专利名称：改良的氢硼化钠组合物以及改良的制备压紧的氢硼化钠的方法
技术领域：
本发明的目标是提供自由流动性能得到提高的粉状氢硼化钠组合物以及溶解于水性介质时混浊度有所降低的氢硼化钠组合物。本发明还指出一种改良的制备压紧的氢硼化钠的方法。
氢硼化钠(NaBH4)是一种强力的还原剂，可有多种用途，包括生产漂白纸浆用的连二亚硫酸盐以及从废液流中回收重金属。
干燥的氢硼化钠(以下称为SBH)通常生产出来的形式是颗粒大小在约30至100微米之间的粉末，在许多应用中也是以粉末形式使用。为了提高SBH粉末的自由流动性，人们已经知道可以将SBH粉末与某种防结块剂(以下称为ACA)掺和。迄今使用最广泛的防结块剂是以碳酸镁为基的产物(以下称为mag carb)。用含碳酸镁的配方配制SBH的水溶液或非水性溶液时，常常会有混浊度的问题，这可能是由于碳酸镁不能溶解。
因此需要有能溶解在水性介质而混浊度有所降低的粉末状氢硼化钠组合物。
根据本发明，将氢硼化钠粉末与一种二氧化硅为基的防结块剂掺和。二氧化硅为基的防结块剂与碳酸镁为基的防结块剂相比，能为粉状氢硼化钠提供改良的自由流动性。用二氧化硅防结块剂配制的氢硼化钠，在溶解于水性介质中时，其混浊度有显著的降低。
根据本发明的另一方面，将粉状氢硼化钠与防结块剂细粉掺合，然后在压力下将它压紧，当在这方法中使用二氧化硅为基的防结块剂时，生产率可得到显著的提高。
粉状氢硼化钠通常的颗粒大小是在约30至100微米范围。
二氧化硅为基的防结块剂，是指颗粒大小在约1至20毫微米范围的粉末，并含有90%(重量)以上，较好是95%以上的二氧化硅。防结块剂可以是由任一种工艺方法得到的细的二氧化硅粉末(例如雾化的二氧化硅或沉淀的二氧化硅)。另外，也可以使用涂覆有疏水性物质的二氧化硅粉末，疏水性物质的例子为硅烷，硅油，烃油，氯化烃油，以及它们的混合物等。例如，Cabot Corp.和Degussa Corp.都出售这类涂覆过的二氧化硅。
二氧化硅为基的防结块剂的用量，是约为氢硼化钠重量的0.05至2%，较好的是在约0.1至1%范围。
为了制得自由流动的组合物，要将SBH与二氧化硅为基的防结块剂彻底掺和(例如，使用螺旋叶片式混料器)。
市场上SBH常见的另一种形式是经过压紧的物体，可有压块，压片，和压粒等形式。在关于压紧的SBH产物的术语中，压块(pellet)是指由旋转平板进料，通过单个模具压紧而得到的产物，一般比较大，如直径为25mm、高度为6mm的圆柱体。压片(caplet)是由连续的辊筒压机压实而得的团块状物，压机压出适当的印痕，以形成压紧的产品。辊筒压机方法可比旋转模具法更有效地制得压紧的产品。压片一般比压块小得多，典型的尺寸是长17mm，宽11mm，厚度为5mm。压粒(granule)是压块或压片的碎片，更通常的是压片的碎片，并且典型的情况是根据使用要求用筛子进行了大小分类。形成压块和压片的压紧力一般都在约350至700kg/cm2范围。
压紧的SBH的优点是比粉状SBH的粉尘少。较大的压紧的产品比粉末从本质上来说更便于使用。重要的是，在有溶剂通过SBH床的各种过程中，压紧的产品比粉末更容易形成SBH床。(溶剂几乎不可能通过变紧的粉末，而压块、压片、或压粒构成的床却提供溶剂可以通过的许多通道。)压紧的SBH原先是由纯SBH粉末制得的。但人们已经发现，使用防结块剂有利于制备压紧的SBH，特别是对于连续进料的过程(如制造压片所用的过程)，因为SBH的自由流动可提高生产率。根据本发明，我们发现掺有二氧化硅为基的防结块剂的SBH，与掺有碳酸镁为基的防结块剂的SBH相比，能够以高得多的生产率被压紧。
以下参照具体例子更详细地说明本发明。
实施例1 掺有碳酸镁为基的防结块剂的SBH与掺有二氧化硅为基的防结块剂的SBH在流动性与混浊度方面的比较用碳酸镁为基的防结块剂(Merck公司的Magcarb L)与二氧化硅为基的防结块剂(Cabot公司的Cab-O-Sil EH-5)配制氢硼化钠。成份，混浊度特性和流动特性如下表所示(列出的总成份小于100%;其余的是次要的杂质，例如，通常在氢硼化钠中都含有的硼酸钠。)掺有MagCarb 掺有Cab-O-SilL的SBH EH-5的SBH%NaBH497.3 97.8%防结块剂 1.3 0.87流动率 22.1 2.3静止角 48.4 34.4混浊度(NTU)＊91 10＊溶解在4%氢氧化钠溶剂中的4%溶液的混浊度。
从表上可看到，较少用量的二氧化硅为基的防结块剂，比较多用量的碳酸镁为基的防结块剂，得到更好的流动性。而且，氢硼化钠在氢氧化钠中的溶液的混浊度几乎消除。
实施例2 含有0.5%防结块剂的氢硼化钠使用辊筒压机法时生产率的比较设备工业辊筒压机防结块剂 压片生产率碳酸锰为基的 90-140 公斤/小时/机组二氧化硅为基的 225-280 公斤/小时/机组(注)注可看到流动性提高-需要较少的人工搅动，设备损耗较少。
实施例3配制含有99.5%重量SBH和0.5%重量防结块剂的组合物。测定其最初的流动性并每隔一星期再测定一次。结果如下表所示。
样品大小约50克，存放在恒温恒湿室内(20℃/相对湿度64%)防结块剂 以漏斗号表示的 存放4周后类型/牌号流动性等级(注)微粒大小的评定存放时间(周)0 1 2 3 4二氧化硅/Aerolsil 3 3 3 3 3 非常好的均匀小微粒R972二氧化硅/Sipernat 3 3 3 3 3T良好的均匀小微粒D-11二氧化硅/Cab-O-Sil 3 3 3 3 3T尚好的小微粒TS-530二氧化硅/Cab-O-Sil 3 3 3 3T4T全部范围都有一些大块EH-5二氧化硅/Cab-O-Sil 3 3 3 3 5 全部范围都有一些大块TS-610
碳酸镁/Elastocarb UF 5 5 5 5T6 全部范围都有一些大块碳酸镁/Elastocarb 5T5T5T5T6 全部范围都有许多大块Tech Light碳酸镁/Magcarb L 5T5T5T5T6 全部范围都有许多大块其中Aerosil 和Sipernal 是Degussa公司的注册商标;Cab-O-Sil 是Cabor公司的商标;Elastocarb 是Morton International的商标;而Magcarb 是Merck公司的商标。
注等级是根据混合粉料通过具有不同尺寸小孔的标准圆柱形漏斗的能力而评定的。漏斗的内径为42mm，高为90mm。
以漏斗号表示 小孔 流动性的等级的等级(mm)(粉料仍能自由地通过)
12.5非常好(粉料很少见)25 良好38 良好(整体来说)412尚可518 差6 不充分(不能通过5号漏斗)
T表示需要拍击(开始时以及测试过程中约2-3次)才能完全流动。
实施例4配制含有99.5%重量SBH和0.5%重量防结块剂的组合物。再制备0.1%SBH和1.0%SBH的水溶液(事先用氢氧化钠调节到pH12)，测量其混浊度。结果如下防结块剂 防结块剂 混浊度(NTU)牌号 类型0.1%NaBH4相对 1%NaBH4相对溶液 等级 溶液 等级无 (只有NaBH4) 1.7 3 3.4 1Magcarb 碳酸镁 3.6 9 21.1 9Elastocarb 碳酸镁 3.05 7 15.1 7UFElasfocarb 碳酸镁 3.1 8 17.5 8Tech LightSipernag 疏水性物质涂层 3.0 6 6.5 5。
D-11 沉淀二氧化硅 3.0Aerosil 疏水性物质涂层 1.9 5 4.1 2R972 雾化二氧化硅Cab-O-Sil 雾化二氧化硅 1.4 1 6.0 3EH-5Cab-O-Sil 疏水性物质涂层 1.75 4 6.3 4TS-530 雾化二氧化硅Cab-O-Sil 疏水性物质涂层 1.5 2 9.0 6TS-610 雾化二氧化硅只有pH12的 (无NaBH4) 0.23水溶液一些初步的结果表明，掺有二氧化硅为基的防结块剂的氢硼化钠在许多有机溶剂中(如1-己醇)，其混浊度性能也很好，与使用碳酸镁为基的防结块剂一样好甚至更好。
以上通过一些优选的实施例来说明本发明，但可以作一些对本领域普通技术人员显而易见的变动，而并不越出本发明的范围。
本发明的各特征在下面的权利要求中列出。
权利要求
1.一种含有氢硼化钠和二氯化硅为基的防结块剂的组合物，其特征在于防结块剂的用量是氢硼化钠重量的约0.05至2%。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于其中的二氧化硅是雾化的二氧化硅(fumed silica)。
3.如利要求1所述的组合物，其特征在于其中的二氧化硅是沉淀的二氧化硅。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述防结块剂的用量是氢硼化钠重量的约0.1至1%。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述氢硼化钠的颗粒大小在约30至100微米之间。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述二氧化硅为基的防结块剂的颗粒大小在约1至20毫微米之间。
7.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述防结块剂至少包括90%重量的二氧化硅，其余为疏水性物质覆盖层。
8.如权利要求7所述的组合物，其特征在于所述疏水性物质是选自硅烷，硅油，烃油，氯化烃油，以及它们的混合物这一组物质。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于该组合物是经过压紧的。
10.一种制备压紧的氢硼化钠的方法，其特征在于它包括将粉状氢硼化钠与粉状防结块剂掺和，再在压力下将上述混合物压紧;所作的改进是所述防结块剂至少含有约90%二氧化硅，从而显著地提高了生产率。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述二氧化硅覆盖有一层疏水性物质。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述混合物是在有图案的辊筒之间压紧的。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述混合物是在模具中压紧的。
全文摘要
掺有二氧化硅为基的防结块剂的改良的氢硼化钠粉状组合物。在将氢硼化钠与防结块剂混合物在压力下压紧的方法中，通过使用二氧化硅为基的防结块剂而使方法得到改良，尤其是在速度方面。
文档编号B01J2/30GK1062099SQ9111072
公开日1992年6月24日 申请日期1991年11月8日 优先权日1990年12月5日
发明者R·A·巴顿, W·A·理查森 申请人:莫顿国际股份有限公司