专利名称：超细磷酸硼的生产方法
技术领域：
本发明涉及超细磷酸硼的制备方法，特别是涉及一种新的节环保的化工合成 的超细磷酸硼的生产方法。
背景技术：
磷酸硼产品作为有机合成催化剂、裂解催化剂、高分子材料阻燃剂、热稳定 性颜料、陶瓷材料、涂料、石油添加剂、防腐剂、酸性净化剂、燃料电池的脱凝 电解质、制造硼氢化钠的原料具有重要的应用工业价值。目前磷酸硼现有的的主
流合成方法采用硼酸与磷酸反应体系。意大利(Giorgini， M. ; Morelli， F.; Tartarelli， R. ^ / ah'力'C/ i肌'ca， 1968, 58(12)， 1465—9)、前苏联 (Vol' fkovich， S. I. ; Al Shenavi， H. ; Kubasova, L. V. ; Zhuravleva， M. P Z/ 〃177aJ 尸".W油。i AT 她-1972， 45(10) 2137-40)、加拿大 (Keary, C. ;Moffat， J. B. /of/ms7 of CcJ_Zoj'<y朋c/ i) ter/"ace 5"c/e"ce, 1992， 154(1), 8-16)、以色列(Ashboren， D. Zsrea7 /owr朋7 of C力e肌'WiT， 1974， 12(4) ，831-7)、 土耳其(Baykal， A. ; Kizilyalli, M. ;Toprak， M. 71〃/^/7/o腦a7 0/C/ 棚ist2T， 2001， 25(4), 425-432)等，是采用该反应体系通过直接锻烧制备 磷酸硼，消耗能源多，产品纯度有限。
其它合成方法虽各有特色，但普遍成本高，不适合于生产，目前现有的生产 方法基本沿用了早期的合成反应，生产消耗的能源多、时间长而且出产的产品纯 度不是很高(93 97%)。在能源价格居高不下的时代，高效节能的新一代生产工艺 急待产生取代现有合成技术。 发明内容本发明的目的是充分利用硼酸、磷酸资源，克服现有生产工艺中的不足，提 供无污染、有节能价值的生产高纯度磷酸硼的化学合成方法。本发明解决技术问题所采取的技术方案是 一种磷酸硼的制备方法，原料包 括硼酸、磷酸及媒介,合成反应过程包括混料、升温回流、蒸馏、除溶剂、干燥处理等工艺过程，其特征在于:生产过程只有水为副产物，反应混合物除水过程 包括简单蒸馏、减压蒸馏、共沸蒸馏等过程中的一种或数种；合成既可采用催 化剂也可在无催化剂存在的情况下完成；合成既可采用助剂也可在无助剂存在 的情况下完成。采用的催化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯硫酸钠等表 面活性剂、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丙基溴化铵、四乙基溴化铵、四 乙基氯化铵等季铵盐中的一种或数种。采用的助剂包括乙二醇、二乙二醇、丙 三醇、丁醇、戊醇等一元或多元醇中的一种或数种。按权力要求1中所述的方 法，采用的媒介包括有机溶剂，媒介与硼酸、磷酸之和的比例为1: 0.1 2.5。 反应结束后有机媒介通过固液分离除去，剩余微量有机媒介通过真空干燥方法 去除千净。产品的干燥温度在-50摄氏度 150摄氏度。磷酸硼的细度可达至 10000目。本发明提供的生产方法有益效果是有机媒介可回收获得重复使用，生产 过程可为间歇式也可为连续式，方法简便，原料设备成本低，生产周期短，无 有害副产物(唯一副产物为水)，产品纯度高，产率高，是易于工业化生产高质 量磷酸硼的有效手段。本发明的方法不但节省大量能源，利于环保，而且产品 具有高纯度、超细粉体的特征。下面对本发明做进一步叙述。采用本法的磷酸硼的制备过程包括下述步骤第一，原料的混合配制过程硼酸、磷酸以等当量配制，与有机媒介、催化剂、助剂在搅拌条件下获得充分混合制备成悬浮液。第二，物料的去水过程将上述悬浮液通过加热达到沸腾，馏份经过冷却、 有机相与水相达到分离状态，将水相经过处理达到环保标准后排放或获得适当 应用。有机相获得循环使用。第三，反应结束后，将反应混合物进行冷却、固液分离除去有机物，剩余固 体通过干燥获得磷酸硼产品。第四，固体的真空干燥过程产品在室温 150摄氏度之间进行抽真空干燥。
具体实施例方式
实施例h取一个IOO毫升圆底烧瓶，加入甲苯、13.5克磷酸、7.23克H3B03、催化剂和助剂，混合均匀。加热蒸馏4小时；停止加热。抽过滤，固体真空干燥，获得白色粉末状固体。产品的X-光衍射相图与文献报导一致。SEM照片显示固体为 颗粒直径1 3微米的超细粉体。 实施例2:取一个IOO毫升圆底烧瓶，加入苯、13.5克磷酸，搅拌混合均匀，再加入 7.23克H3B03，混合均匀。加热进行共沸蒸馏7小时；停止加热、冷却至室温、去除溶剂，固体产品经过干燥、粉碎后获得得到白色粉末状固体。产品的x-光 衍射相图与文献报导一致。
权利要求
1、一种磷酸硼的制备方法，原料包括硼酸、磷酸及媒介，合成反应过程包括混料、升温回流、蒸馏、除溶剂、干燥处理等工艺过程，其特征在于生产过程只有水为副产物，反应混合物除水过程包括简单蒸馏、减压蒸馏、共沸蒸馏等过程中的一种或数种；合成既可采用催化剂也可在无催化剂存在的情况下完成；合成既可采用助剂也可在无助剂存在的情况下完成。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用的催化剂包括十二垸基 苯磺酸钠、十二烷基苯硫酸钠等表面活性剂、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、 四丙基溴化铵、四乙基溴化铵、四乙基氯化铵等季铵盐中的一种或数种。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用的助剂包括乙二醇、二 乙二醇、丙三醇、丁醇、戊醇等一元或多元醇中的一种或数种。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于按权力要求1中所述的方法， 采用的媒介包括有机溶剂，媒介与硼酸、磷酸之和的比例为1: 0.1 ？.5。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应结束后，有机媒介通过 固液分离除去，剩余微量有机媒介通过真空干燥方法去除干净。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于产品的干燥温度在-50摄氏 度 150摄氏度。
7、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于磷酸硼的细度可达至10000目。
全文摘要
本发明涉及一种低能耗有效生产高纯度超细磷酸硼的方法。以硼酸和磷酸为原料，以有机溶剂为媒介，本发明提供的磷酸硼制备包括将硼酸、磷酸与有机溶剂混合，在催化剂存在或无催化剂的条件下进一步完成蒸馏、除溶剂、干燥处理等工艺过程，获得高质量的超细硫酸硼产品。采用本方法制备的磷酸硼，原材料、人工、能耗综合成本低于已知其它生产方法的相应成本，生产过程除水以外无任何其它副产物，不造成环境污染；生产过程在较低的温度下完成，节省大量的能源；产品纯度高。本发明的工艺方法具有环保和节能的双重意义。
文档编号C01B35/14GK101302014SQ20081001204
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者跃 全, 越 刘, 刘启波, 刘国桢, 胡晓宁 申请人:刘启波