Патент ссср 331556

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

33I556

Союа Соввтокиа

Социалистичвскиа

Рвсокблив

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента ¹

M. Кл. С 07f 9(02

Заявлено 12.V1.1970 (№ 1447808/23-4)

Приоритет 12.VI.1969, ¹ 29862/69, Англия

;комитет по делам

:.изобретений и открытий

:ори Совете Министров

СССР

УДК 546.185-325.07 (088,8) Опубликовано 7Л!!.1972. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 13.IV.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Джеймз Дерек Бирчалл и Джон Эдвард Кэссиди (Великобритания) Иностранная фирма

«Империал Кемикал Индастриз Лимитед> (Англия) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОГЕНСОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫХ

ФОСФАТОВ АЛЮМИНИЯ

Изобретение касается получения комплексных соединений алюминия и фосфора, а именно к способу получения не .описанных в литературе галогенсодержащих комплексных фосфатов алюминия, содержащих по меньшей мере одну химически связанную молекулу спирта или воды.

Известны комплексы хлористого алюминия с хлорокисью фосфора и хлорфосфинами.

Предлагаемые галогенсодержащие комплексные фосфаты алюминия являются новыми и могут быть использованы для изготовления волокон, покрытий, связующих частиц на основе фосфата алюминия, поскольку комплексные фосфаты алюминия, содержащие по меньшей мере одну химически связанную молекулу спирта или воды, при умеренном нагревании разлагаются до фосфата алюминия в аморфном или кристаллическом состоянии.

По предлагаемому способу галогенид или алкоголят алюминия подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой и спиртом или водой. Если используют алкоголят алюминия, процесс следует вести в присутствии галогенводородной кислоты.

Процесс можно проводить в широкой области температур, но предпочтительны температуры ниже 60 С.

В качестве спирта обычно применяют алифатический спирт, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, так как в этом случае комплексные фосфаты алюминия образуются с высоким выходом и легко отделяются в виде твердых частиц. .5 Отношение количества г атомов алюминия к количеству г атомов фосфора в комплексных фосфатах алюминия можег меняться в широкой области, например от 1:2 до 2:1, но предпочтительно составляет 1: l.

10 Пример 1. Безводный хлорпд алюминия в количестве 40 г добавляют к 300 лтл этилового спирта лабораторной степени чистоты. Получа.ощийся раствор охлаждают до .0 C. Прибавляют по каплям 18,6 мл 88%-ной водной

15 фосфорной кислоты, и реакционную смесь перемешивают. Реакцшо ведут в атмосфере- сухого азота. Образовавшееся кристаллическое вещество отделяют от смеси, промывают этанолом и сушат под вакуумом прп темпеоату20 ре 0 С.

Получают 70 г продукта.

Получающийся продукт имеет эмпирическую формулу А!РС!Нз5СзО„и по сухому остатку следующий химический состав, вес.

25 А! 7,87; P 9,08; Cl 10,34; С 28,03; Н 7,35 и содержит 53,76 вес. % химически связанного этилового спирта. Инфракрасный спектр поглощения этого соединения, содержащего следы воды, определяют при помощи жидкого па30 рафпна.

331556

Положение полос в эквивалентных сантиметрах с указанием относительной интенсивности их приведено ниже.

3450 силььая 970 слабая

1950 слабая 935 слабая

1635 слабая 900 средней силы

1230 очень сильная 870 средней силы

1100 сильная 800 слабая

1075 сильная 715 средней силы

1030 очень сильная

Специально высушенная проба дает положение полос (эквивалентные сантиметры) в инфракрасном спектре поглощения, приведенное ниже.

3450 средней силы 905 сильная

3100 сильная 880 сильная

1235 очень сильная 660 средней силы

1110 очень сильная 625 средней силы средней силы 520 сильная

1045 очень сильная 390 средней силы

Проводят также дифференциальный термический анализ для пробы соединения, которое содержит небольшое количество воды. Термограмма распространяется на область температур 0 — 800 С и ее осуществляют в атмосфере азота. Наблюдаются острые эндотермические пики при 82 С и 96 С и широкое эндотермическое отклонение при температуре приблизительно 175 С.

П ример 2, 10 г соединения, полученного в примере 1, помещают в тарелку на глубину

0,5 см и оставляют в течение 24 час при 20 С и относительной влажности 75О/о. Соединение теряет 16 вес. и превращается в аморфное соединение. Содержание химически связанного этилового спирта падает до 20 вес. /О, аколичество химически связанной воды возрастает до 22 вес. /о. Соединение содержит, вес. /О. алюминий 10,84, фосфор 12,25, хлор 12,75, Пример 3. Опыт проводят в условиях примера 2, но испытание ведут в течение

48 час. Получающийся аморфный продукт содержит 12,4 вес. /о химически связанного этилового спирта и 32/О вес. /о химически связанной воды. Это соединение содержит, вес.

/o алюминий 11,34; фосфор 12,82; хлор 12,61.

П р и мер 4. Условия примера 2 повторяют за исключением того, что испытание продолжается в течение шести дней. Получающийся аморфный продукт содержит 0,1 вес. /о химически связанного этилового спирта и 35,1 вес. /о химически связанной воды. Это соединение содержит, вес. /о. алюминий 11,32; фосфор 12 7; хлор 11 84.

П р им е р 5. Соединение A1PCIH sCsOs в количестве 300 г приготовленное так, как описано в примере 2, помещают в трубку диаметром 10 см со стеклянной наплавкой у основания. Сжатый воздух продувают через трубку со скоростью 20 м/час в течение 92 час. Образуется сухой аморфный порошок, содержащий, вес. /о. .алюминий 12,4; хлор 11,6; фос5

Зо

4 фор 14,5; химически связанная вода 30. Проводят дифференциальный термический анализ пробы. Термограмма показывает два эндотермических пика при температуре приблизительно 108 С и 160 С, Пример 6. Безводный хлорид алюминия в количестве 15,2 г медленно добавляют к 40 мл дистиллированной воды. Получающийся раствор охлаждают до окружающей температуры и добавляют к нему при перемешивании 7,4мл

88 /о -ного раствора ортофосфорной кислоты.

Затем раствор концентрируют путем нагревания до объема приблизительно 20 мл. Образуется вязкая желто-коричневая жидкость, в которой после нескольких дней выдерживания в кристаллизаторе сформировываются кристаллы. Кристаллы отфильтровывают, промывают этанолом и сушат в вакуумном эксикаторе. Химический анализ кристаллов, наес. /о.. алюминий 10,6; хлор 14,5; фосфор 12,4; вода

40,1. Этот анализ хорошо соответствует эмпирической формуле А1РС1НцОц.

П ример 7. Безводный бромид алюминия в количестве 26,7 г растворяют в смеси из

100 мл аблолютного этилового спирта и 9,8 г

88 -ной водной фосфорной кислоты. Эту смесь осторожно подогревают для того, чтобы она лучше растворилась, и полученную светлую жидкость оставляют охлаждаться. После короткого периода времени формируется кристаллический осадок. Его отфильтровывают и сушат в вакуумном эксикаторе.

Химический состав кристаллов, вес. %.

Аl 6,8; В 20,3; Р 7,6; CgHs0H 47; Н О 0,7.

По сухому остатку кристаллы имеют эмпирическую формулу А1РВг Н ;С 08.

Проводят дифференциальный термический анализ в области температур 0 — 800 С в атмосфере азота. Наблюдают острый эндотермический пик при 108 С и широкое эндотермическое отклонение при температуре приблизительно 175 С. Инфракрасный спектр поглощения этого соединения измеряют, используя жидкий парафин. Положение полос в эквивалентных сантиметрах с указанием относительной интенсивности их приведено ниже, 3450 средней силы 1038 очень сильная

3140 сильная 902 сильная

1414 средней силы 880 сильная

1240 очень сильная 615 средней силы

1112 очень сильная 520 сильная

1090 1 средней силы 385 слабая †средн

1080 ) силы

П р им ер 8. Безводный хлорид алюминия в количестве 26,7 г растворяют в 700 мл и-пропилового спирта и к этому раствору добавляют 19,6 г фосфорной кислоты до получения светлого раствора. Затем к этому раствору прибавляют в избытке специально высушенный диэтиловый эфир. Образуется белый аморфный осадок, который отфильтровывают и сушат. Материал имел следующий состав, вес. /о. Аl 10,7; Сl 7,6; P 12,1; Н О 9,6; и-пропиловый спирт 32,2.

331556

Составитель М. Макаров

Техред 3. Тараненко Корректор Н Шевченко

Редактор О. Юркова

Заказ 917/12 Изд. М 336 Тираж 448 Подписное

1ИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

П р и и е р 9. Безводный хлорид алюминия в количестве 13,4 г растворяют в 100 мл н-деканола. К этому раствору добавляют 9,8 г

88% -ной водной фосфорной кислоты. Реакционную смесь фильтруют. Диэтиловый эфир в избытке добавляют к фильтрату. В осадок выпадает белое вещество, имеющее следующий состав, вес. о/о.. Al 10,4; CI 10,7; P 13,4;

Н20 20,8; и-доканол 10,7.

П р» м е р 10. Безводный хлорид алюминия в количестве 40,05 г растворяют в 250 мл изопропилового спирта. Затем добавляют 88о/оную фосфорную кислоту в количестве 29,4 г до получения чистого раствора. Приоавление большого количества диэтилового эфира к этому раствору приводит к тому, что в осадок выпадает белое твердое аморфное вещество, имеющее следующий состав, вес. /,: А1 10,9;

CI 13,7; P 12,3; Н О 22,7; изопропиловый спирт 13,5.

В тех случаях, когда используют специально высушенный диэтиловый эф:Ip, продукт имеет следующий состав, вес. ",в. AI 10,7;

CI 8,3; P 11,9; Н О 15,2; изопропиловый спирт

31,7., Пример 11. Сухой хлористый водород и количестве 6,64 г растворяют в 185 г изопропилового спирта и 33,1 г этилового спирта. К этому раствору добавляют 17,9 г 88 /,-ной

5 фосфорной кислоты. Затем к раствору добавляют 37,25 г изопропилата алюминия и перемешивают до его растворения. После этого раствор фильтруIGT, и фнльтрат имеет следующий химический состав, вес. % А1 2,1;

10 Cl 2,2; P 2,1; НзО 2,6; органический растворитель 86,7.

Предмет изобретения

1. Способ получения галогенсодержащих

15 комплексных фосфатов алюзпгния, содержащих по меньшей мере одну хнмнческ.i связанную молекулу спирта или воды, отличаюи4ийся тем, что галогенид или алкоголят алюминия подвергают взаимодействию с фосфорной

20 кислотой и спиртом нлн водой, 2. Спосоо по и. 1, отли ва оатпйся тем, что в слу гае использования !ëêîrîëÿò;I алюминия

llpoI3E. сс проводят !3 нрнсутсTIiIIII галогенводородной кислоты.

25 3. Спосоо но п. 1, отличо;оа1айся тем, что процесс проводят iip!I температуре ниже 60 С.