本發(fā)明涉及一種納米次磷酸鋁的制備方法，屬于納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

次磷酸鋁因其含磷量高、熱穩(wěn)定性好、合成工藝相對(duì)簡(jiǎn)單和價(jià)格相對(duì)便宜等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于阻燃領(lǐng)域。其可以促進(jìn)燃燒過(guò)程中聚合物的炭化，實(shí)現(xiàn)凝聚相阻燃，還可與其他阻燃劑復(fù)配，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)的作用，提高阻燃效果。人們對(duì)次磷酸鋁進(jìn)行了多方面的研究，主要有：

（1）次磷酸鋁制備的新方法和工藝。如公開(kāi)號(hào)為cn104163412a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了將次磷酸鈉和可溶性鋁鹽反應(yīng)，分離次磷酸鋁晶體，母液返回反應(yīng)器，連續(xù)制備次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn103879979a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了將次磷酸鈉和鋁鹽、氫氧化鋁或氧化鋁在雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)擠出、熟化、洗滌、過(guò)濾和干燥制備次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn106633187a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用次磷酸鈉和硫酸鋁反應(yīng)并加入磷化氫吸收劑制備次磷酸鋁的方法。公告號(hào)為cn103496681b的發(fā)明專(zhuān)利文件中公開(kāi)了用氫氧化鋁和次磷酸在水中反應(yīng)制備次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn104860281a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用次磷酸鈉水溶液和氯化鋁的乙醇溶液反應(yīng)制備次磷酸鋁的方法。公告號(hào)為cn103613084b的發(fā)明專(zhuān)利文件中公開(kāi)了用次磷酸鈉和硫酸鋁反應(yīng)，在反應(yīng)前期加入三聚氰胺氰尿酸鹽作為晶種，制備球形次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn103145110a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用次磷酸鈉和硝酸鋁反應(yīng)制備次磷酸鋁的方法。

（2）次磷酸鋁的微納化。如公開(kāi)號(hào)為cn103803516a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了一種在含有表面活性劑的純水混合物中加入次磷酸鈉和可溶性鋁鹽制備納米次磷酸鋁的方法。

（3）次磷酸鋁的表面改性和微膠囊化。如公開(kāi)號(hào)為cn105860594a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用次磷酸鈉和硫酸鋁反應(yīng)，加入醇解的有機(jī)硅溶液，制備有機(jī)硅改性的次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn105457574a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用蜜胺甲醛樹(shù)脂對(duì)次磷酸鋁進(jìn)行包覆，制備微膠囊次磷酸鋁的方法。公開(kāi)號(hào)為cn105037808a的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)文件中公開(kāi)了用蜜胺甲醛樹(shù)脂及其衍生物對(duì)次磷酸鋁進(jìn)行原位改性制備微膠囊化次磷酸鋁的方法。公告號(hào)為cn104448948b的發(fā)明專(zhuān)利文件中公開(kāi)了用含有磷酸酯的次磷酸鈉溶液和含有乙二醇的氯化鋁反應(yīng)制備改性次磷酸鋁。公告號(hào)為cn103992512b的發(fā)明專(zhuān)利文件中公開(kāi)了用含三嗪環(huán)交聯(lián)聚合物對(duì)次磷酸鋁進(jìn)行包覆改性，制備微膠囊次磷酸鋁的方法。

這些專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的工藝方法在次磷酸鋁的制備和工藝優(yōu)化中起到了很大的推進(jìn)作用，但用于制備均勻穩(wěn)定的納米次磷酸鋁時(shí)仍存在一些不足，尚需要研究改進(jìn)其制備方法。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用微乳液法制備納米次磷酸鋁，通過(guò)微反應(yīng)器控制次磷酸鋁的粒徑大小為納米級(jí)，該產(chǎn)品可用作阻燃劑或其他用途。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有公開(kāi)的次磷酸鋁制備方法特別是用于制備納米次磷酸鋁時(shí)存在的問(wèn)題和不足，提供一種采用反相微乳液法制備均勻穩(wěn)定的納米次磷酸鋁的方法。

為解決上述問(wèn)題和不足，本發(fā)明提供了一種納米次磷酸鋁的制備方法，其步驟如下：

a)制備油包水的含有次磷酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的微乳液，在有機(jī)連續(xù)相溶劑中加入次磷酸鈉水溶液和十六烷基三甲基溴化銨，其中次磷酸鈉水溶液的摩爾濃度為0.3-0.8mol/l，十六烷基三甲基溴化銨的摩爾濃度為0.3-0.5mol/l，在溫度為50-95℃條件下，制備含有次磷酸鈉的油包水的反相微乳液，稱(chēng)之為a液；

b)制備油包水的含有氯化鋁和十六烷基三甲基溴化銨的微乳液，在有機(jī)連續(xù)相溶劑中加入水溶性鋁鹽和十六烷基三甲基溴化銨，其中十六烷基三甲基溴化銨的摩爾濃度為0.3-0.5mol/l，制備油包水的含有水溶性鋁鹽的反相微乳液，稱(chēng)之為b液；

c)制備納米次磷酸鋁，將a液和b液,混合，在80-95℃的常壓下調(diào)節(jié)次磷酸鈉與水溶性鋁鹽的摩爾比，加熱回流，在納米微乳液反應(yīng)器中反應(yīng)制得納米次磷酸鋁膠體；

d)分離、純化和干燥納米次磷酸鋁膠體制得納米次磷酸鋁粉體。

具體地，所述的有機(jī)連續(xù)相溶劑是甲苯、苯或二甲苯。

具體地，所述的水溶性鋁鹽溶液是氯化鋁溶液或硫酸鋁溶液。

具體地，在制備a液時(shí)，所述的次磷酸鈉水溶液的摩爾濃度為0.3-0.8mol/l，所述的十六烷基三甲基溴化銨的摩爾濃度為0.3-0.5mol/l，有機(jī)連續(xù)相溶劑與次磷酸鈉水溶液的體積比為1：1。

具體地，在制備b液時(shí)，如果水溶性鋁鹽選用氯化鋁溶液，則所述的氯化鋁溶液的摩爾濃度為0.12-0.25mol/l，所述的十六烷基三甲基溴化銨的摩爾濃度為0.3-0.5mol/l，有機(jī)連續(xù)相溶劑與氯化鋁溶液的體積比為1：1。

具體地，在制備b液時(shí)，如果水溶性鋁鹽選用氯化鋁溶液，則所述的次磷酸鈉水溶液和十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為5：3.6，氯化鋁水溶液和十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1：2.16，油包水型的氯化鋁微乳液和油包水型的次磷酸鈉微乳液的體積比為1：1。

具體地，在制備b液時(shí)，如果水溶性鋁鹽選用硫酸鋁溶液，則所述的硫酸鋁溶液的摩爾濃度為0.06-0.125mol/l，所述的十六烷基三甲基溴化銨的摩爾濃度為0.3-0.5mol/l，有機(jī)連續(xù)相溶劑與硫酸鋁溶液的體積比為1：1。

更具體地，水溶性鋁鹽選用氯化鋁溶液時(shí)，a液和b液中次磷酸鈉和氯化鋁的摩爾比控制為3:1，在85℃、ph值為6的條件下將氯化鋁微乳液滴加到次磷酸鈉微乳液中，滴加過(guò)程中攪拌，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。

更具體地，水溶性鋁鹽選用硫酸鋁溶液時(shí)，a液和b液中次磷酸鈉和硫酸鋁的摩爾比控制為6：1，在85℃、ph值為6的條件下將硫酸鋁微乳液滴加到次磷酸鈉微乳液中，滴加過(guò)程中攪拌，反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)。

本發(fā)明的有益效果：提供了一種采用反相微乳液法制備均勻穩(wěn)定的納米次磷酸鋁的方法，用于制備均勻穩(wěn)定的納米次磷酸鋁，解決現(xiàn)有方法及工藝的不足，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)率和尺寸穩(wěn)定性。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，本發(fā)明現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明實(shí)施例的制備方法在下文中更完全地描述。然而，本發(fā)明能以很多不同的參數(shù)設(shè)置具體化并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限制于這里所闡明的具體實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)方案。

除非另外限定，這里所使用的術(shù)語(yǔ)（包含科技術(shù)語(yǔ)）應(yīng)當(dāng)解釋為具有如本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所共同理解到的相同意義。還將理解到，這里所使用的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為具有與它們?cè)诒菊f(shuō)明書(shū)和相關(guān)技術(shù)的內(nèi)容中的意義相一致的意義，并且不應(yīng)當(dāng)以理想化或過(guò)度的形式解釋?zhuān)沁@里特意地如此限定。

實(shí)施例1

在100ml苯中加入100ml含10.6g次磷酸鈉的水溶液，加入13g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在100ml苯中加入100ml含4.6g氯化鋁的水溶液，加入13g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在90℃的水浴中，將b液在30轉(zhuǎn)/秒的速度下攪拌慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例2

在100ml甲苯中加入100ml含10.6g次磷酸鈉的水溶液，加入13g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在100ml甲苯中加入100ml含4.6g氯化鋁的水溶液，加入13g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在95℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例3

在200ml二甲苯中加200ml含5.3g次磷酸鈉的水溶液，加入26g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在200ml二甲苯中加入200ml含2.3g氯化鋁的水溶液，加入26g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在85℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例4

在500ml二甲苯中加入500ml含53g次磷酸鈉的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在500ml二甲苯中加入500ml含29g硫酸鋁的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在85℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例5

在500ml苯中加入500ml含53g次磷酸鈉的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在500ml甲苯中加入500ml含29g硫酸鋁的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在80℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例6

在500ml苯中加入500ml含26g次磷酸鈉的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在500ml甲苯中加入500ml含14g硫酸鋁的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在90℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

實(shí)施例7

在500ml二甲苯中加入500ml含26g次磷酸鈉的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為a液；在500ml甲苯中加入500ml含14g硫酸鋁的水溶液，加入65g十六烷基三甲基溴化銨，攪拌均勻制備成油包水型微乳液，稱(chēng)為b液；在85℃的水浴中，將b液在強(qiáng)烈攪拌作用下慢慢滴入a液中，調(diào)節(jié)體系ph值在5-7之間，得到次磷酸鋁乳白色膠體，將此膠體用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，制得均勻穩(wěn)定的白色納米次磷酸鋁粉末。

雖然本發(fā)明在此已經(jīng)參照本發(fā)明的具體方面、特點(diǎn)和示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方式并未因此受到限制，而是延伸并且涵蓋眾多其他的工藝參數(shù)變化以及替代實(shí)施例，如基于這里的公開(kāi)將給予本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所暗示的。相應(yīng)地，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。