution without using cobalt sulfate. Other conditions were the same as in Examples 2-4. The test results for the amount of titanium sulfate added and the amount of phosphine generated are shown in Table 3 below.
【表】
比較例 4〜15
実施例6の硫酸コバルトに代えて下記の第4表
に示す各種の金属塩を用いて、実施例6と同等の
操作で赤リンの被覆を行なつた。金属塩の種別と
添加量、および得られた金属塩被覆赤リンのホス
フイン発生量の試験結果を下記の第4表に示す。[Table] Comparative Examples 4 to 15 Red phosphorus coating was carried out in the same manner as in Example 6, using various metal salts shown in Table 4 below in place of cobalt sulfate in Example 6. The test results for the type and amount of metal salt added and the amount of phosphine generated from the obtained metal salt-coated red phosphorus are shown in Table 4 below.
【表】
実施例 7
四塩化チタン溶液(Tiとして8.5wt%)2.94g
(赤リンに対しTiとして5wt%)と硫酸コバルト
(CoSO4・7H2O)0.12g(赤リンに対しCoとし
て0.5wt%)を水50gに溶解した。
これに予め水洗し真空乾燥(100℃)した赤リ
ン(粒径3〜44μm、平均粒子径15μm)5gを
添加し、撹拌しながら5wt%のNaOH溶液を添加
し、PHを8.0に調整した。
次いで、加熱し温度を85℃とし、2時間、加熱
撹拌をつづけた。この時の最終PHは7.0であつた。
冷却後、別した。滓を脱イオン水で液の電
気伝導度が10μs/cm以下を示すまで洗浄し、120
℃の真空乾燥器中で3時間乾燥して安定化赤リン
を得た。
得られた安定化赤リンのホスフイン発生量試験
の結果は不検出であつた。
実施例 8
四塩化チタン溶液(Tiとして8.5wt%)1.76g
(赤リンに対しTiとして3wt%)と塩化コバルト
(Cocl2・6H2O)0.06g(赤リンに対しCoとして
0.3wt%)を水50gに溶解した。
これに予め水洗し真空乾燥(100℃)した赤リ
ン(粒径3〜44μm、平均粒子径15μm)5gを
添加し、撹拌しながら5wt%NH4OH溶液を添加
し、PHを7.5に調整した。
次いで、加熱して温度を85℃とし、2時間加
熱、撹拌をつづけた。この時の最終PHは6.8であ
つた。冷却後、別した。滓を脱イオン水で
液の電気伝導度が10μs/cm以下を示すまで洗浄
し、120℃の真空乾燥器中で3時間乾燥して安定
化赤リンを得た。
得られた安定化赤リンのホスフイン発生量試験
の結果は不検出であつた。
比較例 16
粒径3〜44μm、平均粒子径15μmの赤リン100
gを水250gに懸濁させ赤リンのスラリーを調整
した。次いで、Al2O3として8wt%の硫酸アルミ
ニウムの水溶液120gを添加した後、80℃に昇温
し、撹拌しながら10wt%のNaOH溶液を2時間
にわたつて滴下しPH6.6に調整した。更に、1時
間加熱、撹拌をつづけ、水酸化アルミニウムを赤
リンの粒子表面に沈積させた。
冷却、別後、滓を液の電気伝導度が
20μs/cm以下になるまで洗浄した後、真空乾燥器
中で100℃で5時間乾燥し安定化赤リンを得た。
得られた安定化赤リンのホスフイン発生量試験
の結果は12.2μg/gであつた。
Γ安定化赤リンの皮覆の耐熱水試験
還流冷却器付の三角フラスコに、下記の第5
表に示す各実施例および比較例で得られた安定
化赤リンのサンプル1gと水180mlを入れ、煮
沸状態で8時間加熱した。その上澄液の加熱
前、および加熱後のPHおよび電気伝導度を測定
した。その結果を第5表に示す。[Table] Example 7 Titanium tetrachloride solution (8.5wt% as Ti) 2.94g
(5 wt% as Ti relative to red phosphorus) and 0.12 g of cobalt sulfate (CoSO 4 .7H 2 O) (0.5 wt% as Co relative to red phosphorus) were dissolved in 50 g of water. To this was added 5 g of red phosphorus (particle size 3 to 44 μm, average particle size 15 μm) that had been previously washed with water and vacuum dried (100° C.), and a 5 wt % NaOH solution was added while stirring to adjust the pH to 8.0. Next, the mixture was heated to a temperature of 85° C., and heating and stirring were continued for 2 hours. The final pH at this time was 7.0.
After cooling, it was separated. Wash the slag with deionized water until the electrical conductivity of the liquid shows 10 μs/cm or less, and
Stabilized red phosphorus was obtained by drying in a vacuum dryer at .degree. C. for 3 hours. The result of the phosphine generation amount test of the obtained stabilized red phosphorus was undetectable. Example 8 Titanium tetrachloride solution (8.5wt% as Ti) 1.76g
(3wt% as Ti relative to red phosphorus) and 0.06 g of cobalt chloride (Cocl 2 6H 2 O) (as Co relative to red phosphorus)
0.3wt%) was dissolved in 50g of water. To this was added 5 g of red phosphorus (particle size 3 to 44 μm, average particle size 15 μm) that had been previously washed with water and vacuum dried (100°C), and 5 wt% NH 4 OH solution was added while stirring to adjust the pH to 7.5. . Next, the mixture was heated to a temperature of 85°C, and heating and stirring were continued for 2 hours. The final pH at this time was 6.8. After cooling, it was separated. The slag was washed with deionized water until the electrical conductivity of the liquid was 10 μs/cm or less, and dried in a vacuum dryer at 120° C. for 3 hours to obtain stabilized red phosphorus. The result of the phosphine generation amount test of the obtained stabilized red phosphorus was undetectable. Comparative example 16 Red phosphorus 100 with particle size 3 to 44 μm, average particle size 15 μm
g was suspended in 250 g of water to prepare a slurry of red phosphorus. Next, 120 g of an aqueous solution of 8 wt % aluminum sulfate as Al 2 O 3 was added, the temperature was raised to 80° C., and a 10 wt % NaOH solution was added dropwise over 2 hours with stirring to adjust the pH to 6.6. Further, heating and stirring were continued for 1 hour to deposit aluminum hydroxide on the surface of the red phosphorus particles. After cooling and separating, the electrical conductivity of the liquid is
After washing until the temperature decreased to 20 μs/cm or less, it was dried in a vacuum dryer at 100° C. for 5 hours to obtain stabilized red phosphorus. The result of the phosphine generation amount test of the obtained stabilized red phosphorus was 12.2 μg/g. Hot water resistance test of Γ-stabilized red phosphorus coating In an Erlenmeyer flask equipped with a reflux condenser,
1 g of the stabilized red phosphorus sample obtained in each of the Examples and Comparative Examples shown in the table and 180 ml of water were added and heated at a boiling state for 8 hours. The PH and electrical conductivity of the supernatant were measured before and after heating. The results are shown in Table 5.
【表】
[発明の効果]
以上説明した様に、本発明の安定化赤リンは従
来考えられなかつた耐熱分解性、耐加水分解性を
示すことが見出された。このチタン−コバルト複
合被覆により赤リンの水分の存在下及び高温下で
の加水分解反応はほぼ完全に抑制されるので、各
種合成樹脂の難燃剤として極めて有用なものとす
ることができる。[Table] [Effects of the Invention] As explained above, it has been found that the stabilized red phosphorus of the present invention exhibits heat decomposition resistance and hydrolysis resistance that were hitherto unimaginable. This titanium-cobalt composite coating almost completely suppresses the hydrolysis reaction of red phosphorus in the presence of moisture and at high temperatures, making it extremely useful as a flame retardant for various synthetic resins.
Claims (1)
水和酸化物を沈積被覆してなることを特徴とする
安定化赤リン。 2 チタン−コバルト系複合水和酸化物は赤リン
粒子に対し、全重量当りTi+Coとして0.5〜10重
量%である特許請求の範囲第1項記載の安定化赤
リン。 3 チタン−コバルト系複合水和酸化物はチタン
とコバルトの重量比がTi:Co=1:0.1〜0.5の範
囲である特許請求の範囲第1項または第2項記載
の安定化赤リン。 4 赤リンは平均粒子径が5〜30μmで、かつ粒
径が1μm以下および100μm以上のものの含有量
が5重量%以下である特許請求の範囲第1項記載
の安定化赤リン。 5 チタニウム塩とコバルト塩との混合塩水溶液
に分散させた赤リンの水性懸濁体にアルカリ剤を
添加して中和し、生成するチタン−コバルト系複
合水和酸化物の微細な沈殿を赤リンの粒子表面に
沈積処理した後、分離回収することを特徴とする
安定化赤リンの製造法。 6 赤リンの水性懸濁体はチタニウム塩およびコ
バルト塩との混合塩水溶液に赤リン粉末を添加し
て調製する特許請求の範囲第5項記載の安定化赤
リンの製造法。 7 チタニウム塩およびコバルト塩は硫酸塩、塩
酸塩又は硝酸塩から選ばれた少なくとも1種であ
る特許請求の範囲第5項又は第6項記載の安定化
赤リンの製造法。 8 アルカリ剤はアンモニアガス、アンモニア
水、苛性ソーダ、苛性カリウムから選ばれた少な
くとも1種である特許請求の範囲第5項記載の安
定化赤リンの製造法。 9 赤リンの粒子表面への沈積処理は、反応系の
最終PHが6〜8で、かつ温度60℃以上で行う特許
請求の範囲第5項記載の安定化赤リンの製造法。[Scope of Claims] 1. Stabilized red phosphorus, characterized in that the surface of red phosphorus particles is coated with a titanium-cobalt composite hydrated oxide. 2. The stabilized red phosphorus according to claim 1, wherein the titanium-cobalt composite hydrated oxide is present in an amount of 0.5 to 10% by weight as Ti+Co based on the total weight of the red phosphorus particles. 3. The stabilized red phosphorus according to claim 1 or 2, wherein the titanium-cobalt-based composite hydrated oxide has a weight ratio of titanium and cobalt in the range of Ti:Co=1:0.1 to 0.5. 4. The stabilized red phosphorus according to claim 1, wherein the red phosphorus has an average particle size of 5 to 30 μm, and the content of particles with particle sizes of 1 μm or less and 100 μm or more is 5% by weight or less. 5 Add an alkaline agent to an aqueous suspension of red phosphorus dispersed in an aqueous mixed salt solution of a titanium salt and a cobalt salt to neutralize it, and remove the fine precipitates of the titanium-cobalt complex hydrated oxide. A method for producing stabilized red phosphorus, which comprises depositing it on the surface of phosphorus particles and then separating and recovering it. 6. The method for producing stabilized red phosphorus according to claim 5, wherein the aqueous suspension of red phosphorus is prepared by adding red phosphorus powder to an aqueous mixed salt solution of a titanium salt and a cobalt salt. 7. The method for producing stabilized red phosphorus according to claim 5 or 6, wherein the titanium salt and cobalt salt are at least one selected from sulfates, hydrochlorides, and nitrates. 8. The method for producing stabilized red phosphorus according to claim 5, wherein the alkaline agent is at least one selected from ammonia gas, aqueous ammonia, caustic soda, and caustic potassium. 9. The method for producing stabilized red phosphorus according to claim 5, wherein the deposition treatment of red phosphorus on the particle surface is carried out at a final pH of 6 to 8 in the reaction system and at a temperature of 60°C or higher.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28103886A JPS63134507A (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Stabilized red phosphorus and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28103886A JPS63134507A (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Stabilized red phosphorus and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134507A JPS63134507A (en) | 1988-06-07 |
| JPH058125B2 true JPH058125B2 (en) | 1993-02-01 |
Family
ID=17633428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28103886A Granted JPS63134507A (en) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | Stabilized red phosphorus and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134507A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008530344A (en) | 2005-02-18 | 2008-08-07 | タイコ・エレクトロニクス・コーポレイション | Heat-recoverable article and composition therefor |
-
1986
- 1986-11-25 JP JP28103886A patent/JPS63134507A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63134507A (en) | 1988-06-07 |
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